水力發(fā)電廠自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范

備案信息

備案號(hào)：990-19982100433B

全自動(dòng)化概述

全自動(dòng)化設(shè)計(jì)就是全程由PCB設(shè)計(jì)軟件提供的各種自動(dòng)化工具來進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)工作周期短，只能達(dá)到雖不滿意但又可以接受的結(jié)果，特別是人功率電路和高頻電路的設(shè)計(jì)方面，這種方法還不能達(dá)到實(shí)際的要求。

PCB全自動(dòng)化設(shè)計(jì)通常由電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)軟件公司提供的集成軟件來實(shí)現(xiàn)。這些集成系統(tǒng)軟件包括原理圖編輯軟件、電路仿真模擬軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件。如果涉及可編程數(shù)字集成電路，還應(yīng)包括可編程器件設(shè)計(jì)軟件。

全自動(dòng)化流程

PCB全自動(dòng)化設(shè)計(jì)的流程如下:

1. 設(shè)計(jì)出完整的原理圖文件，并給電路中的元件標(biāo)注具體的參數(shù)及封裝型號(hào)。接著進(jìn)行電氣規(guī)則檢查（ERC），確保繪制完成的原理圖沒有任何違反電氣規(guī)則的情況發(fā)生。

2. 在PCB設(shè)計(jì)軟件中設(shè)置PCB的板框，然后將原理圖輸出的網(wǎng)絡(luò)表文件導(dǎo)人到PCB設(shè)計(jì)軟件中。

3. 利用電路設(shè)計(jì)軟件的自動(dòng)布局功能和自動(dòng)布線功能快速完成PCB的設(shè)計(jì)工作:

4. 存盤并輸出各種圖紙和報(bào)表文件，為后期加工做準(zhǔn)備。

單元機(jī)組自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)，從引進(jìn)美國EBASCO技術(shù)以來已有很大提高，這里僅就設(shè)計(jì)中若干新問題發(fā)表一些看法。

火電廠自動(dòng)化設(shè)計(jì)控制室及控制方式發(fā)展趨向

1） 控制點(diǎn)日益集中，控制室位置日益多樣化

隨著自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展、自動(dòng)化水平提高，值班人員的職責(zé)理念也正在發(fā)生變化，機(jī)組的運(yùn)行日益依賴自動(dòng)化系統(tǒng)。為了便于管理，減少值班人員，控制點(diǎn)可以適當(dāng)減少，過去有的電廠搞了一機(jī)一控方式，那么在技改中就應(yīng)當(dāng)改為二機(jī)一控，或三機(jī)一控方式（全廠三臺(tái)機(jī)組時(shí)），甚至四機(jī)一控方式，實(shí)現(xiàn)全廠高度集中控制，法國人設(shè)計(jì)的來賓B廠二機(jī)一控，但控制室在固定端，控制室與機(jī)組距離跟四機(jī)一控類似。

控制室位置也日益多樣化，有象來賓B電廠那樣布置在固定端，在國外還有布置在生產(chǎn)辦公樓里或?qū)ｉT的一個(gè)小建筑物里，他們認(rèn)為適當(dāng)有一點(diǎn)距離不會(huì)造成問題，因?yàn)榭刂剖抑蛋嗳藛T很少，必須堅(jiān)守值班，而巡視及輔助操作應(yīng)讓給就地巡視人員來進(jìn)行。這為全廠布置綜合優(yōu)化提供了新思路。

2）控制室設(shè)計(jì)

a)從人機(jī)工程學(xué)角度，應(yīng)降低CRT高度，因此，放CRT的桌面宜低下去一塊，特別是當(dāng)采用特大屏幕顯示器時(shí)更需要注意這個(gè)問題。

b)控制室小型化 這是取消大量后備監(jiān)控盤臺(tái)的必然結(jié)果。

c)電纜夾層問題，由于采用全CRT監(jiān)控，后備監(jiān)控設(shè)備很少，因此，控制室主環(huán)下面無需設(shè)很高的電纜夾層，下面這一塊空間可加以利用

d)關(guān)于CRT雙層布置問題，美國老廠改造工程中，CRT雙層布置的情況很多，這主要是因?yàn)榭刂剖冶容^小，值班人員又只有一個(gè)人，從縮小監(jiān)視面角度需要出發(fā)形成這種設(shè)計(jì)方案，這在某些特定情況下，也不失為一種可以借鑒的方案。

火電廠自動(dòng)化設(shè)計(jì)DCS一體化問題

DCS一體化實(shí)現(xiàn)多種功能，有許多好處，例如，維護(hù)方便，備品備件減少，信息共享快速、可靠，人機(jī)界面統(tǒng)一等等，DCS功能最早包括DAS、MCS、SCS和FSSS，發(fā)展到今天，DCS一體化范圍可以進(jìn)一步擴(kuò)大。

1） DEH采用DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)問題，規(guī)程中提出二個(gè)前提，一是由汽輪機(jī)廠負(fù)總責(zé)，即提

出和審定功能框圖和性能要求，并落實(shí)與汽機(jī)的接口，二是DCS公司有成功應(yīng)用DCS實(shí)現(xiàn)DEH的經(jīng)驗(yàn)。目前大部分DCS公司已經(jīng)能滿足上述要求了，當(dāng)然我們?nèi)匀徊慌懦馄啓C(jī)廠或DEH專業(yè)廠供應(yīng)專門DEH系統(tǒng)的方案，一般說來，他們經(jīng)驗(yàn)更豐富一些，當(dāng)前已經(jīng)可以方便的解決DCS與DEH間雙向冗余通訊，實(shí)現(xiàn)用DCS操作員站作為單一人機(jī)界面（個(gè)別情況下，對于控制信號(hào)可以采用硬接線實(shí)現(xiàn)）。

2） ETS納入DCS問題。經(jīng)歷這一段實(shí)踐DCS可信度大大提高，已有一些工程成功的

將ETS納入DCS，但必須注意ETS的控制器處理周期不應(yīng)大于50ms，最好在20-30ms間。另外應(yīng)采用獨(dú)立的冗余控制器，以盡可能提高可靠性。最近國家電力公司組織審查《老廠自動(dòng)化技術(shù)改造導(dǎo)則》時(shí)，決定宜采用獨(dú)立控制器改為應(yīng)采用獨(dú)立控制器。

3） 自動(dòng)同期裝置（ASS）納入DCS問題。早期電氣控制納入DCS時(shí)，由于缺乏經(jīng)驗(yàn)，

僅把發(fā)變組和廠用電的順控系統(tǒng)（SCS G/A）納入DCS，規(guī)定自動(dòng)同期裝置（ASS）、自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置（AVR）和發(fā)電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)不納入DCS，經(jīng)過四、五年實(shí)踐SCS G/A 納入DCS無論從管理上和技術(shù)上均已成熟，取得成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。關(guān)于ASS裝置，目前已有DCS公司有將其納入DCS的技術(shù)，因此，在審查老廠技改導(dǎo)則時(shí)，將相關(guān)條文改為，當(dāng)DCS的公司有將其納入DCS的成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)時(shí)，也可將ASS納入DCS，這充分體現(xiàn)了技術(shù)發(fā)展時(shí)規(guī)程也要跟著變化的思想，防止規(guī)程成了束縛技術(shù)發(fā)展的框框。

火電廠自動(dòng)化設(shè)計(jì)單元機(jī)組保護(hù)設(shè)計(jì)若干問題

1、快速切負(fù)荷（FCB）保護(hù)

FCB指的是當(dāng)發(fā)電機(jī)解列或主汽門關(guān)閉時(shí)，保護(hù)立即采取措施，快速打開旁路泄壓，同時(shí)，鍋爐也迅速將負(fù)荷降低到接近旁路最大允許負(fù)荷，維持短時(shí)運(yùn)行，即人們常說的停機(jī)不停爐。FCB的目的是一旦汽輪機(jī)或發(fā)電機(jī)排除故障后，恢復(fù)單元機(jī)組負(fù)荷可以快些，在某些情況下還可由本機(jī)維持廠用電。

從系統(tǒng)角度出發(fā)，什么情況下機(jī)組必須設(shè)置FCB功能？這取決于系統(tǒng)對機(jī)組要求，它是否肩負(fù)責(zé)著電網(wǎng)崩潰時(shí)，堅(jiān)持帶廠用電運(yùn)行，以盡快恢復(fù)電力系統(tǒng)運(yùn)行。從這個(gè)角度出發(fā)，一個(gè)電網(wǎng)中應(yīng)有若干電廠具有這種功能，遺憾的是，目前電網(wǎng)管理部門對此尚未引起注意和適當(dāng)?shù)囊?guī)劃。

2、 逆功率解列發(fā)電機(jī)問題

國家電力公司頒發(fā)的《防止電力生產(chǎn)重大事故二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》9.1.6條規(guī)定"正常停機(jī)時(shí)，在打閘后，應(yīng)先檢查有功功率是否到零，千瓦時(shí)表停轉(zhuǎn)或逆轉(zhuǎn)以后，再將發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)解列，或采用逆功率保護(hù)動(dòng)作解列。嚴(yán)禁帶負(fù)荷解列。"但二十五條對汽機(jī)故障情況的單元機(jī)組聯(lián)鎖保護(hù)未作說明。

目前的設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程對如何配合3.1.6條要求也尚無明確規(guī)定，大都仍按汽機(jī)停機(jī)（主汽門關(guān)閉終端開關(guān)閉合）立即解列發(fā)電機(jī)。按此設(shè)計(jì)的聯(lián)鎖條件與3.1.6條要求有抵觸，因?yàn)?，正常停機(jī)時(shí)，關(guān)閉主汽門后，只要終端開關(guān)閉合，不管主汽門或調(diào)速汽門是否關(guān)嚴(yán)，也不管是否出現(xiàn)逆功率，早已把發(fā)電機(jī)解列了。當(dāng)然在不改變原先規(guī)定的聯(lián)鎖條件下，稍加修改也是可以滿足3.1.6條要求的，例如，增加一個(gè)"正常停機(jī)"按鈕，當(dāng)操作該按鈕停機(jī)時(shí)，不立即聯(lián)鎖解列發(fā)電機(jī)。但是，這容易產(chǎn)生誤操作，所以，我認(rèn)為最好還是根據(jù)制訂3.1.6條的精神，修改單元機(jī)組的保護(hù)聯(lián)鎖條件。

火電廠自動(dòng)化設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)化問題

我在一次會(huì)議上曾經(jīng)指出，進(jìn)入21世紀(jì)，DCS應(yīng)當(dāng)和將要出現(xiàn)質(zhì)的變化，這時(shí)除了DCS結(jié)構(gòu)變化外，主要指的是整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用軟件方面，特別是監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)化問題。經(jīng)過十幾年，DCS技術(shù)基本成熟，監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用技術(shù)盡管還有一些不盡人意之處需要解決，但重心應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)向進(jìn)一步優(yōu)化方面，優(yōu)化出安全、出效益。國外，也正在迅速向這方面發(fā)展。希望這一次不要拉開太大差距，甚至在有些方面可以超過它們。

監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)化可以有以下幾個(gè)方面：

1、加強(qiáng)操作指導(dǎo)功能

2、提高自動(dòng)化水平

3、進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制