火电厂电气综合自动化系统设计

杨德校

摘 要：本文研究的主要内容是火电厂分布式控制系统，从分布式控制设计的相关理论出发，研究了基于相臂的硬件管理器设计方案，这在火电厂实际生产综合自动化管理上有着很大的发展前景。

关键词：电气控制系统；分布式控制系统；数据通信

一、分布式控制设计

分布式数字控制系统的结构大致可以用下图来表示：

火电厂电气综合自动化系统中的硬件管理器主要是用来控制并实时监控通信接口和功率模块的运行情况，并根据这些实时传输的数据来对系统进行深入分析，保证其可靠高效运行。现阶段有关硬件管理器性能提高的技术有很多，但就实际效果来看基于相臂的硬件管理器在使用过程中表现最佳。

二、发变组保护配置分析

（一）发电机匝间保护方式选择问题。现阶段在理论界有关发电机相间短路、匝间短路等最佳保护方式探讨中，支持最多的当属配置横差保护。但由于大多数电厂机组的每相绕组均是按照两相并联设计的，导致中性点处有三个引出端子。这种结构就是的我们在实际应用过程中，不能进行配置横差保护。所以当前国内很多机组都是采用其他匝间保护方式，来限制因定子线圈匝间短路而烧坏铁芯的情况，纵向零序电压保护是目前使用较为广泛的一种匝间保护方式。

（二）转子接地保护。一点接地最大的威胁就在于，它会使得整个转子电压分布发生变化，进而非常容易引起两点接地。所以我们必须要对发电机组转子接地保护进行深入研究。通常情况下，发变机组会配置一套切换采样转子接地保护系统，而励磁系统则会安装一套注入式转子接地保护系统。虽然为了能够可靠实现转子接地保护，两套保护系统均会配置，但它们直接存在着相互干扰的关系，所以在实际运行过程中，两者只能同时运行一套。

三、基于相臂的硬件管理器设计

基于相臂的硬件管理器是当前该领域的重点研究课题，这种硬件管理器在实际使用中，既要注重系统运行灵活性，同时也要保证系统能够从根本上简化整个发电的控制和通信过程。干扰对于电路实际运行过程影响非常大，任何细微的干扰都有可能导致整个发电系统崩溃。我们在对干扰进行研究时，不仅要分析控制干扰的方法，同时还要对其产生机理进行深入研究，以期能够找寻根本解决干扰的方式。就目前的研究结果来看，PEBB模块中最容易受到干扰影响的是其控制芯片。所以我们在设计并制作电路板时，一定要将DSP和PLD等芯片远离干扰源。同时控制芯片的供电电路一定要配置去耦电容，保证所有与芯片直接联系的控制信号均与去耦电容共用一个接地点，只有这样设计才能够尽可能的实现去耦目标。

四、应用管理器设计

对于硬件管理器而言，其主要控制对象就是整个系统的底层硬件。应用管理器的存在保证了系统控制算法和逻辑更加具有针对性，本文在结构上将应用管理器分为三大块：DSP芯片，PLD逻辑器件以及光线网络通讯接口。其中使用的DSP芯片是ADSP21062，之所以使用这种芯片，是为了提高应用管理器的计算量。应用管理器的运行流程为：

应用管理器DSP对硬件管理器的控制是由中断服务程序来执行的，如果应用管理器DSP测量到SYNC模块中有较大信号，那么DSP就会启動中断操作。

五、分布式系统上层网络设计

相较于普通意义上的电力电子系统而言，分布式电力电子系统中的DC/DC、DC/AC、AC/AC变流器是广泛分布于大型自动控制系统直流母线当中的。系统所需要执行的每一个操作，均是由这些变流器共同协作完成的。很多情况下，系统运行稳定性以及变流器通信效率都与系统最上层通讯网络结构有着直接关系。系统中变流器运行方案就是通过该网络实现相互连接，并在以太网技术的基础之上不断优化而得。，

结语：火电厂电气综合自动化系统构建是一个非常复杂的工程，它涉及到多方面学科，譬如，电气、通信、自动化等等。本文只是将该系统中的几个重要组成部分进行了简单介绍，很多细节上的内容并没有进行更为深入的研究。在今后的工作中，笔者将继续致力于该领域的研究工作，以期能够获得更多有价值的研究成果。

参考文献：

[1] 刘亚. 发电厂电气综合自动化系统设计原理与应用[J]. 科技创新与应用，2013，22：21.

[2] 姜国军. 发电厂电气综合自动化系统的设计与应用[J]. 黑龙江科技信息，2013，27：31.