电厂控制系统基础知识.

热工自动控制系统的投运和优化一、自控基础知识1．手自动控制以电厂汽包炉的水位控制为例，控制的任务是保持汽包水位在正常值，使机组能安全运行。

为了维持汽包水位在正常值，就需要经常调整给水量的大小。

水位控制的任务可以用如下两种方法实现。

汽包水位自动控制汽包水位人工控制2．自控系统的分类按信号的结构特点，控制系统可以分为反馈控制系统、前馈控制系统和前馈—反馈复合控制系统。

反馈控制系统反馈控制系统是根据被控量和给定值的偏差进行控制，最终使偏差为零，达到被控量等于给定值的目的。

因为反馈控制系统是将被控量反馈到控制器的输入端，形成了闭合回路，所以反馈控制系统也一定是闭环控制系统。

一个复杂的控制系统，可能由多个反馈信号组成多个闭合回路，称为多回路反馈控制系统。

前馈控制系统前馈控制系统是根据可测量的扰动信号直接进行控制，扰动量是控制的依据。

由于它没有被控量的反馈信号，不形成闭合回路，所以这是一种开环控制系统，不能保证被控量的控制精度。

在实际生产过程的自动控制中，前馈控制系统通常不单独使用。

前馈与反馈的差别：1）调节的依据不同2）调节的效果不同3）系统的结构不同4）实现的可能性及经济性不同。

前馈-反馈复合控制系统 在反馈控制系统的基础上，增加了对于主要扰动的前馈控制，构成了前馈-反馈复合控制系统。

当扰动发生后，前馈控制器能及时消除外部扰动对被控量的影响。

另外，反馈控制器能保证被控量较精确地等于给3．自控系统的性能指标3.1动态过程单调过程被控量单调变化，缓慢地到达新的稳态值（即新的平衡状态）。

这是一种稳定的控制系统。

衰减振荡过程被控量的动态过程是一个振荡过程，但是振荡的幅度不断在衰减。

到过渡过程结束时，被控量能达到新的稳态值。

该系统也是一种稳定的控制系统。

不衰减振荡过程被控量持续振荡，始终不能达到新的稳态值。

称系统处于临界稳定状态。

如果振荡的幅度非常小，在生产过程允许的范围内，则认为是稳定的系统；如果振荡的幅度较大，生产过程不允许，则认为是一种不稳定的系统。

第一章电力系统基础知识继电保护、自动装置对电力系统起到保护和安全控制的作用,因此首先应明确所要保护和控制对象的相关情况,涉及的内容包括:电力系统的构成,电力系统中性点接地方式及其特点,电力系统短路电流计算及其相关概念。

这是学习继电保护、自动装置等本书内容的基础。

〉〉第一节电力系统基本概念一、电力系统构成电力系统是由发电厂、变电站(所）、送电线路、配电线路、电力用户组成的整体。

其中，联系发电厂与用户的中间环节称为电力网,主要由送电线路、变电所、配电所和配电线路组成，如图1-1中的虚框所示。

电力系统和动力设备组成了动力系统，动力设备包括锅炉、汽轮机、水轮机等.在电力系统中，各种电气设备多是三相的，且三相系统基本上呈现或设计为对称形式，所以可以将三相电力系统用单相图表述。

动力系统、电力系统及电力网之间的关系示意图如图1-l所示。

图1—1 动力系统、电力系统及电力网示意图需要指出的是，为了保证电力系统一次电力设施的正常运行,还需要配置继电保护、自动装置、计量装置、通信和电网调度自动化设施等。

电力系统主要组成部分和电气设备的作用如下.(1）发电厂。

发电厂是把各种天然能源转换成电能的工厂。

天然能源也称为一次能源,例如煤炭、石油、天然气、水力、风力、太阳能等，根据发电厂使用的一次能源不同，发电厂分为火力发电厂(一次能源为煤炭、石油或天然气）、水力发屯厂、风力发电厂等。

(2)变电站（所)。

变电站是电力系统中联系发电厂与用户的中间环节,具有汇集电能和分配电能、变换电压和交换功率等功能，是一个装有多种电气设备的场所。

根据在电力系统中所起的作用，可分为升压变电站和降压变电站；根据设备安装位置，可分为户外变电站、户内变电站、半户外变电站和地下变电站。

变电站内一次电气设备主要有变压器、断路器、隔离开关、避雷器、电流互感器、电压互感器、高压熔断器、负荷开关等。

变电站内还配备有继电保护和自动装置、测量仪表、自动控制系统及远动通信装置等.（3)输电网.输电网是通过高压、超高压输电线将发电厂与变电站、变电站与变电站连接起来，完成电能传输的电力网络，又称为电力网中的主网架。

电厂基础知识1.轴封的作用是什么？轴封是汽封的一种。

汽轮机轴封的作用是阻止汽缸内的蒸汽向外漏泄，低压缸排汽侧轴封是防止外界空气漏入汽缸。

2.汽轮机的盘车装置起什么作用？汽轮机冲动转子前或停机后，进入或积存在汽缸内的蒸汽使上缸温度比下缸温度高，从而使转子不均匀受热或冷却，产生弯曲变形。

因而在冲转前和停机后，必须使转子以一定的速度连续转动，以保证其均匀受热或冷却。

换句话说，冲转前和停机后盘车可以消除转子热弯曲。

同时还有减小上下汽缸的温差和减少冲转力矩的功用，还可在起动前检查汽轮机动静之间是否有摩擦及润滑系统工作是否正常。

3.凝汽器的工作原理是怎样的？凝汽器中真空的形成主要原因是由于汽轮机的排汽被冷却成凝结水，其比容急剧缩小。

如蒸汽在绝对压力4kPa时蒸汽的体积比水的体积大多倍。

当排汽凝结成水后，体积就大为缩小，使凝汽器内形成高度真空。

凝汽器的真空形成和维持必须具备三个条件：⑴凝汽器铜管必须通过一定的冷却水量。

⑵凝结水泵必须不断地把凝结水抽走，避免水位升高，影响蒸汽的凝结。

⑶抽气器必须把漏入的空气和排汽不凝结的气体抽走。

4•给水除氧的方式有哪两种？除氧的方式分物理除氧和化学除氧两种。

物理除氧是设除氧器，利用抽汽加热凝结水达到除氧目的；化学除氧是在凝结水中加化学药品进行除氧。

5•除氧器的作用是什么？除氧器的主要作用就是用它来除去锅炉给水中的氧气及其它气体，保证给水的品质。

同时，除氧器本身又是给水回热加热系统中的一个混合加热器, 起了加热给水，提高给水温度的作用。

6•除氧器的工作原理是什么？水中溶解气体量的多少与气体的种类，水的温度及各种气体在水面上的分压力有关。

除氧器的工作原理是：把压力稳定的蒸汽通入除氧器加热给水，在加热过程中，水面上水蒸气的分压力逐渐增加，而其它气体的分压力逐渐降低，水中的气体就不断地分离析出。

当水被加热到除氧器压力下的饱和温度时，水面上的空间全部被水蒸汽充满，各种气体的分压力趋于零，此时水中的氧气及其它气体即被除去。

分散控制系统概述随着我国电力事业的飞速发展，火电厂单机容量及生产过程的控制规模不断增大，运行参数越来越高，主辅机及其相应的热力设备和系统更加复杂；同时电力市场的竞争日趋激烈，这就要求我们的电力生产必须从劳动密集型、设备密集型向信息密集型和知识密集型转变。

以计算机控制为基础的分散控制系统（Distributed Control System）就是在这一转变过程中的产物，简称：DCS,它是继直接作用式气动仪表、气动单元仪表、电动单元组合仪表和组件组装式仪表之后的新一代控制系统。

分散控制系统是生产过程监视、控制技术发展和计算机网络技术应用的产物，它包括了当今热工自动化的所有精华，即：控制（Control）、报警（Alarm）、监测(Monitor)、保护(Protection),简称：CAMP。

从锅炉点火、汽轮机冲转、机组自动同期并网直至正常运行及事故处理的全过程，各种参数的监测、报警信号的发出、装置的调节、控制及设备危险时的保护都由DCS 系统来完成。

实践证明DCS系统可以有效的防止事故扩大，保证设备和人身的安全。

DCS系统的核心是：功能分散、位置分散、操作管理集中。

其主要有以下几大子系统组成：DEH digital electric-hydraulic 数字电液调节系统FSSS furnace safeguard supervisory system 炉膛安全监控系统SCS sequence control system 顺序控制系统DAS data acquisition system 数据采集系统BPS bypass control system 旁路控制系统ETS endanger trip system 危急跳闸系统TSI turbine supervisory instrument 汽机监视仪表其中，SCS、DEH、CCS、FSSS是DCS的四大支柱系统。

我们先来介绍一下DCS系统的硬件组成：（如图所示）这是我公司135MW机组应用的新华公司WDPS-400系统结构。

电厂基本知识问答1、同步发电机的冷却方式分哪几种?各有什么优缺点?答:同步发电机的冷却分为外冷和内冷两种:1、外冷:包括空冷和氢冷空冷:冷却介质为空气,即用空气把发电机内因损耗而产生的热量带走,这种方式结构简单,但冷却效率不高。

最大装机容量可达100MW左右氢冷:冷却介质为氢气,即用氢气把热量带走。

与空气相比,冷却能力高。

通风损耗较小,但结构复杂,需配置储氢设备。

最大装机容量可达200MW 左右2、内冷:包括定子水内冷,转子氢内冷等内冷(直接冷却方式):冷却介质为水、油、氢气,即将氢、水或油通过导线内部,直接把热量带走,与前述两种表面冷却方式相比,冷却能力高,可以缩小发电机体积,节省材料,便于制造大容量发电机,但发电机结构复杂,铜损较大,铁损和机械损耗较小,总损耗相差不多。

2、简述大型单元机组的功率调节方式。

答:大型单元机组的功率调节方式有三种。

1、以锅炉为基础的运行方式在这种方式下,锅炉通过改变燃烧率以调节机组负荷,而汽机则是通过改变调速汽门开度以控制主蒸汽压力。

当负荷要求改变时,由锅炉的自动控制系统,根据负荷指令来改变锅炉的燃烧率及其它调节量,待汽压改变后由汽轮机的自动控制系统去改变调速汽门开度,以保持汽轮机前的汽压为设定值,同时改变汽轮发电机的输出功率。

汽机跟随控制方式的运行特点是:当负荷要求改变时,汽压的动态偏差小而功率的响应慢。

2、以汽机为基础的运行方式在这种方式下,锅炉通过改变燃烧率调节主蒸汽压力,而汽机则以改变调速汽门开度调节机组负荷。

当负荷要求改变时,由汽轮机的自动控制系统根据负荷指令改变调速汽门开度,以改变汽轮发电机的输出功率。

此时,汽轮机前的蒸汽压力改变,于是锅炉的自动控制系统跟着动作,去改变锅炉的燃烧率及其它调节量(如给水量、喷水量等),以保持汽轮机前的汽压为设定值。

这种控制方式的运行特点是:当负荷要求改变时,功率的响应快而汽轮机前汽压的动态偏差大。

3、功率控制方式这种方式是以汽机为基础的协调控制方式,机、炉作为一个整体联合控制机组的负荷及主蒸汽压力,也称为机炉整体控制方式。

火电厂基础基础理论部分1、什么是压力？常用压力单位有那些？物体单位面积上所受到的垂直的力称压力。

压力单位常用的单位有：工程压力kg/cm2，我国在工程上曾广泛采用这一单位。

对于压力较低的场合可用毫米汞柱，即mmHg。

一工程压力=735.5mmHg，一标准大气压=760mmHg。

测量锅炉烟风系统的压力，以毫米汞柱为单位还嫌太大。

可用毫米水柱，既mmH2O。

现在统一采用法定计量单位，压力单位是Pa，1Pa=1N/m2。

1工程压力=98066.5Pa1毫米汞柱=13.6mmH2O=133.4Pa1毫米水柱=9.80665Pa2、什么是正压，负压，表压力，绝对压力？如果压力高于大气压力则是正压。

如果压力低于大气压力则是负压。

压力表指示的压力为表压力。

表压力与大气压力之和，则是绝对压力。

3、什么是密度？什么是比体积（比容）？单位体积的物体所具有的质量称为密度。

常用单位为kg/m3。

单位质量的物体所具有的体积成为比体积。

常用单位为m3/kg。

密度与比体积互为倒数。

两者知其一，即可求的另一个。

4、什么是汽化？什么是蒸发？什么是沸腾？蒸发与沸腾有何共同点和区别？液体（因水是锅炉的主要工质，以后未指明均指水）变成蒸汽的过程称为汽化。

在水的表面进行的汽化过程称为蒸发。

在水的内部产生汽泡的剧烈的汽化过程称为沸腾。

蒸发和沸腾都是水变成蒸汽的过程，这是两者相同的地方。

但是两者又有区别，蒸发和沸腾是汽化的两种不同形式，蒸发是在水表面进行的汽化，在常温下也能发生。

而沸腾是在水内部进行的汽化，只能在等于对应压力下的饱和温度下进行。

例如，水冷壁的水就是在沸腾状态下的汽化，洗完的衣服晾干了，就是蒸发状态下的汽化。

5、什么是汽化潜热？为什么汽化潜热随压力的升高而降低？在一定的压力下，每千克饱和温度的水变成饱和蒸汽所需要的热量称为汽化潜热，单位是KJ/kg。

汽化潜热随着压力升高而降低。

例如压力为0.1MPa,汽化潜热为2259KJ/kg；压力为1MPa和10MPa时汽化潜热分别为2018KJ/kg和1327KJ/kg；当压力升高至临界压力22.11MPa时，汽化潜热为0。

128条电厂生产基础知识1、何谓火电厂？答：用燃料生产电能的工厂。

2、什么叫绝对压力、表压力和真空？答：工质本身的实际压力称为绝对压力，用P表示。

当地的大气压力用Pamb表示。

当尽对压力高于大气压力时，压力表指示的数值，称为表压力，用Pe表示，即P=Pe+Pamb 。

当工质的绝对压力低于大气压力时，压力表指示的数值，称为真空，用Pv表示，即Pv ＝Pamb－P。

3、水蒸汽定压形成时有哪五种状态？答：未饱和水状态、饱和水状态、湿饱和蒸汽状态、干饱和蒸汽状态、过热蒸汽状态。

4、水的临界点？答：水的临界点：P=22.115Mpa T=374.12℃5、有无300℃的未饱和水？为什么？答：有，因为饱和温度是随饱和压力的增加而增大。

6、喷管的作用是什么？答：喷管的作用是增速降压。

7、传热的基本方式有哪三种？答：导热、对流、热辐射。

8、保温材料为什么都是多孔性的？答：因孔内有空气，空气的导热系数很小，且不活动。

9、润滑油温为什么不能过高？答：由于油温过高，粘性减小，油膜变薄，或厚薄不均，不能形成连续均匀的油膜，会使机组振动加大，也会危及机组的安全。

所有为保持适当的液体粘性，一般润滑油的出口油温控制在45℃左右。

10、什么是水击?如何防止和消除？答：当液体在压力管道中活动时，由于某种外界扰动，液体活动速度忽然改变，引起管道中压力产生反复的、急剧的变化，这种现象称为水击。

11、叶片式泵与风机又分为哪几类？其工作原理、使用范围如何？答：叶片式泵与风机分为：离心式、轴流式、混流式。

工作原理分别为：离心力；升力；部分是离心力，部分是升力。

使用范围分别为：小流量，高扬程；大流量，低扬程；大流量，低扬程。

12、离心泵与风机内损失有哪些？答：机械损失、容积损失、活动损失。

13、简述火力发电厂生产过程。

答：煤送进锅炉燃烧，放出的热量将给水加热、蒸发成为饱和蒸汽，经过热器加热后，成为具有一定温度和压力的过热蒸汽，送往汽轮机做功，高速汽流推动汽轮机转子并带动发电机的转子一起旋转发电。

1、什么是DCS？DCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System），在国内自控行业又称之为集散控制系统。

2、DCS有什么特点？DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物。

DCS通常采用若干个控制器（过程站）对一个生产过程中的众多控制点进行控制，各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。

操作采用计算机操作站，通过网络与控制器连接，收集生产数据，传达操作指令。

因此，DCS的主要特点归结为一句话就是：分散控制集中管理。

3、DCS的结构是怎样的？上图是一个较为全面的DCS系统结构图，从结构上划分，DCS包括过程级、操作级和管理级。

过程级主要由过程控制站、I/O单元和现场仪表组成，是系统控制功能的主要实施部分。

操作级包括：操作员站和工程师站，完成系统的操作和组态。

管理级主要是指工厂管理信息系统（MIS系统），作为DCS更高层次的应用，目前国内纸行业应用到这一层的系统较少。

4、DCS的控制程序是由谁执行的？DCS的控制决策是由过程控制站完成的，所以控制程序是由过程控制站执行的。

5、过程控制站的组成如何?DCS的过程控制站是一个完整的计算机系统，主要由电源、CPU（中央处理器）、网络接口和I/O组成6、I/O是什么？控制系统需要建立信号的输入和输出通道，这就是I/O。

DCS中的I/O一般是模块化的，一个I/O模块上有一个或多个I/O通道，用来连接传感器和执行器（调节阀）。

7、什么是I/O单元？通常，一个过程控制站是有几个机架组成，每个机架可以摆放一定数量的模块。

C PU所在的机架被称为CPU单元，同一个过程站中只能有一个CPU单元，其他只用来摆放I/O模块的机架就是I/O单元。

8、I/O单元和CPU单元是如何连接的？I/O单元与CPU是通过现场总线连接的。

9、什么是现场总线？现场总线是应用于过程控制现场的一种数字网络，它不仅包含有过程控制信息交换，而且还包含设备管理信息的交流。

电力系统基本知识及电网调控1. 电力系统基本知识电力系统是指由发电厂、输电线路、变电站和用户构成的系统，用于向各个用户提供电能。

了解电力系统的基本知识对于理解电网调控具有重要意义。

1.1 发电厂发电厂是电力系统的核心组成部分，主要通过各种能源转化为电能，供应给用户使用。

常见的发电厂有火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂以及风力发电厂等。

这些发电厂通过发电机将机械能转化为电能，然后通过输电线路将电能传输到变电站。

1.2 输电线路输电线路将发电厂产生的电能输送到各个用户。

根据输电距离的不同，可以分为长距离输电和短距离输电。

长距离输电一般采用高压大电流的交流输电方式，而短距离输电一般采用低压小电流的直流输电方式。

1.3 变电站变电站是电力系统中连接发电厂和用户的重要节点，主要用于将输送来的电能进行转换、分配和调节。

变电站将输电线路的电能变成适合用户使用的电能，以满足不同用户的需求。

1.4 用户用户是电力系统的最终使用者，包括工业、商业和家庭用户等。

用户根据自身需求接入电力系统，消耗电能来满足生产、生活等方面的需求。

2. 电网调控电网调控是指对电力系统运行进行控制和管理，以确保电网的安全、稳定运行。

电网调控主要包括调度控制、保护装置和自动化控制等方面。

2.1 调度控制调度控制是对电力系统运行进行协调和管理的过程。

调度员根据电力系统的运行情况，制定合理的电力生产计划和用电计划，并通过调节发电厂的出力和用户的用电量来保持电网的平衡。

2.2 保护装置保护装置是为了保护电力系统的安全运行而设计的装置。

当电力系统出现故障或异常情况时，保护装置会自动切断故障部分，以防止故障扩大和保护系统的设备。

2.3 自动化控制自动化控制是利用计算机和通信技术对电网进行实时监测和控制的过程。

通过自动化控制系统，可以实现对发电厂、输电线路和变电站等设备的集中控制和管理，提高电网的运行效率和可靠性。

3. 总结电力系统是现代社会不可或缺的基础设施，对于经济发展和人民生活具有重要意义。

电力远程终端控制系统RTU基础知识知识点1.RTU英文全称 Remote Terminal Unit，中文全称为远程终端控制系统.RTU(Remote Terminal Unit）是一种远端测控单元装置，负责对现场信号、工业设备的监测和控制。

与常用的可编程控制器PLC相比，RTU通常要具有优良的通讯能力和更大的存储容量，适用于更恶劣的温度和湿度环境，提供更多的计算功能。

正是由于RTU完善的功能，使得RTU产品在SCADA系统中得到了大量的应用.RTU具有的特点是：1、通讯距离较长2、用于各种环境恶劣的工业现场3、模块结构化设计，便于扩展4、在具有遥信、遥测、遥控领域的水利，电力调度，市政调度等行业广泛使用。

远程终端设备（RTU）是安装在远程现场的电子设备，用来监视和测量安装在远程现场的传感器和设备。

RTU将测得的状态或信号转换成可在通信媒体上发送的数据格式。

它还将从中央计算机发送来得数据转换成命令，实现对设备的功能控制.监视控制和数据采集是一个含义较广的术语，应用于可对安装在远距离场地的设备进行中央控制和监视的系统.SCADA系统可以设计满足各种应用(水、电、气、报警、通信、保安等等），并满足顾客要求的设计指标和操作概念。

SCADA系统可以简单到只需通过一对导线连在远端的一个开关，也可复杂到一个计算机网络，它由许多无线远程终端设备（RTU）组成并与安装在中控室的功能强大的微机通信。

SCADA系统的远程终端设备可以用各种不同的硬件和软件来实现。

这取决于被控现场的性质、系统的复杂性、对数据通信的要求、实时报警报告、模拟信号测量精度、状态监控、设备的调节控制和开关控制。

变电站是电力系统的一个重要组成部分，它的安全可靠运行是电网安全经济运行的根本保证。

当前变电站正以分项自动化向着综合自动化方向发展，综合自动化的近期目标是把变电站的保护、测量、监控、远动等融为一体,取得数据共享，资源共享,大幅度提高自动化的功效。

热电厂电气基础知识热电厂作为煤炭等化石燃料发电厂的一种，在电力行业中占有重要的地位。

而电气系统是热电厂中不可或缺的一部分，本文将介绍热电厂电气系统的基础知识。

一、热电厂电气系统的作用热电厂电气系统是为热电厂提供电力的设施。

其主要作用是将热电厂发电机产生的电能送入输电系统，同时将输电系统中的电能供应给热电厂所需要的机械、电气设备进行运行和控制。

二、热电厂电气系统的组成热电厂的电气系统主要由以下几个部分组成：1. 电源系统热电厂的电源系统是指为发电机提供直流电源的设施。

其主要组成部分包括发电机调节器、电气控制柜、直流充电装置等。

其中，发电机调节器主要用于调节发电机的电压，保证电气系统的稳定性。

而电气控制柜则用于控制发电机的启动、停机、升压、降压等操作。

2. 输电系统热电厂输电系统包括高压和中压开关设备、电缆、电缆沟、接地系统、电缆隧道、电缆支吊架等。

其主要作用是将发电机所产生的电能送往输电系统中，供应给远距离的用户或城市电网系统。

3. 动力系统热电厂动力系统由变压器、配电房及电缆等设备组成，主要用于控制热电厂机组的起停、调速及负荷调度等。

其中，变压器是将发电机产生的高压电能变换为输电系统所需要的电能。

配电房则是通过开关设备对电能进行配电，以保证电气系统的安全性。

4. 控制系统热电厂控制系统主要由计算机控制设备和人机接口设备组成，用于集中控制热电厂的机械、电气设备运行、负荷控制和保护等。

其中，计算机控制设备负责进行数据采集、处理和控制，而人机接口设备则用于提供控制系统的操作界面和控制命令。

热电厂电气系统的工作流程主要包括以下几个环节：1. 发电机运行发电机作为热电厂中最核心的设备之一，是将化石燃料所产生的热能转化为电能的设备。

在发电机运行时，需要通过电源系统向其提供直流电源，并通过控制系统对其进行运行控制。

2. 输电系统输电发电机产生的电能会通过输电系统输送到远距离的用户或城市电网系统中。

在输电过程中，需要通过输电系统进行电能的变换和配电。