SIS安全仪表控制系统设计原则
SIS安全仪表系统设计原则
SIS 安全仪表系统(ESD紧急停车系统)的主要作用是在工艺生产过程发生危险故障时将其自动或手动带回到预先设计的安全状态，以确保工艺装置的生产的安全，避免重大人身伤害及重大设备损坏事故。在安全仪表系统的设计过程中，IEC 61508，IEC 61511提供了极好的国际通用技术规范和参考资料，在安全仪表系统回路设计过程中，一般需要遵循下列几点原则。
1、SIS 安全仪表系统(ESD紧急停车系统)设计的可靠性原则（安全性原则）
为了保证工艺装置的生产安全，安全仪表系统必须具备与工艺过程相适应的安全完整性等级SIL（Safety Integrity Level）的可靠度。对此，IEC 61508进行了详细的技术规定。对于安全仪表系统，可靠性有两个含义，一个是安全仪表系统本身的工作可靠性；另一个是安全仪表系统对工艺过程认知和联锁保护的可靠性，还应有对工艺过程测量，判断和联锁执行的高可靠性。
评估安全完整性等级SIL的主要参数就是PFDavg(probability of failure on demand 平均危险故障率)，按其从高到低依次分为1~4级。在石化行业中一般涉及到的只有1，2，3级，因为SIL4级投资大，系统复杂，一般只用于核电行业。
2、SIS 安全仪表系统(ESD紧急停车系统)设计的可用性原则
为了提高系统的可用性，SIS 安全仪表系统(ESD紧急停车系统)应具有硬件和软件自诊断和测试功能。安全仪表系统应为每个输入工艺联锁信号设置维护旁路开关，方便进行在线测试和维护同时减少因安全仪表系统系统维护造成的停车。需要注意的是用于三选二表决方案的冗余检测元件不需要旁路，手动停车输入也不需要旁路。同时严禁对安全仪表系统输出信号设立旁路开关，以防止误操作而导致事故发生。如果SIL计算表明测试周期小于工艺停车周期，而对执行机构进行在线测试时无法确保不影响工艺而导致误停车，则安全仪表系统的设计应当根据需要进行修改，通过提高冗余配置以延长测试周期或采用部分行程测试法，对事故状态关闭的阀门增加手动旁通阀，对事故状态开启的阀门增加手动截止阀等措施，以允许在线测试安全仪表系统阀门。这些手段对于提供安全仪表系统的可用性都是很有帮助的。
3、SIS 安全仪表系统(ESD紧急停车系统)设计的独立性原则
SIS 安全仪表系统(ESD紧急停车系统)应独立于基本过程控制系统（BPCS，如DCS，FCS，CCS，PLC等），独立完成安全保护功能。安全仪表系统的检测元件，控制单元和执行机构应单独设置。如果工艺要求同时进行联锁和控制的情况下，安全仪表系统和BPCS应各自设置独立的检测元件和取源点（个别特殊情况除外，如配置三取二检测元件，进DCS信号三取中，进安全仪表系统三取二，经过信号分配器公用检测元件）。如需要，SIS 安全仪表系统(ESD紧急停车系统)系统应能通过数据通信连接以只读方式与DCS通信，但禁止DCS通过该通信连接向安全仪表系统写信息。安全仪表系统应配置独立的通信网络，包括独立的网络交换机，服务器，工程师站等。SIS 安全仪表系统(ESD紧急停车系统)应采用冗余电源，由独立的双路配电回路供电。应避免安全仪表系统和BPCS的信号接线出现同一接线箱，中间接线柜和控制柜内。
4、SIS 安全仪表系统(ESD紧急停车系统)设计的标准认证原则
随着安全标准的推出以及对安全系统重视度的不断提高，安全仪表系统的认证也变得越来越重要，系统的设计思想，系统结构都须严格遵守相应国际标准并取得权威机构的认证。安全仪表系统必须获得IEC 61508 SIL和/或TUV AK（德）相应SIL等级的认证。SIS 安全仪表系统(ESD紧急停车系统)中使用的硬件，软件和仪表必须遵守正式版本并已商业化，同时必须获得国家有关防爆，计量，压力容器等强制认证。严禁使用任何试验产品。
5、故障安全原则
当SIS 安全仪表系统(ESD紧急停车系统)的元件，设备，环节或能源发生故障或者失效时，SIS 安全仪表系统(ESD紧急停车系统)设计应当使工艺过程能够趋向安全运行或者安全状态。这就是系统设计的故障安全行原则。能否实现“故障安全“取决于工艺过程及安全仪表系统的设计。整个SIS 安全仪表系统(ESD紧急停车系统)，包括现场仪表和执行器，都应设计成以下绝对安全形式，即：1）现场触点应开路报警，正常操作条件下闭合；2）现场执行器联锁时不带电，正常操作条件下带电。
电力系统安全稳定控制
摘要：近年来，伴随着经济社会的快速发展，电力系统规模的不断扩大使得电网体系的结构日趋复杂，电力设备单机容量逐步提高，与之相关的电力系统安全稳定问题也不断涌现。积极研究和运用先进的安全稳定控制技术不但可以使电力系统运行的可靠性大大提高，而且可以直接带来可观的经济效益。从电力系统安全稳定的相关概念入手分析了电力系统安全稳定控制的相关技术，然后就这些技术在电力系统中的实际应用进行了说明，旨在为电力部门提高安全稳定控制水平提供参考。 关键词：电力系统；安全稳定；控制技术；应用 电力作为当今社会最主要的能源，与人民生活和经济建设息息相关。供电系统如果不稳定，往往导致大面积、长时间的停电事故，造成严重的经济损失及社会影响。因此，学习电力系统安全稳定控制理论并研究适应时代发展要求的新的电力系统安全稳定控制技术对于实现当前电力资源的合理配置、提高我国现有电力系统的输电能力和电网的安全稳定运行具有十分重要的意义。 一、电力系统安全稳定控制概述 1.电力系统稳定的相关概念 电力系统的主要任务就是向用户提供不间断的、电压和频率稳定的电能。它的性能指标主要包括安全性、可靠性和稳定性。电力系统可靠性是指符合要求长期运行的概率，它表示长期连续不断地为用户提供充足电力服务的能力。安全性指电力系统承受可能发生的各种扰动而不对用户中断供电的风险程度。稳定性是指经历扰动后电力系统保持完整运行的持续性。 2.电力系统安全稳定控制模式的分类 按照信息采集和传递以及决策方式的不同，电力系统安全稳定控制模式可以分为以下几种：一是就地控制模式。在这种控制模式中，控制装置安装在各个厂站，彼此之间不进行信息交换，只能根据各厂站就地信息进行切换和判断，解决本厂站出现的问题。二是集中控制模式。这种控制模式拥有独立的通信和数据采集系统，在调度中心设置有总控，对系统运行状态进行实时检测，根据系统的运行状态制定相应的控制策略表，发出控制命令并实施对整个系统的安全稳定控制。三是区域控制模式。区域控制型稳定控制系统是针对一个区域的电网安全稳定问题而安装在多个厂站的安全稳定控制装置，能够实现站间运行信息的相互交换和控制命令的传送，并在较大范围实现电力系统的安全稳定控制。 二、电力系统安全稳定控制的关键技术
分布式安全稳定控制装置的应用
分布式安全稳定控制装置的应用 (1．国网江芎=省电力公司海安县供电公司，江苏南通226600；2．南京师范大学，江苏南京210000)[摘要]介绍了分布式安全稳定控制装置的基本原理和控制策略，结合实例阐述了具体的系统配置方案与控制策略的设置。结果表明，合理的控制策略可以有效提高安全稳定控制装置的运行可靠性，确保信号采集的正确性，进而保障电网安全、稳定地运行。[关键词]安稳装置；控制策略；通道配置；稳控策略近年来，为了优化能源结构、推动节能减排，实现经济可持续发展，国家大力推广特高压骨干电网以及光伏电源建设，我国的电网结构因此发生了很大变化。因多个区域电网的联系加强，一旦特高压骨干电网发生故障，将波及多个区域电网，增加了电网稳定特性的复杂度。安全稳定控制装置(以下简称“安稳装置”)是能够快速切除系统故障、确保系统稳定运行的装置。电力系统发生短路或异常运行称为电力系统的一次事故，而把可能导致电力系统失步的称为二次事故。为了防止二次事故产生的严重后果，必须装设安稳装置。当电网受到大扰动而出现紧急状态时，安稳装置能够迅速执行紧急控制措施，维持系统功角稳定、电压稳定和频率稳定，使系统恢复到正常运行状态。装设安稳装置是提高电力系统稳定性、防范电网稳定事故、防止大面积停电事故的有效措施，目前已广泛应用在全国各级目网和电厂。1 分布式安稳装置基本原理分布式安稳装置是在多年研制开发安稳装置经验的基础上，为了满足特高压互联电网稳定运行要求而研发的新一代安稳装置。分布式安稳装置既可用于特高压电网的稳定控制和大区互联电网的安全稳定控制，又可适用于区域电网和单个厂站的稳定控制，满足电力系统安全稳定控制的需要，提高对电网的驾驭能力。分布式安稳装置要采集交流电流、交流电压等模拟量信息和开关、刀闸等位置信号以及保护跳闸信号；并且为实现协调控制，还需要采集异地的线路、元件、装置等运行信息，通过采集的信息自动识别电网当前的运行方式。当系统故障时，根据判断出的故障类型(包括远方送来的故障信息)、事故前电网的运行方式及主要送电断面的潮流大小，查找存放在装置内的预先经离线稳定分析制定的控制策略表，确定应采取的控制措施及控制量，如切机、切负荷、解列、直流功率紧急调制、调机组出力、投切电抗器／电容器等。2 安稳装置控制策略以某供电公司辖区内110kV光伏电站并网为例，对安稳装置控制策略进行具体分析研究。各个变电站均采用
安全稳定控制装置在电力系统的应用
安全稳定控制装置在电力系统的应用 安全稳定控制装置在电力系统的应用 摘要：随着电网网架结构的不断壮大，电网的安全可靠运行变的越来越重要，安全稳定控制装置在电网的应用，极大的保证了电网的安全可靠运行。文中从安全稳定控制装置的发展历程、分类、功能、安装配置、通信连接等方面，简述安全稳定控制装置在电力系统的应用。 关键词：电力系统系统运行安全稳定控制装置 中图分类号：F407.61文献标识码：A 文章编号： 前言 1 电力系统 电力系统的主体结构有电源（水电站、火电厂、核电站等发电厂），变电所（升压变电所、负荷中心变电所等），输电、配电线路和负荷中心。各电源点还互相联接以实现不同地区之间的电能交换和调节，从而提高供电的安全性和经济性。 2 系统运行 系统运行指系统的所有组成环节都处于执行其功能的状态。电力系统的基本要求是保证安全可靠地向用户供应质量合格、价格便宜的电能。所谓质量合格，就是指电压、频率、正弦波形这 3个主要参量都必须处于规定的范围内。电力系统的规划、设计和工程实施虽为实现上述要求提供了必要的物质条件，但最终的实现则决定于电力系统的运行。实践表明，具有良好物质条件的电力系统也会因运行失误造成严重的后果。例如，1977年7月13日,美国纽约市的电力系统遭受雷击，由于保护装置未能正确动作，调度中心掌握实时信息不足等原因，致使事故扩大，造成系统瓦解，全市停电。事故发生及处理前后延续25小时，影响到900万居民供电。据美国能源部最保守的估计，这一事故造成的直接和间接损失达3.5亿美元。60～70年代，世界范围内多次发生大规模停电事故，促使人们更加关注提高电力系
统的运行质量，完善调度自动化水平。 3 安全稳定控制装置的应用 3.1 安全稳定控制装置的发展历程 随着国家经济的高速发展，用户负荷的不断增长，电网作为输送和分配电能的中间环节，亦在不断的发展、不断的改进，以满足用户的需求。 20世纪80年代，我国以行政区划分为基础逐步发张，开始形成区域电网。安全稳定控制装置仅具有简单的低频、低压等功能作为第3道防线。2003年形成全国联网的基本框架，兼具第2道、第3道防线的大区域稳定控制装置开始应用。 3.2 安全稳定控制装置的分类 安全稳定控制装置可分位就地型、区域型、混合型。 就地型：根据电力系统中某一地方的就地信息进行判别，一旦满足设定的启动、动作值时发出动作命令；在切除部分负荷后，再次对就地信息进行判别，如有需要继续切除负荷，直至系统正常运行，实现电力系统的第3道防线。 区域型：电力系统第2道防线是允许切除电源或负荷，以保证系统的稳定运行。要实现这个功能，首先要根据控制范围，收集控制范围内电网网架结构的实时运行信息，根据实时运行情况，与目前情况下能保证系统正常运行的参数进行比较，根据比较结果做出相应的选择，通常通过区域型安全稳定控制装置实现。区域型安全稳定控制装置，能通过预先设置好的稳控策略，当发生故障时，及时切除负荷，保证电网的正常运行。随着电网网架结构的不断变化，稳控策略需不断的及时更新，才能更为有效的保证系统运行安全。 混合型：随着电网网架结构的不断变化，电力系统的第2道防线和第3道防线，很多情况下，在一个系统或装置上实现。区域性安全稳定控制装置具备远方功能的同时，具备就地联切功能，可以克服就地型和区域型安全稳定控制装置单独使用时的不足。 3.3 安全稳定控制装置的功能 以广东电网为例，截止2012年初，广东电网共设置1个中调管理主站、2个控制主站、12个控制子站及其所属的59个切机切负荷
电网的安全稳定控制
电网的安全稳定控制 电力系统安全控制的主要内容包括对电力系统进行安全监视和安全分析，并提出安全控制对策并予以实施。 安全监视是利用电力系统信息收集的传输系统所获得的电力系统和环境变量的实时测量数据和信息，使运行人员能正确而及时地识别电力系统的实时状态，校核实时电流或电压是否已到极限。 安全分析是在安全监视的基础上，对预想事故的影响进行估算：分析电力系统当前的运行状态在发生预想事故后是否安全；确定在出现预想事故后为保持系统安全运行采取的矫正措施。电力系统安全分析分为静态安全分析和动态安全分析。所谓静态安全分析是指只考了事故后稳态运行的安全性，而不考虑从当前运行状态向事故后稳定运行状态的动态转移过程。所谓动态安全分析是包括事故后动态过程的安全分析。 安全控制是指在电力系统各种运行状态下，为了保证电力系统安全运行所进行的各种调节、校正和控制。电力系统正常运行状态下安全控制的首要任务是监视不断变化着的电力系统状态（发电机出力、母线电压、系统频率、线路潮流、系统间交换功率，等等），并根据日负荷曲线调整运行方式和进行正常的操作控制（如启、听发电机组，
调节发电出力，调整高压变压器分接头的位置等），使系统运行参数维持在规定的范围内，以满足正常供电的需要。 安全控制还包括预防性安全控制、紧急状态下的安全控制和事故后的恢复控制。广义的理解安全控制也包括对电能质量和运行经济型的控制。预防性安全控制是指在进行控制时电力系统并未受到干扰，安全分析已经显示电力系统当前的运行状态在出现某种事故时是不安全的。实行预防性安全控制之后会提高电力系统的安全性。 在电力系统运行中，外界因素（如雷击、鸟害等）、内部因素（如绝缘老化、损坏等）及操作等，都可能因其各种故障及不正常运行状态的出现。常见的故障有：①单相接地；②两相接地断路；③两相短路；④三相短路；⑤断线等。 系统故障可能造成的后果是： （1）短路故障点强大的短路电流及燃起的电弧，可能损毁设备； （2）电力系统部分区域电能质量下降，如电压大幅度降低，影响用户的正常生产工作； （3）短路电流所通过设备因热效应和点动力而损坏或缩短了寿命；
电网的安全稳定控制(正式版)
文件编号：TP-AR-L5898 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 电网的安全稳定控制(正 式版)
电网的安全稳定控制(正式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 电力系统安全控制的主要内容包括对电力系统进 行安全监视和安全分析，并提出安全控制对策并予以 实施。 安全监视是利用电力系统信息收集的传输系统所 获得的电力系统和环境变量的实时测量数据和信息， 使运行人员能正确而及时地识别电力系统的实时状 态，校核实时电流或电压是否已到极限。 安全分析是在安全监视的基础上，对预想事故的 影响进行估算：分析电力系统当前的运行状态在发生 预想事故后是否安全；确定在出现预想事故后为保持 系统安全运行采取的矫正措施。电力系统安全分析分
为静态安全分析和动态安全分析。所谓静态安全分析是指只考了事故后稳态运行的安全性，而不考虑从当前运行状态向事故后稳定运行状态的动态转移过程。所谓动态安全分析是包括事故后动态过程的安全分析。 安全控制是指在电力系统各种运行状态下，为了保证电力系统安全运行所进行的各种调节、校正和控制。电力系统正常运行状态下安全控制的首要任务是监视不断变化着的电力系统状态（发电机出力、母线电压、系统频率、线路潮流、系统间交换功率，等等），并根据日负荷曲线调整运行方式和进行正常的操作控制（如启、听发电机组，调节发电出力，调整高压变压器分接头的位置等），使系统运行参数维持在规定的范围内，以满足正常供电的需要。 安全控制还包括预防性安全控制、紧急状态下的