淺析火電廠電氣綜合自動化系統

任滟

摘 要：隨著現代科學技術水平的不斷提高，我國變電產電子綜合自動化技術也呈現多樣化的發展趨勢，尤其是在信息技術的推動下，自動化系統也逐漸研發并投入使用中，在實踐中得到驗證。實踐結果表明：發展火電廠綜合自動化系統是火電廠不斷改造的重要體現，其發展具有重要的作用和意義。下面該文主要分析現代火電廠使用的綜合自動化系統，闡述自動化系統的基本結構原理和功能，針對二次設備的自動化管理等問題進行研究，提出相關的改進措施和具體方向，以供參考。

關鍵詞：火電廠 綜合自動化系統 系統改造

中圖分類號：TM92 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）06（c）-0078-02

隨著現代產業結構的不斷優化，傳統火電廠使用的電氣設備暴露的問題也越來越多，變電站作業的發展對綜合自動化技術和電氣設備等均提出新的要求。而隨著人們科研實踐活動的不斷深入中，高參數、大容量火電機組被投入到電力工業的主力機組中，火電站的熱控制技術也隨之改善，電氣自動化技術在發電廠的使用，其主要的功能是對二次設備進行監控和管理，實現數據交換，反饋信號，提升運行的安全指數和質量。

1 傳統火電廠電氣設備應用存在的問題

傳統所使用的電氣設備在實際工作中暴露的問題已經越來越多，并且生產過程中使用的電氣部分也非常復雜，而且各個生產環節都有分布。而傳統的火電廠工作中，電氣設備的集成化水平優先，很多都是單個的運行，并且設備的性能和穩定性都存在很多差異，使得具體實踐操作的難度增加。例如我國傳統火電廠基本都在使用DCS系統，該系統能完成基本的操作，但是系統的實踐應用卻還不成熟，系統中的保護裝置和安全裝置是分離的，相互獨立運行，并且電氣運行設備的測量、保護和控制等都無法進行及時的反饋，只能反映電廠電氣系統的一次畫面，顯示相關電氣設備的基本電氣量等，如有無功、電壓和電流等基本情況。并且傳統的控制系統采用硬連式，接入一般都是DCS模擬量，最終系統的穩定性差，已受到干擾。且很多電氣設備的投入成本過高，工程整體造價上升，這些都是傳統電氣綜合系統中存在的實際問題，使得火電廠無法實現對電氣綜合自監測的完善管理。

由此可見，傳統的設備工藝使用的功率大、體積大、能耗高、效率低下。這些缺點和不足，促使技術人員不斷研發新工藝和新設備。而從傳統工藝中暴露的問題來看，要改變當前工作現狀，最重要是發展集成化高、性能好以及成本投入低的電氣化設備，以滿足實際作業的需求。而現代電氣綜合自動化系統的研發，恰好能解決實際工作中存在的問題，其系統功能和結構均具有很強的實用性。

2 現代火電廠電氣綜合自動化系統

伴隨著科技的進步，電氣自動化技術在火力發電廠廠用電氣系統中的綜合應用愈來愈廣泛，系統控制方式從傳統單純的控制作業，已轉變為現在的雙向反饋模式。其新型的自動化系統的構建，在很大程度上豐富了電氣設備管理的功能，下面將詳細介紹系統的結構和組織功能。

2.1 電氣自動化設備系統的主要構成

該系統主要分為三個部分，從里到外主要包括：測控保護層、通信管理層和后臺機系統。三層相互依存，相互關聯。并且各自具有不同的功能。其中控制保護層的主要功能是測量和控制保護，由于各種保護和自動裝置構成。系統中實現控制的主要途徑是利用總線控制技術，對多層裝置進行控制，解決傳統分散的管理模式難以應對的問題，從而達到分散控制的目標；通信管理層主要是傳遞和反饋信號和指令，并且傳達至每個裝置，將裝置上的信息反饋到DCS系統（綜合自動化控制中心）中。系統中的配置需要根據通信管理層與上位機系統的鏈接方式的不同而選擇合適的總線連接方式，并合理設計測控保護裝置的數量。最后是后臺系統，主要是由MES系統和電氣工作站組成。DCS系統可以依靠DQO控制系統實現對各類電氣設備進行控制的目標，同時還能依靠通信管理層快速獲取相關設備的開關狀態，并獲取其他的相關信息，最終將這些信息傳輸到中心工作站。整個系統的控制層可以實現DCS通信管理層的連接，而在電氣實際工作中，其主要是通過接收來自通信管理層的信息，根據上傳的信息，進行分析處理，并完成畫面的反映以及相關電氣數量的顯示，從而實現自動化控制的工作目標。

2.2 電氣自動化設備系統的主要功能

由上述介紹可知，電氣自動化設備綜合控制系統主要是利用現代通信技術和信息數據技術，實現系統的自動化控制。所以，系統的主要功能體現在如下幾個方面。

2.2.1 信息傳遞和反饋

系統中的通信管理層是主要的信息獲取和傳遞信息，并且能及時將信息傳遞到總線控制中心。信息獲取是實現動態控制的重要前提。通過獲取信息能反映系統中每一個設備的運行狀態，能根據實際作業需要，控制和調整設備數量和開關狀態。

2.2.2 數據分析和處理

數據分析和處理功能是自動化系統中非常智能的一個環節，通過不同節點的監測數據，對于不同時間段可能出現設備異常的情況及時通知和報警，為工作人員順利開展工作提供重要的依據。

2.2.3 動態跟蹤和實時監控

綜合自動化控制系統中總線控制中心是重要的工作地點，在兩人監控的指揮中心實現對整個系統的監控，利用通信管理系統和測控保護層，實現動態、跟蹤監控。動態跟蹤監控極大的提升了工作的效率，使電氣設備監測工作更加及時和科學，能提高工作人員的預控水平。總之系統的構建和實現具有積極的現實意義，在實際應用中，應該根據實際情況選擇合理的設備。例如在現場總線選擇上，應該將廠用電氣系統的所有裝置都選擇同一總線標準，并分為子系統，每一個子系統的設備及裝置與同一種總線標準相配合，然互連接到電氣工作站和自動控制系統，實現監控和信息傳送。

3 電氣綜合自動化系統二次設備的管理改進建議

目前，火電廠使用的自動化系統已經十分先進，但是在實際應用中，如何對二級設備進行有效管理，卻成為目前一個重要的工作內容。

3.1 合理規劃發電廠電氣自動化改造的目標

在使用火電廠電氣綜合自動化系統的過程中，應該規劃好發電廠電氣自動化的改造，堅持科學、節能和高效的原則，在系統設計和配備時，應該提前準備好所需的設備和儀器，同時，還應該考慮繼電保護裝置、斷路器以及五防系統等設備的性能和型號，不同設備的配備時，根據其功能、型號的不同，需要考慮綜合接入問題。只有保證各個設備的型號可以相互匹配，才能保證在使用過程中，系統不會出現故障或震動等問題。此外，現代火電廠綜合自動化系統應該符合節能、科學的基本原則，以自動化和智能化管理，節約人力、物力以及財力等資源，提升火電站整體運行效率。

3.2 堅持系統的使用原則，合理設計系統結構

創新和推廣綜合自動化系統的主要目標是提高運行效率，因此，電氣自動化改造要注重系統的使用壽命，應該針對需要改造的舊設備進行合理的更換，盡可能的將監控設備納入到電氣綜合自動化系統中。一些不能納入的設備，應該在綜合自動化系統中預留接口，以便于設備系統的升級優化。

目前，我國電氣自動化技術已經逐漸成熟，在變電領域中的應用也越來越廣泛，分散分布式的電子綜合自動化技術也可以在發電廠系統中得到推廣。其主要是由于微機設備已經完全取代了傳統的裝置，依靠電磁、晶體管以及集成電器等構成了電氣保護系統，實現提升火電廠電氣自動化技術水平的戰略目標。

4 結語

綜上所述，火電廠綜合自動化系統的實現和研究具有重要的現實意義，是現代信息技術和變電產自動化技術相結合的產物，是傳統工藝不斷改進的重要體現。通過上述分析可知，火電廠綜合自動化系統的主要功能是實現自動化、集成化以及智能化設備管理，對于二次設備的自動化管理，有效的提升了火電廠整體變電運行的速度和效率，確保了變電站整體的工作質量和水平。所以，在火電廠中積極推廣和應用綜合自動化系統進行二次設備管理具有重要意義，值得相關技術人員深入研究和探索。

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