發(fā)電廠電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)淺析

摘 要:本文主要分析了發(fā)電廠電氣系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的現(xiàn)狀及其綜合自動(dòng)化技術(shù)的可行性，并進(jìn)一步的介紹了電氣系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)方式，與此同時(shí)還提出了將微機(jī)綜合自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于發(fā)電廠電氣系統(tǒng)的新思路。最后筆者結(jié)合現(xiàn)階段的發(fā)展?fàn)顩r，針對(duì)發(fā)電廠電氣自動(dòng)化的改造談了幾點(diǎn)自己的看法。

關(guān)鍵詞:發(fā)電廠 電氣系統(tǒng) 綜合自動(dòng)化

中圖分類(lèi)號(hào):TM62文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)02(c)-0066-01

伴隨著科技的進(jìn)步，電氣自動(dòng)化技術(shù)在發(fā)電廠廠用電氣系統(tǒng)中的綜合應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛，集監(jiān)控、測(cè)量、繼電保護(hù)、通訊、安全自動(dòng)裝置等位一體的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)也越來(lái)越成熟。大多數(shù)110kV以下的變電站都實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化，無(wú)需人員作業(yè)；220kV以上的變電站其電氣系統(tǒng)的自動(dòng)化水平也越來(lái)越高，作業(yè)人員大幅減少。由于發(fā)電廠的電氣系統(tǒng)自動(dòng)化有其特殊性，目前微機(jī)綜合自動(dòng)化技術(shù)還未能得以應(yīng)用，因此，電氣系統(tǒng)的保護(hù)及安全自動(dòng)裝置等都尚且處在一種相對(duì)獨(dú)立的運(yùn)行狀態(tài)。由此可見(jiàn)，對(duì)發(fā)電廠電氣系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化進(jìn)行改造已成為一種必然，這也是保證發(fā)電廠安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。

1 發(fā)電廠電氣系統(tǒng)自動(dòng)化的現(xiàn)狀

目前，大部分發(fā)電廠均采用了DCS系統(tǒng)，完成了基本的運(yùn)行、控制等功能，但對(duì)電氣系統(tǒng)的應(yīng)用尚且較少。通常狀態(tài)下，發(fā)電廠廠用電氣系統(tǒng)的保護(hù)及安全自動(dòng)裝置基本獨(dú)立運(yùn)行，與DCS系統(tǒng)進(jìn)行有效的控制與信號(hào)交換，其電氣運(yùn)行設(shè)備的測(cè)量、保護(hù)動(dòng)作、事故追蹤等信息都無(wú)法在DCS系統(tǒng)中得以反映。DCS系統(tǒng)只能反映電廠電氣系統(tǒng)的一次畫(huà)面，顯示其相關(guān)電氣設(shè)備的基本電氣量，如有功、無(wú)功、電壓、電流等，只能實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)控制、勵(lì)磁調(diào)整等簡(jiǎn)單的操作。由于發(fā)電廠中DCS的應(yīng)用非常廣泛，因此在電氣系統(tǒng)中接入DCS系統(tǒng)的可行性毋容置疑。一般情況下，采用硬接式，其接入量通常為DI、DO及模擬量三種。這種連接方式的主要缺點(diǎn)是:抗干擾性弱，且投資隨接入量的增加而增加，工程造價(jià)高，信息監(jiān)測(cè)不完善，無(wú)法實(shí)現(xiàn)全面的電氣綜合自動(dòng)化管理。另外，微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)所采用分散分布式技術(shù)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單靈活、安全可靠、維護(hù)簡(jiǎn)便、節(jié)約電纜，這種模式在發(fā)電廠電氣系統(tǒng)中的應(yīng)用是非常必要的。

2 電氣綜合自動(dòng)化技術(shù)的可行性

電氣自動(dòng)化技術(shù)在功能上已日趨完善，在變電領(lǐng)域已得到了廣泛的應(yīng)用與發(fā)展，因此，分散分布式的電氣綜合自動(dòng)化技術(shù)也可以在發(fā)電廠電氣系統(tǒng)中加以應(yīng)用。目前，微機(jī)設(shè)備已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的依靠電磁、晶體管、集成電路等所構(gòu)成的電氣保護(hù)及安全裝置，實(shí)現(xiàn)了發(fā)電廠電氣自動(dòng)化水平的提升。

電氣自動(dòng)化技術(shù)在功能上已日趨完善，在變電領(lǐng)域已得到了廣泛的應(yīng)用與發(fā)展，因此，分散分布式的電氣綜合自動(dòng)化技術(shù)也可以在發(fā)電廠電氣系統(tǒng)中加以應(yīng)用。目前，微機(jī)設(shè)備已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的依靠電磁、晶體管、集成電路等所構(gòu)成的電氣保護(hù)及安全裝置，實(shí)現(xiàn)了發(fā)電廠電氣自動(dòng)化水平的提升。微機(jī)綜合自動(dòng)化電氣系統(tǒng)的保護(hù)與自動(dòng)裝置有:發(fā)電機(jī)保護(hù)，變壓器綜合保護(hù)，高廠變、高備變保護(hù)，電源分支保護(hù)，母線分段保護(hù)，饋線保護(hù)，勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)節(jié)，電源瞬時(shí)切換等裝置。這些裝置的內(nèi)部均具有處理器、數(shù)字與信號(hào)轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器等，可以將模擬量、信號(hào)的輸入與輸出等利用軟件進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)量、判斷、邏輯、執(zhí)行、記憶、輸出。從而達(dá)到保護(hù)與自動(dòng)的目的，并通過(guò)通信接口實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線與上位機(jī)系統(tǒng)間的信息交換。

3 電氣系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線和電氣保護(hù)自動(dòng)裝置的綜合形成電廠的電氣監(jiān)控系統(tǒng)，并與DCS的有效結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠的電氣綜合自動(dòng)化。其中，DCS系統(tǒng)是電廠中自動(dòng)化系統(tǒng)的核心。在電廠電氣綜合自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)過(guò)程中要解決以下兩方面的問(wèn)題。

3.1 注意現(xiàn)場(chǎng)總線的標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)總線，由于保護(hù)和自動(dòng)裝置的生產(chǎn)廠家不同，其標(biāo)準(zhǔn)可能不同，不能簡(jiǎn)單地相連接。可行的辦法是:將廠用電氣系統(tǒng)的所有裝置按照同一總線標(biāo)準(zhǔn)分為子系統(tǒng)，每一子系統(tǒng)里的設(shè)備及裝置與同一種總線標(biāo)準(zhǔn)適合。再將這幾部分的子系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)和電氣工作站相連，并由監(jiān)控系統(tǒng)完成總線連接及信息傳送等。

3.2 電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建

整個(gè)系統(tǒng)分為三層，由里到外依次是測(cè)控保護(hù)層、通信管理層、后臺(tái)機(jī)系統(tǒng)，各層間相互聯(lián)系，履行各自的功能。對(duì)于測(cè)控保護(hù)層，其功能是測(cè)量與控制保護(hù)，由各種保護(hù)和自動(dòng)裝置構(gòu)成。利用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)能很好的解決該層裝置多且分散的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)分散控制；對(duì)于通信管理層，該層行使傳遞和反饋信息的功能，它將DCS對(duì)上一層的控制命令送往各個(gè)相關(guān)的裝置，并將各裝置上的信息反饋到DCS系統(tǒng)。根據(jù)通信管理層與上位機(jī)系統(tǒng)的連接方式、現(xiàn)場(chǎng)總線方式、測(cè)控保護(hù)裝置的數(shù)量等，可有不同的配置；對(duì)于后臺(tái)機(jī)系統(tǒng)，其主要由DCS系統(tǒng)和電氣工作站組成。DCS系統(tǒng)不僅可依靠DO、DI控制各類(lèi)電氣設(shè)備，還可以通過(guò)信息管理層獲得所需的諸如開(kāi)關(guān)狀態(tài)等其他信息，并將這些信息傳送至工作站。DCS的控制層可實(shí)現(xiàn)DCS與通信管理層的連接。而電氣工作站，主要就是接收來(lái)自通信管理裝置上傳的所有信息，進(jìn)行相應(yīng)的分析處理，并完成畫(huà)面的反映及相關(guān)電氣量的顯示，實(shí)現(xiàn)廠用電系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控功能。

4 對(duì)發(fā)電廠電氣自動(dòng)化改造的幾點(diǎn)意見(jiàn)

第一，事先要規(guī)劃好發(fā)電廠電氣自動(dòng)化的改造，把握科學(xué)、合理、節(jié)約的原則，提前準(zhǔn)備好需要改造和更新的設(shè)備，同時(shí)，要綜合考慮諸如繼電保護(hù)裝置、斷路器、五防系統(tǒng)等設(shè)備在型號(hào)、盤(pán)位布置、預(yù)留接口方面將來(lái)接入綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的問(wèn)題。只有這樣，對(duì)電氣自動(dòng)化的改造才能合理又節(jié)省了人力物力。

第二，在設(shè)計(jì)電氣自動(dòng)化的過(guò)程中要把握實(shí)用的原則。由于發(fā)電廠現(xiàn)有的監(jiān)控、遠(yuǎn)動(dòng)、五防、保護(hù)等設(shè)備裝置其原理和性能的不同，在進(jìn)行改造時(shí)要整體上把握，綜合考慮，避免出現(xiàn)功能重復(fù)的設(shè)備并列運(yùn)行。

第三，改造的目的是為了發(fā)電廠將來(lái)更好的高效運(yùn)行，因此，電氣自動(dòng)化改造要注重遠(yuǎn)期目標(biāo)。比如，有的發(fā)電廠由于老化或廠房實(shí)際條件的限制，不可能所有的監(jiān)控設(shè)備都可以納入電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的改造中。就需要在改造時(shí)，把這些不具備改造的設(shè)備考慮到，在整體框架下，預(yù)留接口，便于后期的改造。

5 結(jié)語(yǔ)

在科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，發(fā)電廠電氣部分的綜合自動(dòng)化是一種趨勢(shì)，對(duì)于它的成功改造，將會(huì)大大的提高發(fā)電廠的自動(dòng)化水平。同時(shí)，采用電氣綜合自動(dòng)化技術(shù)，能夠節(jié)約大量的成本，提高電氣系統(tǒng)的可靠性。

參考文獻(xiàn)

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