紧急控制系统

紧急控制系统（精选12篇）

紧急控制系统 篇1

现代社会, 老人独自在家出现紧急的情况时, 不能打电话或者呼救。本文设计一个无线紧急呼救系统, 这样可以使家中的老人出现意外时, 在手持端一键即可自动接通子女的电话, 并通过手持端及时与子女通话。该系统由单片机AT89C51构成主控部分, 进行主要的信息处理, 并接收外部操作指令形成各种控制信号[1,2,3]。

1 系统的硬件设计

当出现紧急险情, 按下无线紧急呼救控制器的紧急按扭, 无线紧急呼救器发出急呼救信号。这个呼救信号是作为紧急呼救器的触发开关信号, 它使与家中电话线相连接的无线呼救系统的主控端开始工作。无线紧急呼救系统被触发工作之后, 单片机就会把存储于其中的电话号码逐一调出, 通过由MT8880双音多频电路把这些数字号码转换成双音多频信号, 最后再将这一双音多频信号发向电话网络中, 通过电话网络使无线紧急呼救系统可以与电话网络中另一个用户之间通话, 报告紧急情况。如果无线紧急呼救系统发出的第一个号码或前几个号码无人接听或无法接通, 无线紧急呼救系统将会按照设定的规则继续把存储于单片机内的电话号码拨出, 就这样循环下去直到电话网络中的用户有人接听为止。

该系统以单片机为核心, 由 DTMF拨号电路[4,5,6]、遥控发射及接收电路、电话号码存储电路和免提通话电路四部分组成。当有险情发生时, 按下呼救器或遥控器上的紧急按钮, 单片机检测到该信号后, 将存储在单片机内的电话号码或手机号码发送出去, 接通电话后可以实现呼救器与电话的免提对讲。此外, 由于该系统存储在一片带IC总线接口的E2PROM芯片中, 所以该号码可以随时修改。

1.1 无线紧急呼救系统的手持端

无线紧急呼救系统由无线发射电路 (图1 (a) ) 和无线接收电路 (图1 (b) ) 两部分组成。由图1 (a) 可知当按下S2按钮时, 可以使MC13175/13176的Imod端得到一个脉冲信号, 通过MC13175/13176的调制后发射出去, 触发无线紧急呼救系统的话机端工作, 实现无线紧急呼救。它最大输出功率可达到+10 dBm。当通过无线紧急呼救系统的紧急呼救时, 可以使用此部分电路中的MCROPHONE拾音并发射出去, 与无线紧急呼救系统的话机端实现无线通话。而由话机端送来的语音信号由接收电路RX3400接收, 并由SPEADKER转换为声音。

1.2 无线紧急呼救系统的座机端

无线紧急呼救系统的话机端由无线发射部分、无线接收部分和单片机控制部分三部分组成。当无线接收部分的天线接收到无线紧急呼救系统手持端发来的触发信号时, 处理后送向单片机, 单片机调出存储在其内的电话号码, 送向单片机控制部分的MT8880双音多频芯片, 通过电话网络系统可以与用户的电话或手机进行通话。在这个通话过程中, 由无线接收部分把有电话网络发来的语音信号发射出去与手持端实现无线通信。单片机接有4个按键, 其中第一个按键是修改存储在单片机内号码的第一个号码的功能键, 第二个按键是修改存储在单片机内号码的第二个号码的功能键, 第三个按键是修改存储在单片机内号码的第三个号码的功能键, 第四个按键是单片机的复位键, 实现单片机的复位。

1.3 MT8880接收电路

当MT8880作为DTMF接收器时, DTMF信号经由IN+和IN-输入。MT8880接收部分自带片内运算放大器接收到的信号被放大后再经过高通滤波器、低通滤波器和350～440 Hz的陷波电路, 分别进入高频群解码电路和低频群解码电路。当两个解码电路检测到一个有效的双音频对时, EST脚输出高电平, 从而启动接收延时电路对电容C2充电。当St/GT脚的电压充到阈值电压VTST时, St/GT脚也驱动到高电平。同时与有效双音频对相应的位代码被锁存到接收数据寄存器、Receive Data Register状态寄存器中的接收标志位置。通过数字计数的方式检出DTMF信号的频率, 并且通过译码器译成4位二进制码。4位二进制编码被锁存在接收数据寄存器中, 此时状态寄存器中的延时控制识别位复位, 状态寄存器中的接收数据寄存器满标识位置位, 对外而言, 当寄存器中的延时控制识别位复位时, IRQ/CP由高电平变为低电平。

1.4 MT8880发送电路

发送部分使用开关电容D/A 转换器, 可以选择突发模式Burst Mode 和连续模式两种模式[7,8]。在突发模式下, 音频输出使能只要写发送, 数据寄存器对应的双音频信号就从TONE 脚发送出, 持续时间为511 ms, 然后暂停511 ms[9]。这时一个数据发送完毕, 状态寄存器的发送标志位置表示可以发送下一个数据。在该模式下只能发送DTMF 信号, 而不能接收DTMF 信号。

2 系统软件设计

软件采用结构化和模块化设计。其主要模块有:主程序、号码修改模块、数据接收模块、数据发送模块。软件主程序包括主程序和号码修改, 其流程图分别如图2和图3所示。MT8880的数据接收程序设计和MT8880的数据接收程序中用到了相应的串口发送程序。

3 结 语

本文通过单片机 (AT89C51) 和双音多频 (MT8880) 技术的应用, 对无线紧急呼救技术做了初步探讨, 充分利用了单片机和双音多频技术的优点及其应用特点。AT89C51和MT8880使DTMF信号的收发功能于一体, 完成数据和语音信号的处理和传输。该设计极大地简化了设计的复杂性, 可以降低成本, 减小体积。

参考文献

[1]严辉, 丁刚.单片机在无线调度系统中的应用[J].安徽建筑工业学院学报, 2005, 13 (4) :99-101.

[2]丁志周.基于DTMF嵌入式远程控制的污染源在线自动监控系统[J].国外电子元器件, 2008 (1) :15-18.

[3]金鹰, 刘虎.一种具有来电显示及DTMF信号收发功能的智能控制模块设计[J].电子技术应用, 2008, 34 (4) :132-134.

[4]张涛.基于MT8880-DTMF的数字传感器的设计与开发[J].湖北汽车工业学院学报, 2007, 21 (4) :34-40.

[5]王秀玲, 吴武臣.基于DTMF的智能电话控制器设计[J].现代电子技术, 2007, 30 (20) :189-191.

[6]王亚晓.基于电话网的家用电器远程控制系统的设计[J].现代电子技术, 2007, 30 (21) :124-126.

[7]黄智伟, 朱卫华.ASK无线电接收芯片RX3400的特性及应用[J].世界电子元器件, 2001 (11) :41.

[8]黄四南.UHF调频/调幅发射器MC13175/13176及其应用[J].衡阳师范学院学报, 2004, 25 (6) :37-39.

[9]管金云, 黄智伟.单片FM/AM发射器MC13175/13176[J].国外电子元器件, 2004 (10) :67-68.

紧急控制系统 篇2

120紧急救援调度指挥系统是在电信网络的基础上，运用IT技术集数据采集、数据处理于一体的高科技产品。它实现了院前急救工作中数据采集与处理的全部数字化，并且大大缩短了数据处理所需的时间，确保数据统计的完整性、可靠性，以了解接警的全过程，为其提供客观、真实的依据。

为确保120急救指挥中心接诊电话不产生阻塞，本系统采用呼入电话的全程数字化自动排队调度功能，实现了接、处警的畅通无阻。

（接警系统的主界面）

二、120紧急救援调度指挥系统主要功能

1、语音调度指挥功能

①、利用CTI通过调度机对分中心、分站实施各项语音调度指挥功能。②、利用120急救指挥中心的广域网实现对分中心、分站的文本命令调度指挥功能。

③、利用GSM/GPRS公网实现对急救车辆和医生的语音指挥调度功能。④、利用120急救指挥中心广域网，通过GSM/GPRS公网的短信中心和交换系统主要功能

1、语音调度指挥功能

①、利用CTI通过调度机对分中心、分站实施各项语音调度指挥功能。②、利用120急

救指挥中心的广域

网实现对分中

心、分站的文本

命令调度指挥

功能。

③、利用

GSM/GPRS公网

实现对急救车

辆和医生的语

音指挥调度功

能。

④、利用120急救指挥中心广域网，通过GSM/GPRS公网的短信中心和交换

2、呼叫电话智能排队及类别分析

120紧急救援调度指挥系统将呼叫120的电话分为：普通呼叫、自动呼叫、重点监护病人呼叫、工作电话、骚扰电话等。

呼叫120的呼救电话进入系统时，系统将对其进行类别分析，如果是骚扰电话将对其进行屏蔽，不进入受理分机，由交换机直接向其播放事先录制的训诫语，并将呼救信息记录到系统数据库，以备后查。

如果是其他类别的呼叫电话，系统将电话号码信息及分类信息一并发送到受理台，受理台声光显示呼叫电话进入信息，并将电话按类别排列到呼入电话队列。

3、骚扰电话管理

目前，120急救指挥中心接到的骚扰电话占整个呼叫的60-70%，给120的日常受理工作和值班人员的身心造成极大伤害，并且还影响了真正的急救电话的呼入。

系统具有骚扰电话拦截功能，值班人员可对骚扰电话进行加锁，将骚扰电话的电话号码添加到电话黑名单，在加锁时间内，该电话号码一旦呼叫120, 则由调度机直接播放训诫语，不进入受理台，到解锁时间后，系统自动将骚扰电话号码解锁。

骚扰电话的加锁时间由值班人员设定，可以是几分钟、几小时、几天。骚扰电话的每次骚扰呼叫将记录在系统数据库，可对骚扰电话记录进行查询、统计分析。

4、值班人员受理呼救电话的方式

值班入员可以通过摘机方式或点击界面上的受理呼救按钮来抢答呼救电话或者循环应答呼救电话。

5、来电信息自动显示功能

在电信部门提供号码库的情况下，系统自动弹出来电号码、机主姓名、呼救地点、时间等信息。

6、推荐车辆、推荐医院

电子地图自动定位呼救地址后，将向值班人员推荐最近的急救车辆，并显示在受理界面上供值班人员参考派车，缩短派车的决策时间。

7、历史出救记录

受理界面弹出时，系统将自动查询显示该电话的历史出救记录，从历史出救记录中可以调出相关记录的院前急救病历，并将院前急救病历发送到急救车辆、分站或医院急救室的联网终端，指导现场救治。

如果本次呼救时间与最近一次历史出救记录的出车时间在设定的催车时间内，则向值班人员提示本次呼救可能是催车，辅助值班人员快速处理。

8、呼救人自动方位显示

在受理信息显示屏弹出受理界面的同时，在电子地图屏上的电子地图根据呼叫电话的电话地址自动定位在屏幕中心，按正常比例显示地图信息，并醒目显示附近的急救车辆、急救医院、重点建筑等信息。

9、病症预案、键康咨询、求医问药

随着社会的发展，120的呼救电话不全是需要出车的，具有相当数量的呼救电话是寻求急救知识，进行健康咨询和寻医问药的。

系统提供各种急救病症的病征、检查方法、治疗措施、治疗用药、注意事项、专科医院、专家资料等信息。这些信息可发送至急救车辆，指导现场救治。病症预案库中还具有各种中毒的急救预案。

10、信息追发

在紧急情况下，受理人员在确定呼救地址的情况下，先向就近待命车辆派发出车任务命令后，让车先出动，争取第一时间赶到现场。受理台在与呼救人进行进一步交流后，可将患者的详细信息再发送到急救车辆。

11、出诊信息管理

对执行出车任务的急救车辆，系统将实时监测，自动记录急救车辆反馈的车辆状态及状态时间。

车诊状态包括：车辆编号、车牌号码、出诊中、待命中等多种信息。

12、急救结果管理

急救车辆完成急救任务后，将返回本次出车的救治结果。救治结果包括：患者姓名、呼救时间、地址、病情、出诊单位、处理情况、出诊医师等信息。救治结果信息可以通过车载设备反馈，也可通过无线通讯告知中心值班人员手工输入。

13、院前急

救病历管理

每个患者的每次急救都

将在系统中建

立急救病历，急

救病历信息包

括急救检测的各种体征数据，比如：心率、呼

吸、脉搏、血压等等，还有急救使用的急救措施、治疗用药、医疗器械等。

患者的院前急救病历可以通过急救分站终端系统向中心反馈，也可以通过无线通讯告知中心，由值班人员手工录入。

系统可对患者急救病历进行查询及相应的统计。

14、电话调度功能

系统提供丰富快捷的电话调度功能，只要有电话信息的地方，就可直接进行电话呼叫，并显示被调度电话的状态。

可在受理界面上直接反叫呼救电话，呼叫患者联系电话，呼叫车载电话。系统还提供功能强大的电话号码薄功能，可根据需要对电话进行分类，录入单位及个人电话通讯信息，并一键到位，进行电话呼叫。

值班人员可在电话调度界面上进行三方通话。

15、坐席实时统计功能

可在受理台上对本班次或指定时间内指定值班人员的受理工作进行实时统计，并可打印统计表。

统计内容包括：受理次数、派车次数、患者人数、呼救类型、呼救区域、患者病情、出车单位等信息。

16、坐席管理功能

值班人员交接班、身份确认、密码修改等功能。

17、录音播放

只要是与指挥中心联网的计算机，经过系统授权后，都可在网上通过多媒体播放与呼救有关的受理及调度录音。

18、可即时显示所有急救调度信息

如：待接诊信息、已接诊信息、所有急救车辆的运行情况等。

19、数据维护功能

基础数据维护：在数据管理台上可输入、修改、查询、删除系统运作的各项数据。各类记录查询：可按多种条件组合查询受理记录、出车记录。

20、数据安全功能

数据安全具备两个层次的概念。一是数据操作的安全，二是数据库本身的安全。数据操作失去了安全性，将会造成信息被修改、删除、失密，影响系统的正常运行。数据库失去了安全性，将可能造成系统数据的全部丢失，以至整个系统的瘫痪。

系统提供操作人员权限管理机制，对不同级别的操作人员分配不同级别的操作权限，可以设定查询、修改、删除、统计、打印数据的内容。系统操作权限一

般分为值班人员、系统管理员三级，对同级别的人员，可设置不同的操作数据对象。

系统提供数据库自动备份功能。可设置自动备份的时间，到指定时间时系统自动将数据库中的所有数据备份到指定的存储介质，以备数据库被破坏后能在最短的时间恢复系统并将数据的损失减少到最小。建议将自动数据库备份时间设置为每天备份一次。

21、数据统计功能

系统配备有专用的数据管理工作站，具有强大的数据维护功能，可对语音文字和数据等信息进行维护、查询和统计，包括地理信息、电话信息、出车次数和频率以及预案信息等，为全面而真实反映接警过程提供有效的保证。

系统提供数据报表的自动统计功能，可设置自动统计的统计时间、统计内容以及报表的所属单位。系统将按设置的时间、内容对系统数据库中的数据进行自动统计。

22、大型事故管理功能

系统提供对大型事故的处理能力。当大型事故出现时，值班人员确定事故地点、类型、伤亡人数，调度指挥医院和急救车辆前往救治。

23、120紧急救援调度指挥系统远程维护功能

系统远程维护包含两个方面的内容，一是我公司工程维护人员对120指挥中心的远程数据维护，二是120指挥中心维护人员对分中心、分站系统的远程维护。

系统提供远程维护接口，可通过远程拨号到系统，对中心调度机及信息系统的数据进行远程维护操作，在第一时间排除系统故障，保证系统的长期稳定运行。

24、大屏幕显示控制

受理台可直接对大屏幕进行控制操作。

25、电子地图维护功能

系统所用电子地图为矢量化的电子地图，整个地图由道路、街区、单位、建筑、医疗机构、公交车站、铁路、水源、绿地、小区等图层构成。

紧急控制系统 篇3

一秒钟内测出体温

使用传统的体温计，在1秒钟内根本不可能测出一个人的体温来。但美国一家公司经过研究后，推出了可以测出耳朵内温度的体温计，从而使1秒钟内测出体温变成了现实。耳朵内部和大脑控制体温部位的血供相同，所以，通过耳朵测体温，不仅非常精确，而且能比传统方法更快地觉察体温的变化。这种体温计上的感受器非常灵敏，可以在瞬间测得鼓膜和周围组织的温度。使用该体温计的具体步骤如下:①使用前要换上新的、干净的过滤罩，以保证体温计读数精确，然后按“开启”键。②通过拉耳朵的方法使耳道保持“通畅”，这样体温计才能更好地“看”到鼓膜。需要说明的是，对于1岁以下的孩子，耳朵要向后拉;对于其他人，耳朵要向后上方拉。③在揪住耳朵的同时，将体温计的头部缓缓送入耳道中，然后按“激活”键。④1秒钟后，测得的体温数值就会清晰地出现在屏幕上。

奇特的自动牙刷

电动刮胡刀已为我们所熟知，那么，自动牙刷有一天会不会也变得同样普及呢？不过，美国一家公司的确已经生产出了这种产品。他们生产自动牙刷的目的不只是为了让人们使用起来方便、省事，更是为了让人把口腔刷得更干净——因为好多人的刷牙方法都不够正确。使用时，只需将牙刷放在口腔中适当的部位，这种牙刷就会按照口腔医生推荐的方法自动清洁牙齿和牙龈。牙刷的刷毛每分钟可做出三百个清扫动作，所以清洁效果也很好。这种产品零售价约80美元。据了解，目前国内也有此类产品出售。

可治疗打鼾的喷剂

打鼾不仅影响别人的休息，而且可能给自己的健康造成影响。治疗打鼾的方法有很多，比较有效的是进行手术治疗，但是好多人一听手术又怕了。目前，国外一家企业生产的一种喷剂治疗打鼾的效果还是很不错的。该药的混合喷剂可以缓解鼻窦阻塞状况，从而让出入的气体顺利通过。同时，这种药没有任何的副作用。如果使用后打鼾症状仍不能消除，那就需要去看耳鼻喉科专家了，必要时只得动手术了。

有助早期必现乳腺癌［乳腺导管清洗术］

乳腺癌是危害妇女健康和生命的一大疾病。专家指出，如果能早期发现乳腺癌，则可以及早采取相应措施，避免导致更严重的后果。前不久，国外一些专家推荐了一种“乳腺导管清洗术”，为乳腺癌早期发现带来了希望。大多数乳腺癌都起源于乳腺导管上皮，所以通过乳腺导管清洗术可以直接取得乳腺导管上皮细胞，然后利用显微镜分析这些细胞是否正常。

乳腺导管清洗术分两个步骤进行。①用抽吸装置从乳腺导管内吸出一小部分液体，然后通过这些液体的渗出来源找到乳头表面的乳腺导管开口（如果乳头表面没有出现液体，清洗术就无法继续进行）。②将一根如头发丝的细导管插入乳头表面的乳腺导管开口，通过导管将盐水注入乳腺导管采集细胞，接着，再将注入的液体吸出并作为样本送到实验室进行细胞学分析。

乳腺导管清洗术方便易行，接受检查者痛苦小，对于乳腺癌的高危人群和曾患乳腺癌的妇女来说，是一种较好的早期发现病变或复发的办法。不过，目前只能把它作为一种早期发现乳腺癌的辅助检查手段。

临时戒烟可防肺功能下降

根据最新研究结果，临时戒烟1年以上，可以防止肺功能下降，可以降低人群中由吸烟引起的各种疾病的死亡率。研究人员将1000名受试者分成四组:从未吸烟者，临时戒烟1年以上者，永久性戒烟者以及没有戒烟者。通过研究发现，临时戒烟1年以上者和永久性戒烟者比没有戒烟者的肺功能好。这项研究历时30年，得出的结论就是，最好是彻底戒烟;如果戒不了，那么短期戒烟也是有好处的。说不定经过多次的临时戒烟行动后，你就可以彻底告别烟民的队伍了！

Ｇ点：人体中的ＵＦＯ

今年第8期的《美国妇产科学杂志》发表论文，对G点的存在提出了质疑。G点是指阴道内的一束神经组织，受到刺激后会增强性兴奋。文章的主要内容如下。

1950年，一位医生在《国际性学杂志》上发表的一篇文章中最先对G点进行了描述。但事实上，这篇文章并没有提供可以证明G点存在的临床依据，而只是有些关于这位医生的女性病人及她们性行为的轶闻。1982年出版的《G点和其他关于人类性行为的发现》一书最早提出了“G点”这一新名词，但其主要根据却是上述的那篇文章。过去一些想证明G点存在的研究也做得不很成功，因为研究对象数目很小，而且结果也只是12人中的4人有G点存在的表现。如果G点真的存在，那么阴道内一定会有一个富含神经组织的区域，但有关研究并没有发现存在这样的结构。近20年来，G点一直是很多女性性生活中的一个重要的部分，一些人甚至会为找不到G点而苦恼。但事实证明，G点不过是一种人体内的UFO（”不明飞行物”的英文缩写）而已，人们拼命地去找寻它，热烈地去讨论它，但没有客观依据能证明它的存在。

为自己装一盏“尾灯”

聚合釜紧急停车系统改造 篇4

1 系统特点

1.1 控制系统简介

横河公司的Pro Safe-RS安全系统符合IEC 60508和IEC 61511这些最新的国际标准的要求, 取得了TÜV SIL3的安全认证。并且是符合IEC61511国际标准并且达到SIL3安全等级的安全仪表系统。其简单的结构就可实现安全系统的高安全性和高可靠性。横河公司安全仪表系统的应用领域包括:紧急停车系统 (ESD) 、过程停车系统 (PSD) 、消防系统 (F&G) 、燃烧器管理系统 (BMS) 。

1.2 系统控制站构成

整个ESD系统由1套Pro Safe-RS组成。共2套冗余的控制器, 55块SDV144—DI卡和29块SDV541 (DO卡) , 所有的I/O卡件安装在共2个C P U单元中和11个I/O节点单元中。信号经过中间端子板接入Pro Safe-RS系统的I/O卡件上。所有I/O点都按15%的余量备用。整个Pro Safe-RS控制系统由1002D全冗余结构组成。控制站的C P U及控制总线为Pair--Spare冗余容错结构。I/O卡为1:1冗余配置, 所有I/O卡件均能在线插拔和更换。

1.3 供电

系统采用了双冗余的UPS电源供电, 确保了ESD供电的稳定性。UPS分别为SCS控制站、继电器, I/O卡件、现场电磁阀、辅操台供电。当停电时供电时长大于2 h, 保证出现停电事故时, ESD系统的可靠工作。

1.4 安全独立原则

独立的控制回路, 独立于PLC、DCS系统。所以当PLC、DCS系统因掉电、系统故障无法发出加入指令时, 新加的操作台系统可以继续发出加入指令, 保证终止剂能够顺利地加入聚合釜。

1.5 顺序事件记录 (S O E R)

SOER事件记录时间分辨率为1 ms级别。系统的SOER记录功能可对ESD系统本身的故障或导致联锁停车的各种事件进行记录, 提供给用户对装置停车原因进行分析的工具。SOER信息分两种:一种是事件日志文件;一种是TRIP信号文件。

1.6 自诊断技术

Pro Safe-RS的自诊断技术可在一个扫描期内对系统的全部硬件进行诊断, 在线诊断覆盖率达到99%。CPU和I/O卡件的故障检测信息均可显示在操作站和工程师站上, 故障模件的位置可被显示出来。对卡件所接的现场回路的开路和短路进行检测, 并可将诊断信息发到安全工程师站上。

1.7 网络结构

PVC装置过程控制系统采用的是横河CentumVP, ESD系统以Pro Safe-RS为核心。它们共用同一控制网络, 共用一个统一集成的操作窗口H M I。并且在同一网络上的各控制器之间交换数据和通讯都是经过TÜV安全认证的“安全通讯”方式。

2 控制原理

2.1 终止剂系统

该装置有聚合釜8台, 每釜配4罐紧急终止剂, 分别从釜的顶部、中部、底部加入。终止剂采用ATSC溶液。聚合反应在带有搅拌器和冷却水夹套的聚合釜中进行, 反应过程伴随着放热压力上升现象, 若控制不当则会发生重大事故。事故状态下加入的紧急终止剂, 由ESD控制加入。紧急终止剂加入聚合釜后, 与物料充分混合才能使聚合迅速终止, 这要靠聚合搅拌来完成。但当聚合装置发生停电故障时, 就会停止搅拌。因此底部管线通高压氮气, 必要时用高压氮搅动浆料, 但时间不可太长以30 s为宜。

2.2 联锁信号及动作

按危险程度及影响范围分成一级紧急情况 (EMG1) 和二级紧急情况 (EMG2) 。

2.2.1 EMG1产生条件

(1) 电力故障, 控制系统自动产生EMG1信号。

(2) 预料装置将遭到火灾或爆炸延续, 操作员按EMG1开关。

(3) 由于地震等原因, 预料装置将遭到破坏, 操作员按EMG1开关。

(4) 发现聚合釜大量泄漏氯乙烯, 操作员按EMG1开关。

EMG1产生动作:

(1) 所有聚合釜的所有过程全部变为半自动 (SA) 方式。

(2) 处于聚合反应的以EMG2终止。

2.2.2 EMG2产生条件

(1) EMG1信号对聚合中的聚合釜产生E M G 2信号。

(2) 聚合釜搅拌器跳闸或运行信号丢失产生EMG2信号。

(3) 1号线电力故障, 前4个聚合过程中的聚合釜产生EMG2信号。

(4) 2号线电力故障, 后4个聚合过程中的聚合釜产生EMG2信号。

(5) 聚合釜出现异常时, 操作人员按E M G 2按钮。

EMG2产生的动作:

(1) 所有过程切换到SA方式。

(2) 终止剂强制加入。

(3) 起动DCS相关程序 (聚合釜强制冷却和回流冷凝器强制投用) 。

(4) 放空系统投用。

2.3 控制基本要求

2.3.1 终止剂加入过程

当生产中出现事故需要停止聚合反应时, 由自动控制装置或操作人员手动加入终止剂。终止剂加入共分两步:第一步EMG2信号产生时, 靠近聚合釜的柱塞阀打开, 并行的两个切断阀只打开上面一个, 当液位下降到一半时再关闭它。第二步按下ADD按钮打开另一切断阀, 剩余的终止剂全部加入釜内。这里设置两个切断阀的目的是为了保证其中一个失效时另一个能安全工作。终止剂加入后, 因搅拌器原因终止剂不能很好分散时, 可手动打开氮气阀, 将高压氮气从底部加入点鼓入聚合釜, 使终止剂与浆料分散及混合, 提高终止效率。

2.3.2 系统初始条件

当初始条件满足时, 向DCS发送初始化信号, 此信号作为批量控制程序自动进行条件之一。初始化条件: (1) 所有终止剂罐液位保证满罐。 (2) 罐压力达到1.5 MPa。 (3) 与聚合釜连接处的管线压力低于0.1 MPa。 (4) 终止剂罐出口管线上手阀为开信号, 倒淋阀为关信号。 (5) 程控阀回迅为关信号。以上任何条件不满足, 聚合反应批量控制程序不能起动。

2.3.3 报警信号设置

终止剂罐顶部安装了压力开关, 当压力低于设定值时, 发出报警信号, 操作人员一定要检查N2压力, 防止事故发生时终止剂压不进聚合釜。在加入点安装压力开关, 其作用检查根阀没关死造成釜内压力泄漏。每个终止剂罐装有3个液位开关, 顶部液位开关保证正常状态下终止剂满罐, 低报时工作人员应及时补充。底部液位开关低报时说明终止剂加完, 关闭所有阀门, 防止高压N2通过管线进入聚合釜造成压力持续升高。

3 结语

全文对ESD系统结构组成, 联锁设置以及工艺原理等内容加以阐述, 与DCS之间的通信也作了介绍。2013年5月完成改造后的聚氯乙烯装置ESD系统完全顺应了当今安全生产的发展要求, 为生产装置的稳定运行提供了保障。

参考文献

[1]耿国强, 黄鹏.ESD在PVC聚合装置中的设计及应用[J].聚氯乙烯, 2009, 37 (4) :22-26.

紧急控制系统 篇5

一、电力系统运行状态和稳定性

电力系统可由1组微分方程及2组代数方程来描述。根据约束条件是否满足，系统运行分为正常状态、警戒状态、紧急状态、极端紧急状态和恢复状态。

当扰动概率增加，使系统安全水平逐步降低而进入警戒状态时，虽然所有约束条件仍然满足，但是备用储备减少，某些干扰可能导致不等式约束破坏(如设备过载)，使系统安全受到威胁。在这种状态下，应采取预防控制使系统恢复到正常状态。

在采取预防控制之前，如果发生足够严重的干扰，系统就进入紧急状态。此时，不等式约束被破坏，系统安全水平为零。但是，系统仍然完整，应启动紧急控制使系统至少恢复到警戒状态。如果紧急控制措施未及时实施或失效，系统将解列并进入极端紧急状态。在极端紧急状态中，等式和不等式约束都被破坏，系统不再完整，系统大部分负荷丧失。紧急控制作用应尽可能多地挽救解列后的子系统，以避免整个系统完全崩溃。一旦崩溃停止，如果仍有设备运行在额定容量之内，或某些设备紧跟崩溃而重新启动，则系统可能进入恢复状态。采取恢复控制措施，重新带上所有失去的负荷和连接系统，系统可能过渡到警戒状态或正常状态则视情况而定。

通常按扰动性质将系统稳定性分为：静态稳定或小干扰稳定性；暂态稳定性。紧急控制虽然与暂态稳定密切相关，但不仅仅考虑暂态稳定问题，而应该从整个系统的要求出发。对于系统紧急状态来说，个别电机的不稳定性既不是必要条件，也不是充分条件。系统演变到紧急状态，可能不会直接威胁个别电机的连续同步运行，危及个别电机连续稳定运行的扰动可能(但不需要)出现在系统紧急状态出现之前或演变过程中。防止某台发电机失步或防止某个元件损坏的当地控制作用甚至可能恶化整个系统的性能。例如，1996年7月2日和8月10日美国西部大停电事故中，系统进入紧急状态都没有经历暂态稳定过程。换言之，这种当地紧急控制作用的后果是，使主要联络线或干线以故障前最小静态稳定裕度运行，大多数情况下会进一步加载，从而超过故障后功角特性的最大幅值。按照CIGRE和IEEE提出的术语，这种情况称为“条件稳定性”。

此外，电力系统紧急状态的出现不仅表现在发电和输电设备极限的破坏上，而且表现在基本变量频率和电压极限的破坏上。在电源开断或负荷突然增大时，由于电源和负荷间功率的严重不平衡，会引起系统频率突然大幅度下降。如果系统备用容量不足和不及时采取措施，将使频率进一步下降，渐增加到一定程度时，有可能使电压大幅度下降，而产生频率崩溃，导致全系统的瓦解。由于无功电源不足或无功电源突然切除时，当负荷（特别是无功负荷）逐以致发生电压崩溃现象。

因此，紧急控制的定义是，当系统遭受一个事件的扰动后，部分或整个系统现有容量暂时不再能充分满足负荷需求时，使系统能够维持和恢复到可行的运行状态，而且不会出现不可忍受的过载或不正常的频率（或电压）所采取的措施和过程。

二、紧急控制系统的基本框架

互联电网紧急控制的主要目的是将紧急状态局部化和避免故障扩展到相邻区域。这就需要综合和协调各种控制措施，形成一个集中和分层协调的紧急控制系统。在这方面，俄罗斯取得了丰富的经验。CEPAC系统选择控制作用是基于它们对电力系统的综合效果，其目的是利用当前系统中所有紧急预防控制手段来保证整个电力系统的稳定运行。在CEPAC系统中，紧急预防控制的基础是：在线计算静态和暂态稳定；保证可靠运行所需要的控制作用；如果机组或线路的切除导致线路过载（超过静态稳定、暂态稳定或热极限），控制系统就启动所设计的控制动作来防止系统崩溃。

三、紧急控制的数学模型

电力系统的数学模型各式各样，取决于所要研究的现象和解决的问题。一般来说，对最关心的现象和元件进行详细描述，而对其余元件做某种程度的近似。这样有利于减少计算的复杂性和计算的负担，更好地理解所关心的问题和设计出简单的、容易实现的控制器。紧急控制主要包含大规模动力学系统的降阶模型、观测解耦状态空间模型和基于辨识方法的低阶模型。

①大规模动力学系统的降阶模型：大规模动力学系统的分层或分散控制结构建立在将复杂的动力学模型分解为一组低阶模型的基础上，与此同时，在一定程度上将局部现象和非局部现象分离。主要包含3种降阶方法，分别是集结法、将强耦合系统解耦的奇异扰动法和将弱耦合系统解耦的非奇异扰动法。

②观测解耦状态空间模型：根据观测解耦状态空间模型，Zaborszky等进一步提出了用局部控制器来稳定整个系统的控制策略，如“范数减小控制”，即单调地减小观测解耦状态的每个分量的范数；或者通过计算故障期间的过剩动能来确定制动电阻等的控制量。

③基于辨识方法的低阶模型：研究小干扰稳定或低频振荡问题，通常采用线性化分析技术。首先需要建立线性化状态空间模型，然后进行特征值分析和控制器的设计。然而典型的电力系统的状态方程的维数很高，需要专门的仿真工具计算和不断地更新模型。因此近年来应用辨识方法导出线性化模型的研究受到重视，并取得一系列的成果。这种方法是利用非线性时域仿真或现场测量数据直接导出简单的、精确的低阶线性化模型。所采用的辨识方法有：Steiglitz-Mc Bride算法、特征系统实现算法(ERA)和Prony算法。

四、在线动态安全评估

随着偶然事故的发生，电力系统能否经受住随后发生的暂态和过渡到一种新的稳态条件，以及在这种新的稳态条件下所有电力系统元件是否运行在规定的极限参数内，是电力系统安全评价的主要内容。用暂态分析方法去评价系统能否经受住这种过渡过程属于动态安全评价(DSA)的范畴。对于检验新的稳态条件是否可以接受属于静态安全评价(SSA)的范畴，当评价表明某些偶然事故的出现导致电力系统进入紧急状态，则必须采取紧急预防和控制措施。静态安全评价是对稳态网络基于快速潮流计算的结果，而动态安全评价的主要内容是进行暂态稳定性分析。紧急控制对实时性要求很高，因此以下着重介绍在线动态安全评价所取得的进展。

在线动态安全评价方法主要分为三大类：人工智能法、暂态能量函数法和扩展等面积法。

4.1人工智能法

基于人工智能的在线动态安全评价方法包括模式识别、专家系统、诱导推理、人工神经网络或模糊神经网络等。基于人工智能的方法首先对预想事故进行大量的离线仿真计算，从中获得系统动态行为中重要的稳定性特征，然后构造一个分类器用来在线地对新的、不可预见的偶然事故进行正确分类。

4.2暂态能量函数法

有关暂态能量函数法的研究已有多年历史，并有大量成果面世。暂态能量函数是通过在故障切除时刻的系统暂态能量与临界能量相比较，直接评价系统的暂态稳定性。两者之差称为能量裕度或稳定裕度。这种方法的优点是：①能够提供系统稳定程度的定量信息；②能够提供系统稳定裕度对系统关键参数或运行条件变化的灵敏度分析；③对极限参数计算速度快，可快速扫描系统暂态过程；④利用稳定裕度可以确定紧急控制作用。为了确定系统的临界能量或稳定域，有最接近不稳定平衡点(UEP)法、相关不稳定平衡点(UEP)法、势能界面(PEBS)法和基于相关UEP的电力系统暂态稳定分析(BCU)法。

4.3扩展等面积法

扩展等面积法建立在对可能失步分离为2群的多机电力系统的辨识上，先将2群电机等值，再进一步等值为单机无穷大母线(OMIB)系统，然后应用适当的等面积法则(EAC)判定暂态稳定性和稳定裕度。OMIB可以看成将多维多机动态方程组映射为一个动态方程的一种变换。OMIB有不同的形式，取决于所采用的电力系统模型和对每群电机行为的假设。可以将OMIB分为3类：时不变、时变和一般化。

五、电力系统恢复 在事故发生后，如何尽快恢复供电以减少事故损失，也成为电力系统研究的热点。应当指出，大规模互联电力系统事故后可能具有停电时间长，影响范围大的新特点，为事故后系统的快速恢复提出了严峻的挑战。电力系统恢复控制是指电力系统发生故障，系统部分负荷停电甚至处于解列状态乃至全网停电后，在尽量少的时间内，最大限度地恢复系统至新的正常运行状态的控制过程。恢复控制在数学上可以被描述为一个多目标、多阶段、非线性、并带多个约束条件的组合优化问题。该过程难以建立准确的数学模型，目前尚没有通用解法，只有结合所研究领域的专门知识，将智能方法和数值优化算法结合起来，才有可能找到切实可行的解决办法。由于事故本身的复杂性和多样性，导致故障后电网的结构和运行工况存在极大的偶然性和随机性，恢复控制所面临的问题也各不相同。但从宏观角度而言，对于任何一个需要恢复的系统，制订合理的恢复计划，确定恢复策略是快速恢复的先决条件，也是恢复控制研究面临的一个首要问题。由北美电 力可靠性委员会(NERC)的统计显示，在过去10年发生的117起电力系统事故中，接近50%存在恢复方案制订不完善的问题；约10%存在有功不平衡问题；

接近20%的存在无功不平衡问题；约13%存在继电保护和安全自动装置的配合问题。因此，对恢复控制的研究应大大加强，以减少事故损失。同时在恢复过程中，需要面对大量的正常运行时不经常出现的问题，对这些问题的有效控制和处理，将是确保恢复计划顺利进行的关键，应予以深入研究。

上述事实表明，现代电力系统恢复控制面临的主要问题包括： ①恢复计划和恢复培训； ②有功平衡与频率控制； ③无功平衡与电压控制；

④继电保护以及安全自动装置的配合；

5.1有功平衡与频率控制

关键是对电源和负荷的协同恢复，而恢复对负荷的供电是系统恢复的根本目的，也是贯穿整个恢复过程中的优化目标。而可恢复的负荷大小，是由并网机组原动机的响应特性决定的。一般认为，允许同时恢复的最大负荷量不应使系统频率较接入前下降0.5Hz，国外则普遍认为负荷量不大于发电量的5%。

系统的恢复大致可以分为3个阶段：系统的黑启动、系统的重构与互联以及负荷恢复阶段。在黑启动阶段，控制目标主要是保证电源的稳定运行。为此，需要恢复该区域内的一部分负荷用于平衡系统的有功功率，可以在运行频率允许范围内少量增加负荷，同时确保系统能够承受突然的负荷变化导致的频率波动。

在系统的重构与互联阶段，控制目标是减少各孤岛间的频率偏差。由于“系统频率”是指并网的所有机组的频率，是系统的共同因子。所以当各子系统进行互联时，需要调整机组间的频率偏差在尽可能小的范围内，从而保证系统稳定和机组安全。这个阶段的控制手段主要有：机组的优化组合、负荷的配合恢复、系统的结构调整等。

在负荷恢复阶段，控制目标是尽可能多、尽可能快地恢复负荷。约束条件主要是系统稳态频率、电压必须保持在系统允许范围内，线路潮流不越限，当大负荷投入时，系统频率的下降不会引起低频减载动作等。因此，负荷恢复问题是一个包含整数规划和线性规划的混合规划问题，并具有众多的安全稳定约束条件，直接求解十分困难。

5.2无功平衡与频率控制 在恢复过程中，无功不平衡源于空充长距离输电线路、空充电缆、变压器的投入以及并联电抗器和电容器的投入等。无功不平衡可能导致持续工频过电压、操作过电压以及谐波过电压。平衡无功功率，控制上述3种过电压在允许范围内，是恢复控制的主要任务之一。

持续工频过电压的控制手段主要是通过吸收轻载线路所产生的大量无功功率，如确保发电机有足够的低励能力、连接滞后功率因数的负荷、投入并联电抗器、调节变压器分接头的位置等。

普遍认为，操作过电压并不是恢复控制中需要着重考虑的主要约束，对于 110kV以下的系统，操作过电压可以忽略；对于110kV以上的系统，如果在恢复过程中保证系统电压在正常运行电压的1.2倍以内，系统的避雷器就能比较有效地进行处理。在目前我国大力发展特高压电网的形式下，一些抑制操作过电压的新技术和新设备得以应用，例如：高压开关并联电阻、新型避雷器以及相位控制高压开关等。

谐波过电压源于开关操作和设备的非线性特性。在系统重构阶段，电网结构比较薄弱，由充电电流引起的容性的电压上升会导致变压器的过励磁并产生严重的谐波。当系统阻抗与线路电容参数构成并联谐振条件时，轻载或空载变压器投入所引起的谐波畸变将被放大，从而产生很高的谐波过电压。对谐波过电压的控制手段主要有：调节变压器分接头位置，控制变压器励磁涌流，增加系统短路容量或增加负荷，改善系统频率响应特性等。

5.3继电保护以及安全自动装置的配合

紧急避孕药，只能“紧急”用 篇6

紧急避孕药不宜反复使用

使用紧急避孕药需注意：

紧急避孕药只能作为临时补救措施，不应作为常规避孕方法反复多次使用；

如果无保护性行为已经发生，应在72小时内尽早服用紧急避孕药；

服用左炔诺孕酮紧急避孕药后再次进行性行为时应采取可靠的避孕方式，避免在同一周期内重复使用紧急避孕药；

使用紧急避孕药后应留意是否有停经、阴道点滴出血、腹痛等症状，发现上述可疑情况时及时就医，警惕宫外孕的可能。

口服紧急避孕药常见副反应

口服左炔诺孕酮紧急避孕药的常见其他副反应及注意事项还有：

1.恶心：恶心发生率最高，约为50%，恶心一般持续不超过24小时，通常不需特殊处理。

2.呕吐：呕吐发生率约5%；与食物同时服用或睡觉前服药可以减少恶心、呕吐的发生率。如果在口服紧急避孕药后1小时内呕吐，应该尽快补服1次。

3.不规则子宫出血：因为左炔诺孕酮紧急避孕药是一种高效孕酮，单次药物剂量较大，有些妇女用药后会有些点滴出血，一般无须处理。

4.月经改变：多数妇女月经会按时来潮，也有一小部分妇女月经提前或延迟。如果月经延迟一周，应该做尿妊娠试验，以明确是否是紧急避孕失败。如果服药后影响了月经周期，在随后的几个月中计算安全期会有所障碍。

5.其他：乳房胀痛、头痛、头晕、乏力等，这些症状一般较轻微，持续时间不超过24小时，通常也不需药物来缓解这些症状。

口服紧急避孕药有哪些风险？

口服左炔诺孕酮紧急避孕药的主要风险包括：

1. 异位妊娠：一旦避孕失败，要警惕异位妊娠风险。如果服药后出现停经或阴道出血少于月经量，需及时做血或尿妊娠试验以排除妊娠，必要时超声检查以排除异位妊娠的可能。

2. 内分泌紊乱：紧急避孕药只能用于无保护性性生活后的临时补救措施，而不能作为常规避孕方法在短期内反复多次使用，尤其是同一周期内不能重复服药。因为左炔诺孕酮是一种高效孕激素制剂，用于紧急避孕时剂量较大，如反复应用大剂量高效孕酮，则可能会带来内分泌紊乱、月经失调、排卵障碍等风险。

3. 疾病史：一片紧急避孕药中的左炔诺孕酮含量是短效避孕药中的5～10倍，高效孕酮对一些原来就有的基础疾病不利。故乳腺癌女性应禁用紧急避孕药，患有高血压、糖尿病、抑郁症的人亦禁用。

4. 高龄：40岁以上的女性随着本身卵巢功能的衰退，体内激素水平波动较大，此紧急避孕药中的高效孕激素可以增加月经紊乱的程度，还可以导致子宫内膜增生（甚至子宫肌瘤）、不规则脱落出血等一系列问题。高龄本身就是宫外孕的一项独立危险因素，故在新版说明书中，年龄超过40岁禁用左炔诺孕酮类紧急避孕药来避孕。

紧急避孕药是一把双刃剑，在肯定其“补救作用”的同时，也要警惕其副作用及不良反应，这样才能最大程度地降低健康风险，为广大女性带来福音。

一种汽车紧急制动系统 篇7

授权公告号:CN205202991U

申请号:2015202655703

专利权人:南宁燎旺车灯有限责任公司

发明人:邓建国;卢军;黎志农;韦春莲;陆佩芬;樊一杭

浅谈界沟煤矿“紧急避险系统” 篇8

(一) 监测监控系统

界沟煤矿现使用的是KJ70N型煤矿安全监控系统。2007年11月投入使用, 系统在地面中心站配备了双回路供电和不小于2h的在线式不间断电源;中心站供电电源及设备具有可靠的接地装置和防雷装置;通讯线路安装了避雷设施, 并可靠接地;主机为双机热备份, 24h不间断运行;当工作主机发生故障时, 备份主机在5min内能投入正常工作;联网主机配备了防火墙、短消息报警平台等网络安全设备。根据《煤矿安全规程》、《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》等要求, 现共安装监控分站20台、甲烷传感器48台、风速传感器7台、一氧化碳传感器16台、烟雾传感器7台、温度传感器14台、负压传感器6台、机电设备开停传感器22台、风门开闭状态传感器11套、声光报警器11台、断电执行器25台、馈电开关传感器25台。地面中心站实行24h值班, 并做到了与矿调度所联合值守。安全监控系统自投入使用以来, 满足装备齐全、运行正常、闭锁可靠、处置及时、上传稳定的要求。

(二) 人员定位系统

界沟煤矿现使用的是KJ128A型矿用人员管理系统。2011年10月投入使用, 系统在地面中心站配备了双回路供电和不小于2h的在线式不间断电源;中心站供电电源及设备具有可靠的接地装置和防雷装置;通讯线路安装了避雷设施, 并可靠接地;主机为双机热备份, 24h不间断运行;当工作主机发生故障时, 备份主机在5min内能投入正常工作;联网主机配备了防火墙等网络安全设备, 终端通过浏览网页实现信息共享, 便于各级管理部门实现远程监管。根据《煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范》等要求, 现共安装检卡系统一套 (含井口检卡仪1台, 多媒体显示器、音箱各1台) 、传输分站11台、读卡分站25台、标识卡1556张, 配备了标识卡搜索仪2台, 以便于对井下携卡人员进行搜寻。矿调度所设置了人员定位系统地面中心站, 并配备显示设备, 执行24小时值班制度。人员定位系统自投入使用以来, 满足系统可靠、设施完善、管理到位、运转有效的要求。

(三) 通信联络系统

界沟煤矿现使用两套通讯设备, 在矿井安全生产中起到重要作用。

1行政交换机。采用ZXJ10型数字程控交换机, 用于办公楼、生产单位及宿舍楼通信, 与铁通公司并网出局。

2生产交换机。采用KTJ-256型数字程控交换机, 主要用于井下各采、掘工作面、矿领导及各科室值班调度。

二、“紧急避险系统”在避难硐室内供电系统、监测及通讯

(一) 供电

矿井供电回路始终处于工作状态, 即使避难硐室不在避险状态, 监控分站、读卡器、传感器等均处于工作状态。矿井事故发生后, 避难人员进入避难硐室, 如果矿井供电回路完好, 直接使用该套供电系统, 供电系统安全性最好。

1供电电源及配电方案。正常动力及照明:避难硐室两路专用AC660V电源线路分别引自邻近变电所660V不同母线段专用馈电回路, 经不同馈电开关给安全监控电源箱、人员定位电源箱及660V/380V变压器配电。避难硐室照明电源引自本硐室外专用照明综合保护装置。

事故照明:当井下事故发生后, 如正常照明电源未损坏, 继续采用AC127V正常照明电源, 如正常照明电源损坏, 将利用硐室内配备的便携式LED矿灯和荧光棒照明。并在硐室两侧密闭门上方配置矿用本质安全型信号灯用于硐室指示。

事故动力:当井下事故发生后, 如正常动力电源至少尚有1路未损坏, 可继续采用来自变电所AC660V正常动力电源, 如正常两路动力电源均遭受破坏, 蓄冰箱的电动——人力两用风机切换到人力驱动模式, 监测监控将采用多参数气体测定器定时对生存室内及避难硐室外气体进行抽样检测。

2设备选择及布置。本矿井为高瓦斯矿井, 所有配电及用电设备均选用具有有效期内煤矿矿用产品安全标志的矿用隔爆、隔爆兼本安或本安产品。在避难硐室外通道上设置低压开关2台、磁力启动器2台;在避难硐室的机电硐室内设防爆电源箱。低压电缆一律选用铜芯, 并符合国家现行标准《煤矿用阻燃电缆执行标准》MT818的规定, 电缆接入硐室前采取穿管防护措施。

3电气设备保护及接地。由变电所引出的馈电线上设短路、过负荷和漏电保护装置 (采用检漏保护或有选择性的漏电保护装置) ;电源箱馈电回路, 设短路、过负荷、单相断线与漏电闭锁保护装置。

避难硐室外设局部接地装置与辅助接地装置, 硐室内所有电气设备的保护接地线和局部接地装置与矿井主接地极连成一个总接地网。任一保护接地点的接地电阻值不超过2Ω。

(二) 监测、通讯、定位与监视

1环境监测。紧急避险设施环境监测装置可用于采集和显示避难硐室内、外灾害气体浓度, 如一氧化碳、二氧化碳、甲烷以及氧气等, 使硐室内避难人员随时掌握和判别灾害环境, 并根据硐室内配套救生设备及时采取自救措施, 最大限度地保证逃生人员的安全。

本矿井设有KJ70N型煤矿安全监控系统, 在避难生存室内设置监测监控分站, 通过传输总线就近接入安全监控系统井下临近分站, 配备独立的内、外环境参数监测传感器及多参数气体测定器, 在突发紧急情况下人员避险时, 能够对过渡室内多种气体及温度, 气瓶室内的氧气、温度进行检测或监测。并在地面调度室监控中心站、生存室监控分站上实现超限报警与显示。当发生险情, 监测监控系统遭受破坏后, 启动避难硐室内多参数气体测定器对避险设施内外的环境参数进行超限报警与控制, 让内部人员掌握外部环境, 以便确定是否选择离开避难硐室逃生。

2通信联络系统。本矿井井下设有有线调度通讯系统, 在避难硐室生存室内设2部带有免提功能的本安型有线电话分机 (为专用线路不得接其他分机) 。避难所设有与矿井调度室直通的电话。实现非灾变期间井上调度室与避难硐室之间的通讯。

3定位。本矿井设有KJ128A型矿用人员管理系统。在避难硐室内、外两侧均设读卡器, 通过总线接入邻近分站, 实现对出入避难硐室人员的实时监测、定位与管理。

摘要：煤矿井下“紧急避险系统”是指在煤矿井下发生紧急情况下, 为遇险人员安全避险提供生命保障的设施、设备、措施组成的有机整体, 为无法及时撤离的遇险人员提供生命保障的密闭空间。

关键词：界沟煤矿,紧急避险系统,监测

参考文献

紧急控制系统 篇9

大停电的巨大经济损失和社会影响使其防御问题日益突出[1]。防御措施包括:在系统故障发生前的规划和运行期间的预防控制、在特定故障发生后根据工况立即启动的紧急控制(EC)、在系统动态违反运行规程后触发的校正控制(CC)、在停电后的恢复控制[2,3,4]。

EC和CC都是没有调度员参与的闭环控制。EC以工况和故障做索引,预先制作决策表;一旦检测到故障立即按图索骥,用前馈控制律执行决策表中相应的切机、切负荷(LS)、故障解列等措施。CC则在检测到系统失步或母线较长地处于低频低压等违反安全规程的动态行为后,按反馈控制律执行高频切机、低频减载(UFLS)、低压减载(UVLS)和失步解列等措施。显然,EC比CC动作早,故控制效果大,但精度差。

研究重点之一是如何以最小的LS量或控制代价来满足各项安全稳定约束[5,6,7,8]。一般忽略模型、参数、工况和故障等方面的随机因素[9,10],按典型工况的确定性仿真和保守原则制定控制策略。其决策不但不经济,还可能带来危险的负效应[11]。在没有不确定性因素和预测误差的理想条件下,只需要EC就可以实现充要的稳定控制。但在实际情况下若没有CC,就必须按最严重的不确定情况来设置EC,这样就会在其他情况下严重过控;若不按最严重情况设置EC,则会在严重故障下欠控而扩大停电范围。因此,EC与CC的协调问题极为重要。但迄今为止,预防控制、EC、CC和恢复控制基本上被孤立地研究和应用,文献[12,13,14] 研究了预防控制与EC的协调,但鲜见关于EC与CC的协调算法。

本文首先讨论了闭环控制的决策要素,包括:系统模型与参数、工况、预想故障集、目标函数、约束条件、控制变量及控制时机。以切机、LS和解列措施为例,深入比较了EC与CC在启动判据、动作时机、控制代价、控制律及控制精度等方面的不同。讨论它们在确定工况及故障下的决策优化,指出考虑不确定性因素和经济因素的必要性,强调应按风险概念协调优化EC和CC,以兼顾安全性与经济性。

1 稳定控制决策问题的形式化

1.1 稳定控制的模型和参数

除代数微分方程外,暂态稳定控制还需要用差分方程和逻辑语句描述设备和系统保护动作事件。所构成的逻辑—差分—微分—代数方程组中具有强时变和本质非线性特性,故必须借助数值积分来求解。

一种模型对某些故障偏保守,但很可能对另一些故障偏冒进,因此所谓 “采用保守的模型和参数”的说法很值得商榷。此外,若不知道精确模型,很难判定“保守”。因此,应尽可能按模型和参数的期望方案进行仿真,而在得到优化决策后,再从保险的观点加以修正。可以用实测轨迹来校核仿真用的数学模型,以减少对其他算例的仿真误差[15]。但其困难包括:①缺乏足够多的实测轨迹;②多组实测轨迹可能分属系统特性大变前后;③高维参数识别存在可行性或多解问题;④实测轨迹所对应的故障参数,如接地阻抗值难以得到。

1.2 预想故障集

选择预想故障时要考虑具体系统的特点,除了高概率故障外还应包含概率不很大但后果严重者,如联络线、主力电厂和直流输电线故障[16] 。但实际处理中往往遇到如何考虑N-2或更严重故障的困惑,多(或少)考虑一个更严重的场景就可能使结果变得非常保守(或冒进)。解决的途径是按风险值将尽量多的候选故障排序,然后按风险可接受水平截取该队列。由于风险反映了经济损失的期望值,因此改变该队列的截断位置并不会剧烈改变控制水平和安全风险。此外,不同的运行方式下可以有不同的故障集。

1.3 目标函数

确定性的优化目标一般为LS量最小[5]或用(经济因子或概率)加权的LS量最小[6,7,8]。文献[17] 则用二次型兼顾控制后各节点电压值与参考值之差、控制代价及电压越限惩罚这3方面的目标。

使系统稳定的最小控制代价与故障发生概率的乘积即为风险代价[10]。通过在目标函数中增加主动控制风险代价项,可代替动态安全约束优化问题中隐函数不等式约束。在EC与CC的协调问题中,必须正确反映故障驱动及轨迹驱动的不同特性。

1.4 约束条件

LS及解列后的系统仍应满足功角稳定,以及频率和电压的安全。文献[13] 评述了处理功角稳定约束的各种方法,包括功角差的固定门限值、能量函数法、人工智能法、扩展等面积准则 (EEAC)。文献[8] 讨论了暂态电压和频率偏移的安全约束。

1.5 控制变量

作为EC及CC的主要措施,正确实施切机可以防止失步,限制高频;LS对功角稳定、频率和电压的安全都有很大作用;解列是消除失步振荡的关键措施[18]。虽然它们都是离散控制,但其中的LS往往先按连续变量参加优化,再将其解离散化。其他措施还有快关、动态电阻制动、直流功率调制、串/并联电容强补、快速启动机组、再同步控制等[19,20]。

1.6 控制时机

EC是故障驱动的前馈控制。从故障确认、决策表匹配到现场执行,其时间滞后很小,故控制的性价比高。但由于其决策表是按典型场景预先准备的,实际场景与之失配就可能引起严重过控或欠控。“在线预决策”可以消除工况不匹配引入的误差,但无法消除模型等不确定因素引起的过控或欠控。CC是轨迹驱动的反馈控制,不安全现象在其执行时刻已经呈现,故性价比要差。要达到EC同样的效果,就需要更多的LS量,甚至不可行。但反馈控制律可以消除过控及欠控问题。

2 故障驱动的切机和轨迹驱动的切机

故障驱动的切机一般是针对功角稳定性,其对象应该是主导映象中的领先群,以减少该映象的等值加速度,并且应该优先切除性价比大的而不是控制代价小的机组。切机策略的整定方法有:数值积分法[21]、人工智能方法[22]、直接法[23]、势能边界面(PEBS)/主导不稳定平衡点(BCU)法[24]、安全域法[7]及EEAC方法[11]等。值得注意的是,切机在减少领先群机械功率的同时也切除了其部分惯量。当后者起主要作用时,可能产生切机负效应。此外,若切机改变了失稳模式,使同一电厂中的其他机组改属新模式的余下群,则继续在该厂切机也会产生控制负效应[25]。

轨迹驱动的切机主要用于应对频率升高的不安全现象,其优化依据故障后系统的频率时间响应曲线和机组特性。如果仿真发现在某故障下,系统频率的正偏移处于临界安全,改变负荷模型很可能会得到不安全的结论。由于仿真误差的不确定性,不采用故障切机可能可以避免不必要的切机,但也可能由于延误必需的切机而增加控制代价。此时应该比较故障切机与轨迹切机的风险控制代价。

3 故障驱动的LS和轨迹驱动的LS

3.1故障驱动的LS及其优化

故障驱动的LS是紧急控制采用的方式,不同故障对应的控制决策均独立设置。改变一个故障驱动的LS决策不会影响对其他故障的决策。为了追求控制效果最大化,故采用前馈控制律,控制量一次到位。功角稳定性对控制的实时性要求非常高,不可能采用轨迹驱动的LS。为了改善正摆稳定性,被减载的负荷必须在余下群机组所在区域。

传统上采用数值积分的定性分析及穷尽式搜索,或将待选的控制措施按代价从小到大分组,依次添加。这往往只能获得搜索路径上的第1个可行解。如果要在优化过程中考虑控制措施对稳定性提高的效果,就必须定义反映稳定程度的指标。文献中提出的这类指标包括:故障后某一特定时刻下发电机的功角差[5]、动态安全域边界面上法线方向的距离[7]、电气距离和供电可靠性的综合指标[26]。文献[27] 将LS决策描述为最优控制问题,采用线性规划逼近非线性规划的方法确定最小的LS量。

如果能够找到可靠的、满足实用要求的稳定裕度指标,就可以精确量化各种措施的控制效果,识别控制负效应,避免陷入局部最优解。EEAC理论提出了高维受扰轨迹摆次稳定性的概念以及评估每摆稳定裕度的量化方法。基于该量化指标,文献[6] 构造了EC优化的数学模型,并以控制措施的性能代价比代替控制措施的代价来引导搜索方向,在全局搜索策略中融入了局部优化,可以快速找到全局(准)最优解。该算法已广泛应用于实际电力工程的系统保护装置中。

充分利用以下多机系统的稳定控制机理有利于加速迭代过程:①所有EC措施对前向摆动和反向摆动的影响相反;②临界簇中的机组对稳定的影响与非临界簇中的相反;③某一个因素在减少临界簇加速功率的同时,也有可能减少其互补簇的加速功率;④当多种措施起作用时,其综合影响由稳定裕度函数决定。

3.2轨迹驱动的LS及其优化

轨迹驱动的LS是校正控制采用的方式,只要母线感受到的频率(或电压)轨迹满足预定的动作条件,就执行相应的UFLS(或UVLS)控制,而不管由何种原因引起。为保证控制精度,故采用反馈控制律,根据目标变量下降的动态,分轮切除适当数量的较次要负荷,直到系统安全为止[28]。

轨迹驱动控制的任务是为了弥补预防控制和EC的不足,并应对各种难以预料的复杂故障。其优化内容包括:装置布点、分轮定值及其配合,也可以在特定场景下选择或闭锁控制地点或改变整定值,优化引入的全局量[2,3,4] 。迄今为止,在此方向上的研究很少。

目前,轨迹驱动的LS的研究主要集中在LS量或LS代价的优化上,各轮次的门槛值和延时则由运行经验确定。文献[29] 根据故障后发电机的频率及其变化率来估计系统的功率缺额,确定UFLS量。文献[8] 在给定各轮次LS最大量的前提下,将每一种控制措施在所有运行方式及预想故障下对频率或电压安全裕度的改善与其经济代价之比的概率加权之和作为该措施的性价比,逐轮优化LS量。

轨迹驱动的LS,其任何决策都与所有故障相关,而不能仅考虑某个特定故障。因此,难以像故障驱动的LS那样,同时对装置布点和分轮设置优化。建议先优化装置布点,再优化分轮设置,必要时也可迭代改进。

1)装置布点的优化

对于频率与电压偏移的可接受性,允许采用实时性较低的轨迹驱动的LS。但需要克服的缺陷包括:UFLS和UVLS的孤立处理、按等值单机单负荷模型整定及按比例分配的方式、基于经验的分轮设置、确定性设计等。文献[30] 按停电期间给用户造成经济损失最小的目标选择LS地点。文献[8] 定义了暂态频率和电压安全裕度指标,并优先切除对所有故障场景的总体控制性价比最大的负荷。

文献[31] 忽略分轮控制的影响,按首轮单位数量LS的全局贡献度来评估不同控制母线的效果,其中计及各种场景及故障的组合。全局贡献度应综合考虑控制母线的可切负荷量、控制性价比和控制代价,以及由于违约被消除所带来的机会收益。

2)分轮设置的优化

UFLS和UVLS按照逐轮降低的动作值分轮,当受扰轨迹连续低于某轮动作值的时间超过定值后,执行该轮LS。各轮门槛值与延时的设置要保证其选择性[32]。文献[33] 在传统的基本轮加特殊轮的方式中,引入紧急轮,充分利用系统旋转备用,以减少每轮过切的负荷量。过切会导致系统频率回升过多和局部过电压等问题,文献[34] 提出必要时通过快速恢复部分负荷和直流功率调制等方法解决。

目前,UFLS的整定方法有传统法、半自适应方法和自适应方法3种[35],但均难以满足现代电力系统的要求[36]。其中应计及负荷的电压与频率特性[37,38],负荷特性会影响实际的LS量,甚至造成控制负效应[39]。全局贡献度的概念也被用来优化分轮的设置,但此时不应再针对控制母线的整体,而应该细化到控制的各轮次。

4 故障解列和失步解列

4.12种解列方式

解列是指在适当的断面和时间将系统分为非同步运行的若干部分,是消除系统振荡和避免停电范围扩大的重要措施[40]。中国电力行业标准规定:运行中的电力系统必须在适当地点设置解列点,并装设自动解列装置[41]。故障解列由预先指定的故障驱动,属于预测型措施;失步解列则在检测到失步现象后(2个～3个滑步周期内)才动作,属于反馈型措施。若系统在某故障下肯定要失步或发生严重低频振荡,则应该采用故障解列,以尽早消除振荡冲击。但在产生恶果的可能性不大时,则依靠失步解列来替代故障解列往往可减少不必要的解列风险。

介于两者之间,文献[42] 根据故障后联络线两侧母线电压的相角差的轨迹外推来预测失步可能性并决策。由于电力系统强烈的时变性,这类方法难以满足工程可靠性要求。

一个好的解列方案不仅要能够保证解列后各孤立子系统的同步稳定性,而且要尽可能减少其有功和无功功率的不平衡,使解列后各孤立系统满足安全稳定约束所支付的控制代价最小。

4.2 故障解列及其优化

故障解列的启动判据是特定工况和故障的组合,由事先的仿真确定,并储存在决策表中备查。当实时匹配成功后立即执行解列,此时振荡功角往往尚未摆得很大。由于振荡能量积累得不多,故后续处理容易。但由于仿真依据的典型工况、模型参数和故障场景与实际情况未必相同,故障解列可能会导致不必要的解列控制和经济损失。

4.3 轨迹解列及其优化

失步解列需要准确判断系统是否已经处于失步状态,故其后续控制的代价必然较大。最直观的判据是失步中心两侧(或两部分)的相角差。除了利用相量测量单元(PMU)技术监视相角差的变化以外[43],失步解列还可以采用间接反映功角轨迹的判据,例如电流变化或基于补偿原理的判据,以及基于视在阻抗、ucos φ 、视在阻抗角等轨迹的判据[44,45,46,47]。

通常认为在振荡中心解列有利于解列后各孤立系统的同步稳定性。除了按电压最低点来寻找振荡中心外,还可根据在一个振荡周期内联络线两端无功功率的积分值或线路两侧的无功流向判断[48]。

应尽量使解列点接近交换功率最小处,以减少解列后各孤立系统内的功率不平衡,从而减小后续控制措施的风险。此外还要适当考虑操作的方便性,减小支路开断数。系统中的解列点常设于:①电力系统间的联络线;②地区终端系统与主系统联络的适当地点;③规定事故时专带厂用电的机组;④未解环的高低压环网[49]。在多模式振荡时,可先按同调分群或功率平衡,解列为单模式振荡,再进一步解列或再同步[18]。

多个解列点之间应互相配合,以保证系统可靠解列,并避免不必要的线路开断[50]。文献[51] 利用PMU采集的实时信息来捕捉振荡中心,跟踪振荡中心转移,正确解开振荡中心所在断面。

5EC与CC的协调

5.1 协调的重要性与机理

EC和CC都可以采用LS(或切机,或解列)作为控制措施,但由于执行时机和控制规律上的不同,效果自然也就不同。传统的做法是按故障类型和故障数目将扰动分为较低、中等、严重3类,分别由预防控制、EC和CC应对,而对它们的研究也一直被割裂。但是,同样类型的故障在不同的系统中,或同一系统的不同母线上,甚至同一母线在不同运行方式下的后果都可能截然不同。

EC属于预测型控制,在故障的不安全后果尚未充分表现的10 ms 内,针对具体故障完成对控制地点、措施种类及控制量的决策。其控制时机早,效果好,但控制精度难以保证。按照对控制措施评估和选择的时机可将其分为3类。其中,“实时计算、实时控制”方式并不可行;“离线预算、实时匹配”方式的控制精度太差;“在线预算、实时匹配”方式是较好的发展方向。

当前普遍采用的“离线预算、实时匹配”方式的决策表是在离线环境下按典型工况计算的。凡列入工况特征的那些参数,虽然可通过若干不同的离散值来改变仿真场景,而设置不同的预决策,但为了保证被归入该档参数值的实际工况都能稳定,必然非常保守。这不但不经济,还可能引入危险的负效应。

更为危险的是受到维数灾的约束,绝大多数参数无法作为工况特征而被分档,只能以统一的数值参与仿真,而不能反映其影响。然而这些未列入工况特征的参数完全可能在特定条件下显著改变系统稳定性。因此,“离线预算、实时匹配”方式并非总是保守,而很可能偶露狰狞。

CC属于反馈型控制,依据系统出现的不安全现象投入对应的控制措施,故控制时机晚,控制代价大,但控制精度高。CC有助于避免系统在预先未考虑的严重故障下崩溃,此外还可以按较小的保守性来设置EC,以减小大多数故障下的控制代价,而通过反馈控制来解决小概率的EC欠控或拒动问题。EC可以减小CC的强度,而CC则可以减轻EC的保守性,两者之间存在很强的互补性。

EC和CC的措施大多为离散变量,但其中LS的控制量需要先按连续化变量参加优化。它们的协调是数学上的混合规划问题,其约束条件涉及高维的时变非线性微分—代数方程组,包括功角的同步和振荡稳定性,以及频率和电压的安全性。其中,还需要考虑不确定的工况和场景。

因此,EC与CC的协调应该建立在风险概念的基础上。如果系统在某故障下既不能肯定一定需要切机,也不能肯定一定不需要切机时,应该比较采用轨迹驱动的切机来代替故障驱动的切机时的正、反两面效应。这包括由于避免不必要的切机而减少控制代价期望的正面效应,以及由于延误必需的切机而增加控制代价期望的反面效应。

5.2 面临的困难及研究现状

EC与CC的协调优化属于时变系统动态规划问题。首先,作为安全约束条件的稳定裕度函数具有非常复杂的非凸性,必须寻找能够揭示稳定机理且满足实用要求的稳定裕度指标,才能有效地比较各种控制措施的效果。其次,高维的决策空间中各措施之间具有非常强烈的非线性交互影响,而实际电网中涉及的控制变量又非常多,这使协调问题极其复杂。

文献[27] 提出了紧急控制和校正控制中的LS协调问题;文献[1] 指出俄罗斯的大停电防御体系需要引入不同防线间的纵向协调和地理区域间的横向协调;文献[52] 基于稳定性的概率分析,指出交直流系统暂态稳定控制的多种措施之间协调的必要性。但现有文献中未见具体的协调策略及算法。

5.3 解耦优化—迭代协调

分解—聚合是解决大系统优化问题的有效方法。为此,先分别优化EC和CC子问题,期间将另一个子问题作为场景,然后在迭代中及时修正外部场景,直到总风险代价不再明显减少为止。

电力系统解列成2个或多个异步运行的部分后,往往还需要在发电功率过多(或短缺)的区域施加切机(或LS)措施。为此,将计及各种随机性的控制代价之和作为目标函数,优化解列方案。如果某个故障在归类于某典型方式的大多数情况下都会导致失步,一般采用故障解列更经济;如果只在极少数情况下失步,则采用失步解列较好。优化的任务就是针对每种典型故障,在2种解列方式中选择风险较小者。

可以采用“在线预算、实时匹配”的方法提高故障解列的自适应性。由控制中心站、就地解列主站、解列装置组成自适应失步解列系统,就地解列主站按照断面功率或者风险代价寻找最优的解列割集,并跟随工况变化刷新解列策略。在振荡中心发生转移时,控制中心负责检测振荡中心位置,并向位于振荡中心断面的就地解列主站发出执行命令。

协调2类LS措施,以总的风险代价最小来保证系统在不同工况、故障及其他不确定性因素下的稳定性。在各种不确定因素最不利的组合下,系统安全性不再完全依靠故障驱动的LS来保证,而是与轨迹驱动的LS协同完成。这可以大大减小故障驱动的LS在其他场景下的过控制风险。但如果故障驱动的LS量(PFDLS)太小,使太多的故障都要靠轨迹驱动的LS量(PTDLS ,是PFDLS的函数)来维持稳定,则由于后者的性价比要差得多,故总的风险代价RLS又会增加。当∂RLS/∂PFDLS=∂RLS/∂PTDLS时,总控制风险代价最小。

6 结语

目前,EC和CC都按确定工况、模型、参数及故障场景分别设置。若用EC来保证系统在不确定因素最不利的组合下的稳定性,则在绝大多数情况下将严重过控。但如果过分依赖CC,又会不必要地耽误控制时机而增大LS量,甚至失控。EC与CC在物理特性及经济特性上的互补性为它们的协调提供了空间,而风险管理概念的引入则解决了如何考虑N-2及更严重故障的问题。

紧密关联且经济特性不同的各道防线之间的协调对提高电力系统运行可靠性和经济性的意义重大。预防控制与EC的协调已在有关文献中讨论过,本文及后续文章开始涉及EC与CC的协调。它们离真正的工程实用还都有一定距离,但坚信这个时间—空间—物理综合优化问题是稳定分析控制领域中的长期发展方向之一。

紧急控制系统 篇10

电力系统的过负荷(也称作过载)分为正常过负荷和事故过负荷两种。正常过负荷一般利用设备的短时过负荷能力，在设备允许的时间范围内通过调整运行方式来消除过载；事故过负荷时，通过控制措施限制或消除设备过负荷，由安全稳定控制装置(简称稳控装置)实施切机、切负荷、提升或回降直流功率等控制措施来限制设备过负荷[1]。

大电网间多回联络线中的一回或多回故障被继电保护装置切除、若剩余运行联络线事故过负荷而被距离III段误切除，再次加剧潮流转移，导致更多的线路过负荷和被切除，连锁反应的后果就是导致大范围的停电事故，国内外近十年内数次大停电事故，或多或少与过负荷时后备保护先于自动装置动作有关[2]；在国外的一些大停电事故中，保护装置在事故过负荷时误切除线路甚至是导致大停电事故的直接原因。目前，防止后备保护误动作的研究很多，主要集中在两个方面：(1)从基于就地量测信息的继电保护原理入手，寻找防止距离Ⅲ段在过负荷情况下误动的方法[2,3];(2)基于广域量测信息，研究、开发广域(后备)保护，利用电网多源量测信息实现故障元件的快速识别与隔离，克服传统后备保护在大范围潮流转移时易误动的缺陷，探索从“三道防线”协调的角度统筹考虑问题的方向[4,5,6]。目前，线路距离保护已具有防止事故过负荷时误动行之有效的方法；广域保护的概念和框架则较为宽泛，目前仍以理论研究为主，鲜有实际的工程应用，而稳控装置(系统)可以被理解为广域保护的一种或者组成部分，由于具有便于广域布点、利于策略协调等优点，在系统中得到了较为广泛的应用。

潮流转移引起事故过负荷时，后备保护应该快速闭锁，而由稳控装置采取相应的紧急控制措施消除线路或变压器等元件的过负荷。关于事故过负荷的紧急控制方法以及防止紧急控制措施失当引发连锁故障等方面均有论述[7,8,9]，但都是介绍的算法和算例，未给出工程实现方法和系统控制效果。若在装置上实现这些算法，需要基于广域量测信息，受设备投资与维护成本所限，电网中用于实现过负荷控制的稳控装置在实用化时，一般基于本地量测信息，单站配置；当确需广域量测信息时，采用主站-子站(执行站)式结构，主站与分区内子站(执行站)交互有限和必要的相关信息，实现控制策略协调，进而实现过负荷控制及辅助决策。

一般认为，在稳控装置上应用的过负荷判据是最简单和可靠的，但结合多年的系统运行经验，笔者认为该判据仍然有值得探讨、研究和改进的空间，无论是动作判据本身还是防误判据。从保证系统安全稳定运行角度出发，研究并理清稳控装置的过负荷判据，寻找恰当的防误判据是必要的，这与防止后备保护在事故过负荷时误动作同样重要，二者对于互联大电网的安全稳定运行均具有极为重要的意义。

探讨稳控装置的过负荷判据和动作行为时，理清第一道防线的继电保护装置和第二道防线的稳控装置在过负荷判据和动作行为方面的异同是必要的，继电保护的过负荷判据和理念于稳控装置有可借鉴之处。

由于用于解决110 kV及以下电压等级的输电线路事故过负荷的稳控装置应用相对较少，本文主要讨论220 kV及以上电压等级的输电线路或变压器的过负荷判据。

1 继电保护和稳控装置过负荷判据的区别

继电保护装置和稳控装置对于过负荷的识别有本质区别，无论是过负荷判据还是判出元件过负荷之后的控制措施和对象都不一样。

1.1 继电保护装置的过负荷判据

线路保护、变压器保护的过负荷一般按相电流判别，当监测到任意相电流大于“相电流过负荷定值”、且持续时间大于“相电流过负荷时间”，即判为过负荷，逻辑如图1所示。

1.2 稳控装置的过负荷判据

表征输电线路载流能力的本质是最大允许载流温度和对地安全净距，而非载流量[10]，文献[11]给出了输电线路载流能力的实用计算方法；文献[12]则从调度运行角度给出了一种实用的电网断面热稳定极限的快速评估方法。由于相对于载流量的瞬变，温度和弧垂根据环境气象条件等因素的变化过程更为缓慢，工程上以载流量作为过负荷的判断对象，即不充分利用热稳定约束与载流量不同步的这段时间。虽然手段和措施趋向保守，但这对设备的安全运行具有重要意义。

稳控装置的过负荷一般设计为至少两相电流大于“过载动作电流”、且持续时间大于“过载动作时间”，判为过负荷。一些过负荷判据还增加有功功率条件，即必须同时满足电流和有功功率大于“过载动作电流/功率”、且持续时间大于“过载动作时间”，才判为过负荷。以电流作为主判断量的过负荷判断逻辑框图如图2所示。

1.3 继电保护装置的过负荷动作行为

线路保护判出线路过负荷后，发告警信号提醒检查系统负荷，一般不会跳闸。变压器保护判出高压侧过负荷，启动风冷和闭锁有载调压；中低压侧判出过负荷，则告警提醒。

1.4 稳控装置的过负荷动作行为

稳控装置判断元件过负荷是系统热稳定控制的需要，在判出元件过负荷后，需要采取切机或切负荷等控制措施，以限制或消除元件过负荷。

2 过负荷时动作选择性分析

两个电网通过多回交流线路互联，在系统发生故障、保护装置切除一回线或多回线的情况下，被切除线路的负荷会转移到剩余的运行联络线上，形成事故过负荷，此时，稳控装置动作，通过切除一定数量的机组或负荷，达到消除剩余联络线过负荷目的。在此期间，不允许继电保护装置动作，因为继电保护动作切除过负荷线路会再次加剧负荷转移，导致更多的线路过负荷，连锁反应的后果就是导致大范围的停电事故。

事故过负荷一般会对距离继电器产生不良影响，距离III段继电器在一些情况下会误动作。目前，通过增加限制条件，在防止距离III段误动方面已经取得了良好的效果。

那么，基于作为线路后备保护的距离III段继电器在事故过负荷时可能误动的事实，作为变压器后备保护的过流保护在事故过负荷时是否也存在误动作的可能性又该如何防止其误动作呢？

按照文献[13]的要求，变压器应具备短期急救负荷运行的能力。比如，并列运行的两台变压器，如果正常运行时负载率都比较大，当其中一台因故障停运时，负荷将全部转移到另外一台，可能会造成运行的变压器过负荷。此时，作为变压器总后备的过流保护不应动作，所以过流保护一般应经复合电压闭锁(复合电压指相间电压低或负序电压高)。简而言之，变压器的过流保护应在短路故障时动作，稳控装置的过负荷保护应在事故过负荷期间动作。

3 稳控装置的过负荷防误判据

一般来讲，一个准确可靠的判据要从系统和设计两个方面考虑防误。系统防误是指：当故障发生时，能够准确的识别出故障；而当其他扰动发生时，通过采取合理的防误手段，不致误判。设计防误是指：在实现判据的编程环节，针对可预见的导致误判的可能性，人为增加防误手段，防止故障事故未发生而装置误判。

3.1 过负荷判据的系统防误

稳定控制用的过负荷判据，基于发生事故过负荷时的热稳定控制需要，由于事故过负荷由潮流转移引起，表现为三相都过负荷，过负荷判据应设计为三相或者至少两相过负荷，当发生短路故障时，应该能够可靠闭锁。

非对称性故障发生时，电压或电流会有较大的负序或零序分量出现，通过零、负序分量过大闭锁过负荷判据；对称性故障发生时，电流较大、可能会满足“过载动作电流”定值，但一般伴随着电压下降，通过低压闭锁过负荷判据。从而，过负荷的系统防误判据设计为：系统电压和电流的零、负序分量正常并且电压幅值在合理范围之内，才开放过负荷判断。增加系统防误判据后的过负荷判据逻辑框图如图3所示。

3.2 过负荷判据的设计防误

如前所述，过负荷判据基于过量动作原理，即装置采样值大于动作定值、并且持续的计时时间大于时间定值即动作。可以想象，如果在软件运行中出现定值不正常甚至变零的情况，装置可能误动作。

基于此，在设计判据时就要考虑时间(动作)定值浮空、变零等不稳定状态(类似情况一般发生在擦写Flash定值芯片或者程序初始化期间)时，过负荷判据的防误。

下面从逻辑判断使用定值和定值存储(读取)两个方面来说明设计防误方法。当然，在具体应用时包含但不限于这两种防误方法。

3.2.1 逻辑使用定值时的防误

目前，电网内线路或变压器的过负荷定值整定一般有反时限和定时间级差两种方法。两个典型电网(电网1：反时限；电网2：定时间级差)的线路过负荷定值整定方法如表1、表2所示。

可见，电网1的过负荷动作定值按轮次递增，而电网2的过负荷动作定值各轮相同。下面以过载第1轮动作判据为例，说明逻辑使用定值时的防误方法。如前所述，过载第1轮的动作判据为

同时满足式(1)、(2)，并且已经满足过载启动条件，则判为过载第1轮动作。

在设计判据时，为防止Idz1突变为0，可将过载第1轮动作判据设计为

同时满足式(3)～(6)，并且已经满足过载启动条件，才判为过载第1轮动作。其中，式(3)、(5)为原判据，增加式(4)、(6)防误。式(4)中N可取为5，躲过电网1反时限整定方法的最末一轮的动作定值即可，式(6)中Tratio为装置计时分辨率，一般可取为0.1 s。

增加式(4)的理由是：若定值Idz1突变为0，即使满足式(3)、但不会满足式(4)，采样值不可能大于等于零的同时又小于零。从而保证极端情况定值变零时装置的可靠性。

当然，装置应该具备监视定值异常的功能：对于过载各轮动作定值，若运行中检测到其明显小于热稳定极限值时，应告警并发出异常提醒信号。

3.2.2 定值存储(读取)的防误

所谓定值存储(读取)的防误是指：整定定值存储在Flash的同时转存一份到RAM中，随存的还有计算得出的CRC校验码。程序运行时定期比较两个CRC码，若CRC一致，从RAM中读取、使用定值；若CRC不一致，告警并闭锁装置。这种方法避免了直接读取、使用未经校验定值的情况。

由此可见，电力系统中采用过量动作原理的判据，如过频切机和过频解列、过压解列等，在设计和开发判据时，都应该具备或者增加与3.2.1和3.2.2相当的防误性能的设计防误手段。

4 系统过负荷的协调控制

不同于单一元件保护的继电保护装置，作为“系统保护”的稳控装置(系统)，其采集、掌握的信息(包括多元件的电气量、系统的运行方式等)比继电保护装置更多、更全面。那么，在实施热稳定控制时，就有条件相对系统地制定控制策略，以实现多元件之间的协调控制。

控制策略往往需要根据具体的接线和运行方式制定，不一而足，应在具体工程中灵活设计。仅以从网架结构上形成串联关系的两回线为例(比如一个半开关接线在特定运行方式下的同串内线路)由于线型及过负荷承受能力一般一致，为防止事故过负荷发生时，两回线同时判出过负荷动作，造成负荷/机组过切。具体实施控制时，当判断出其中一回线过载某1轮动作、实施热稳定控制措施的同时，闭锁另一回线的该轮过载判断T秒。当然，此方法以过载轮次延时定值级差大于T秒为前提。

5 结语

紧急逃生我能行 篇11

细心周到才管用

三（6）班的陈紫函画的路线图可详细了，不但把家内部的路线画了出来，连家周围的环境也画了进去。爸爸妈妈特意把陈紫函的卧室安排在靠近门口的房间，就为了一旦出现意外，她可以快速逃生。陈紫函经过对周围环境的仔细勘查，发现了一条通到楼下小广场的近道，于是在路线图上标了出来，连往哪个方向跑有人工湖都画出来了。她说知道了湖的位置，哪怕是有大火发生也不怕了，真是细心周到啊！

舍命不舍财 害死聪明人

五（5）班的刘阳子画的路线图还真与众不同，人家还在旁边配了四格漫画。这是为什么呢？原来，他在电视上看到发生火灾时，有的人不赶紧逃生，还惦记着存折、首饰什么的，真是糊涂到家了。所以为了提醒家里人别舍命不舍财。他特意在路线图旁边配上了漫画，给大家警示。

帮助他人有爱心

六（3）班黄莎莎绘制的路线图上，居然还有手拉手的标志，这是怎么回事？黄莎莎说：“真发生了灾难，我不能光顾着自己家人，得想办法通知邻居们，大家一起逃离灾难。”真是个有爱心的好孩子。

出门看图成习惯

这家庭逃生路线图是好处多多，如果大家平时跟家长购物，或者入住宾馆时，要不要看那里的安全示意图呢？

请游戏来帮忙

□ 李忠东

日本被称为“常震之国”，据统计，这里每年发生大小地震数千次，地震引发的火灾也时常发生。所以，在日本的小学里有一项特殊的课程——消防课。消防课能教会小学生在遇到火灾时如何逃生，告诉他们在灾难中最重要的是呼喊报警，在自己逃生时帮助别人，但千万不要为逞英雄而去参与救火，这样的消防课上起来有意思吗？当然了，因为这里的消防课生动活泼，不信？那赶紧跟我一起去体验一下吧。

大喊大叫也是上课

消防课上，老师摆放出一个测量噪声的分贝仪，让同学们轮流在仪器前高喊：“着火啦！救命啊！”看谁的喊声最洪亮，分贝值最高。

如此写生，乐趣无穷

日本的消防队一般都对外开放，每周有接待日。学校会每个学期组织学生到消防队参观救火表现，请消防队员们讲授防灾和自救常识。消防队里最好玩的活动就是绘画比赛，同学们可以画出自己心中的消防队。优胜者不仅有奖励，还会请家长来参观画展呢。

亲身体验，印象深刻

消防队的防烟体验车也是同学们的教师。在模拟火场中，大家用湿毛巾捂住口鼻，进入防烟体验车这个浓烟密布的空间，然后采取低位姿势匍匐前进逃生。同学们身临其境地体验火场逃生自救的全过程，当然记得牢啦！

小标志有大用处

在日本，小学生们都知道，贴在一栋栋高楼窗户上竖排的“红三角”，是专门为消防队员准备的。由于日本建筑物十分密集，加上街道又很狭窄，这为防火灭火工作增加了很大难度。如果有楼群失火，贴有“红三角”標志的窗户便成为消防队员进入楼层的地方，因为这些窗户都是活动的。破窗而入十分方便，一旦发现火情，孩子和大人们也会选择贴有“红三角”的窗户作为逃生之“门”。因为从这个地方逃生，能够最先遇到消防队员，获救的把握最大。

在小学门口，常常能见到指定避难场所的指示牌，上面会用日文和英文写明用途和联络电话。一般来说，日本各地都把学校作为发生自然灾害时的避难所。避难所可不是随便找的，而是各地根据防灾会议所指定的计划设置的，并且由红十字会管理，平时储备有一定的防灾物品，以备急需。

攀绳跨越

紧急停车系统易被忽视的细节 篇12

紧急停车系统 (Emergency Shut Down System) 简称ESD系统, 是一种适用于工业过程的安全控制系统, 它是工业装置控制系统中重要的组成部分。众所周知, 任何一套工业装置的实际操作过程中, 往往可能出现不同的操作条件。有些是正常的, 有些是异常的。异常的工业操作条件可能造成设备不能正常运行, 产品质量得不到保证, 甚至会造成设备的损坏, 乃至装置产生爆炸, 造成人员伤亡。ESD系统则是通过逻辑操作, 使装置在异常条件下达到安全工艺条件, 或者在危险和紧急状态下, 使装置安全停车, 以确保人员不受伤害, 保护设备以及最小程度地损失产品。因此, 要求ESD系统必须设计成高可靠和实用的安全系统。

目前, 由继电器元件组合而成的控制电气系统已经逐渐被工业型的PLC系统所代替。但是在实际的工作中, 一些基本的PLC外围主令信号单元, 如急停按钮或安全拉绳装置等。如果应用不当, 则容易造成新的安全隐患。

2 问题分析及解决对策

常常被忽视的应用隐患如下:

1紧急停机按钮一般装在设备操作区或安全出口附近, 人员易于操作的地方。此按钮和控制柜之间用电缆连接。如果使用该按钮的常开触点, 当发生接触不良或线路断裂时, 紧急停车系统将失去作用。建议使用常闭触点。

2按钮复位后, 装置会自动启动, 造成意想不到的风险。原因是缺少故障确认和复位连锁。

3故障指示灯缺少测试回路。在正常运行状态下不能测试判断指示回路是否完好。

4继电器线圈正常工作时, 触头应该处在吸合还是断开状态。使用常闭或常开辅助触头应结合设备或系统的要求来定。

目前在某一外资企业的生产车间内, 正在应用的一个成熟案例。它的所有相关电气元件均采用国产品牌正泰。根据现场使用情况, 足以满足ESD系统的要求。

如下图1, 提取部分回路。利用传统的继电器回路说明以上问题, 供大家参考。

3 ESD系统应遵循的原则

ESD系统原则上应独立于其他工艺控制的PLC, DCS等系统, 具备故障安全型和冗余特性。实现的中间环节越少越优越[1]。

4 PLC系统相关问题的解决对策

关于使用安全PLC实现ESD紧急停车的系统, 应用时为了避免对上述问题界定不清, 首先应对生产工艺进行风险评估和危险等级的确认。生产过程的风险评估和安全等级的确认是一项非常重要的工作, 国内目前未出台相应的标准。国外有定性和定量两种评估方法。定性评估法有风险矩阵法, 风险图法, 后果法以及HAZOP分析法。目前, 越来越多的工程师采用HAZOP工艺危险分析法。依据HAZOP分析的要求生成SAFETY MATRIX安全矩阵。然后在安全矩阵内定义ESD连锁实现的相应控制功能。请参考表1, 安全矩阵表;

HIMA的GUARD PLC具有SIL3的安全认证, 能够满足紧急停车系统的可靠性要求。如下是在SAFETY MARXI安全矩阵的基础上生成的安全连锁逻辑图。供参考。

5 结束语

确保紧急停车系统的可靠性是非常重要的, 不要因为一些小的细节而使整个系统瘫痪。在实际应用中, 我们应该注意类似这些看似很小但是非常重要的细节。

参考文献