水力发电厂自动化设计技术规范

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全自动化概述

全自动化设计就是全程由PCB设计软件提供的各种自动化工具来进行PCB设计。这种设计工作周期短，只能达到虽不满意但又可以接受的结果，特别是人功率电路和高频电路的设计方面，这种方法还不能达到实际的要求。

PCB全自动化设计通常由电子设计自动化(EDA)软件公司提供的集成软件来实现。这些集成系统软件包括原理图编辑软件、电路仿真模拟软件、PCB设计软件。如果涉及可编程数字集成电路，还应包括可编程器件设计软件。

全自动化流程

PCB全自动化设计的流程如下:

1. 设计出完整的原理图文件，并给电路中的元件标注具体的参数及封装型号。接着进行电气规则检查（ERC），确保绘制完成的原理图没有任何违反电气规则的情况发生。

2. 在PCB设计软件中设置PCB的板框，然后将原理图输出的网络表文件导人到PCB设计软件中。

3. 利用电路设计软件的自动布局功能和自动布线功能快速完成PCB的设计工作:

4. 存盘并输出各种图纸和报表文件，为后期加工做准备。

单元机组自动化设计技术，从引进美国EBASCO技术以来已有很大提高，这里仅就设计中若干新问题发表一些看法。

火电厂自动化设计控制室及控制方式发展趋向

1） 控制点日益集中，控制室位置日益多样化

随着自动化技术发展、自动化水平提高，值班人员的职责理念也正在发生变化，机组的运行日益依赖自动化系统。为了便于管理，减少值班人员，控制点可以适当减少，过去有的电厂搞了一机一控方式，那么在技改中就应当改为二机一控，或三机一控方式（全厂三台机组时），甚至四机一控方式，实现全厂高度集中控制，法国人设计的来宾B厂二机一控，但控制室在固定端，控制室与机组距离跟四机一控类似。

控制室位置也日益多样化，有象来宾B电厂那样布置在固定端，在国外还有布置在生产办公楼里或专门的一个小建筑物里，他们认为适当有一点距离不会造成问题，因为控制室值班人员很少，必须坚守值班，而巡视及辅助操作应让给就地巡视人员来进行。这为全厂布置综合优化提供了新思路。

2）控制室设计

a)从人机工程学角度，应降低CRT高度，因此，放CRT的桌面宜低下去一块，特别是当采用特大屏幕显示器时更需要注意这个问题。

b)控制室小型化 这是取消大量后备监控盘台的必然结果。

c)电缆夹层问题，由于采用全CRT监控，后备监控设备很少，因此，控制室主环下面无需设很高的电缆夹层，下面这一块空间可加以利用

d)关于CRT双层布置问题，美国老厂改造工程中，CRT双层布置的情况很多，这主要是因为控制室比较小，值班人员又只有一个人，从缩小监视面角度需要出发形成这种设计方案，这在某些特定情况下，也不失为一种可以借鉴的方案。

火电厂自动化设计DCS一体化问题

DCS一体化实现多种功能，有许多好处，例如，维护方便，备品备件减少，信息共享快速、可靠，人机界面统一等等，DCS功能最早包括DAS、MCS、SCS和FSSS，发展到今天，DCS一体化范围可以进一步扩大。

1） DEH采用DCS系统实现问题，规程中提出二个前提，一是由汽轮机厂负总责，即提

出和审定功能框图和性能要求，并落实与汽机的接口，二是DCS公司有成功应用DCS实现DEH的经验。目前大部分DCS公司已经能满足上述要求了，当然我们仍然不排斥汽轮机厂或DEH专业厂供应专门DEH系统的方案，一般说来，他们经验更丰富一些，当前已经可以方便的解决DCS与DEH间双向冗余通讯，实现用DCS操作员站作为单一人机界面（个别情况下，对于控制信号可以采用硬接线实现）。

2） ETS纳入DCS问题。经历这一段实践DCS可信度大大提高，已有一些工程成功的

将ETS纳入DCS，但必须注意ETS的控制器处理周期不应大于50ms，最好在20-30ms间。另外应采用独立的冗余控制器，以尽可能提高可靠性。最近国家电力公司组织审查《老厂自动化技术改造导则》时，决定宜采用独立控制器改为应采用独立控制器。

3） 自动同期装置（ASS）纳入DCS问题。早期电气控制纳入DCS时，由于缺乏经验，

仅把发变组和厂用电的顺控系统（SCS G/A）纳入DCS，规定自动同期装置（ASS）、自动励磁调节装置（AVR）和发电机保护系统不纳入DCS，经过四、五年实践SCS G/A 纳入DCS无论从管理上和技术上均已成熟，取得成功应用经验。关于ASS装置，目前已有DCS公司有将其纳入DCS的技术，因此，在审查老厂技改导则时，将相关条文改为，当DCS的公司有将其纳入DCS的成功应用经验时，也可将ASS纳入DCS，这充分体现了技术发展时规程也要跟着变化的思想，防止规程成了束缚技术发展的框框。

火电厂自动化设计单元机组保护设计若干问题

1、快速切负荷（FCB）保护

FCB指的是当发电机解列或主汽门关闭时，保护立即采取措施，快速打开旁路泄压，同时，锅炉也迅速将负荷降低到接近旁路最大允许负荷，维持短时运行，即人们常说的停机不停炉。FCB的目的是一旦汽轮机或发电机排除故障后，恢复单元机组负荷可以快些，在某些情况下还可由本机维持厂用电。

从系统角度出发，什么情况下机组必须设置FCB功能？这取决于系统对机组要求，它是否肩负责着电网崩溃时，坚持带厂用电运行，以尽快恢复电力系统运行。从这个角度出发，一个电网中应有若干电厂具有这种功能，遗憾的是，目前电网管理部门对此尚未引起注意和适当的规划。

2、 逆功率解列发电机问题

国家电力公司颁发的《防止电力生产重大事故二十五项重点要求》9.1.6条规定"正常停机时，在打闸后，应先检查有功功率是否到零，千瓦时表停转或逆转以后，再将发电机与系统解列，或采用逆功率保护动作解列。严禁带负荷解列。"但二十五条对汽机故障情况的单元机组联锁保护未作说明。

目前的设计技术规程对如何配合3.1.6条要求也尚无明确规定，大都仍按汽机停机（主汽门关闭终端开关闭合）立即解列发电机。按此设计的联锁条件与3.1.6条要求有抵触，因为，正常停机时，关闭主汽门后，只要终端开关闭合，不管主汽门或调速汽门是否关严，也不管是否出现逆功率，早已把发电机解列了。当然在不改变原先规定的联锁条件下，稍加修改也是可以满足3.1.6条要求的，例如，增加一个"正常停机"按钮，当操作该按钮停机时，不立即联锁解列发电机。但是，这容易产生误操作，所以，我认为最好还是根据制订3.1.6条的精神，修改单元机组的保护联锁条件。

火电厂自动化设计监控系统优化问题

我在一次会议上曾经指出，进入21世纪，DCS应当和将要出现质的变化，这时除了DCS结构变化外，主要指的是整个自动化系统的应用软件方面，特别是监控系统优化问题。经过十几年，DCS技术基本成熟，监控系统设计和应用技术尽管还有一些不尽人意之处需要解决，但重心应当转向进一步优化方面，优化出安全、出效益。国外，也正在迅速向这方面发展。希望这一次不要拉开太大差距，甚至在有些方面可以超过它们。

监控系统优化可以有以下几个方面：

1、加强操作指导功能

2、提高自动化水平

3、进一步实现优化控制