淺論火力發電中電氣自動化技術應用

楊　杰（中國電建集團四川電力建設三公司，四川　內江　641005）

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淺論火力發電中電氣自動化技術應用

楊杰（中國電建集團四川電力建設三公司，四川內江641005）

隨著我國科學技術的發展，計算機網絡及各種先進電子技術已經應用在多個領域。尤其在電力行業中應用十分普遍，目前，我國火力發電廠正在朝著大機組的方向發展，火電廠也逐漸邁向信息化、網絡化如廠級管理系統、各級監控系統等都采用了先進的自動化控制技術?；痣姀S電氣自動化技術水平比較高，能夠實現發電機組、鍋爐、電氣設備等統一監控，不僅提高了廠內工作效率，而且有效的降低了運行和維護成本，進而提升了火力發電廠的綜合競爭力。本文首先介紹了火力發電中自動化技術的作用，然后具體介紹了實際中系統中的配置，最后結合案例進行了分析，希望本文的工作能為從事相關工作的人員提供一定的指導和幫助。

火力發電廠；電氣自動化技術；優化配置

引言

科學技術水平的不斷提升，使得電力自動化技術的使用十分普遍，特別是在火力發電廠的應用。首先，該系統為火力發電廠信息采樣、運行設備監控、重點地區保護等方面提供了保證，一般情況下，通信層、間隔層、控制層是組成該系統主要的部分，這三者之間采用分布式方法達到最系統整體的控制和監管。另外，該系統上層設備與下層設備之間的模式為對等的，下層設備功能的實現不受網絡等原因約束。與此同時，作為系統控制的核心，電氣自動化系統具有很多任務如信息的控制、采樣、監控等，若要完成一整套的信息傳輸需要依賴各個子系統之間的協調。下面簡要介紹電氣自動化系統中各層之間的功能：①通信層。該層的主要功能是實現間隔層和各基站之間信息交流，并以邏輯單元控制各個設備。②間隔層。間隔層由保護繼電器設備和智能電器組成，上層與下層網絡信息的傳遞是通過接口完成，目前，全國內火力發電廠的自動監控技術已經可以和其它關聯的系統完成信息的交流，進而在發電廠內實現了信息化、科學化。

1　火力發電中電氣自動化的作用

1.1設備資源的優化配置

通常情況下，我國的火力發電廠具有多臺發電設備，為了保證良好的電量供應，這些設備需要運行比較長的一段時間。然而，任何一種設備都有一定的使用注意事項，如不可長時間超負荷運行，否則會影響設備的使用壽命、極容易使設備發生損壞。采用電氣自動化技術以后，不僅可以準確的預測出設備的運行狀態，而且可以根據實際情況自動做出相應的操作，如果設備處在超負荷運行狀態，就會自動停止直到滿足正常的運行條件。當然，發電廠中的設備有時會出現故障，此時，自動化系統經過甄別會發出相應的警報以提醒管理人員進行相應的處理。

1.2發電效率的有效提高

現階段，隨著改革開放的不斷深入，人民的生活得到了質的提升，幾乎每家每戶都會有空調、冰箱等用電設備，因此電力電量需求每年都會增加，尤其是在比較炎熱的夏季和寒冷的冬季，拉閘限電操作十分普遍，這給當地的居民正常生活帶來了嚴重影響。由于火力發電是我國目前應用最多的發電形式，因此火力發電廠的發電強度亟需進一步提升，以前火電廠中的系統可以實現電廠內部正常的電力生產但無法保證高效率，與日益增長的負荷不適宜，提升電量生產效率擺在了火力電廠的面前?？茖W技術水平的發展使電氣自動化技術日臻成熟，它是解決眼下困境最重要的手段，不僅可以提升電廠發電效率、降低資源浪費，而且為電力系統規劃和運行起到了關鍵作用。

1.3發電成本的有效降低

新中國成立以后，我國的電力部門就已經成立了，當時發電采用的原料多半是石油或者煤炭，缺乏對技術手段的創新。這種方式很容易造成發電不均衡，同時由于燃煤發電需要人工進行操作，勢必會造成燃料不充分的問題，從而導致資源的較大浪費。由于煤、石油等一次能源的枯竭和嚴峻的環保問題，迫切需要尋找一種自動控制技術來平衡發電不均，資源浪費嚴重的問題，電氣自動化技術應運而生，該技術能有效的處理上述問題，它通過先進的計算機軟件對燃料進行計算，自動控制燃料更換，經過大量的實踐證明采用這種技術能節約5%的原料，且提升了發電效率保證了居民用電量，是解決火電廠存在問題最佳的方法。

2　電氣自動化技術在火力發電中的應用

2.1通用網絡結構的健全

火電廠電氣自動化系統的成功運用離不開通用網絡結構的創建。使用通用網絡可以實現設備全周期自動控制，使參與生產的人員能夠可以從整體上監測和控制廠內設備，與此同時為各系統子模塊數據信息的傳輸提供便利，值得一提的是電氣自動化系統包含計算機系統、控制和管理系統。

2.2單元爐機組一體化

火力發電廠通過采用電氣自動化技術可以實現機組、鍋爐、設備等一體化運行，這種情況下系統中的信息和數據的傳送就需要依靠計算機系統，只有這樣才能實現整體信息的匯總和監控。一般情況下，運用電氣自動化技術能極大的發揮火電機組的潛力，且能夠有效控制生產所需的成本。如對設備進行細操作中，就要動態的減少單元機組的負載量，有效縮短控制室，這樣可減少機組運行成本、管理成本。為了協調火力發電廠各設備之間的信息傳輸，需要對單元機組進行統一管理，這樣可有效提升電網工作水平，保證設備合理運行。因此，設備的控制是火力發電中最為重要的環節，同時需要保證電廠中監控和自動化等級，為電廠安全高效的運行奠定良好的基礎。只要火力發電廠設備安全可靠運行，就會帶來較大的經濟效益。

2.3保護手段的創新控制

以前，火力發電中應用最廣泛的保護和控制手段是報警和連鎖裝置的應用，但整體實現過程比較復雜，且自動化程度較低，很容易造成人為事故。電氣自動化技術采用計算機控制技術，能夠自動的實現電力系統中故障和運行檢測，不僅能及時發現故障點，而且可以提前預測出產生故障的設備，保證火力發電廠設備的可靠運行，一旦發現故障，相關控制設備就會做出反應，自動識別故障并自動切除系統故障，確保整個系統保持正常平穩的運行。另外，預防和維修是兩個完全分離的步驟，采用電氣自動化技術后維修與預防可以同時進行，不會影響機組的正常運行，從而為保證電力的可靠供應奠定基礎，電氣自動化技術的應用為火電廠發電效率的提升提供了保證，各有關部門應該給予高度重視。

3　火力發電中應用電氣自動化的系統配置

3.1總線的相應控制技術

火力發電廠中各設備的運行，控制總線技術的應用比較先進，只有控制技術、計算機和通信技術這幾個方面共同促進，才可將信息技術發揮到最大。設備的控制十分重要，現場總線可將各控制單元進行統一處理，采用這種模式可以有效預防和控制設備的運行，建立分散和集中混合的控制結構，與傳統的數據信息傳輸控制相比，這種模式更容易實現統一控制、及時發現問題，電廠中設備的分散管理采用總線控制技術效果特別好，設備的可靠運行是火電廠發電的保證，利用總線技術控制設備可以為電廠節約較大的管理成本，因此備受人們歡迎。

3.2輸入輸出控制

輸入或輸出控制包含兩種：第一種是I/O集中監控。就是將輸入、輸出接入每個設備的饋線中，實現每一的通道的順利連接，連接的設備有很多中，其中采用電纜線是使用最廣泛的一種，在模擬數據和數學數據之間轉換中，采用這種控制集中控制策略往往會達到意想不到的效果，加強了對火力發電廠各設備的監控強度。另一種就是遠程的控制，這種輸入輸出控制在火電廠中的應用也較普遍，實現遠程控制不僅可以節約相應的人力、物力，而且使電廠人員不必接觸一些危險設備、裝置，這種遠距離的控制保證了操作人員的生命安全，為電廠安全無事故的運行提供保證，此外，還有利于降低現場操作人員的工作負擔，保證了員工有充足的精力和體力，這樣發電廠的供電就能保持比較好的狀況。

4　案例分析

某火電廠采用電氣自動化技術，主要設備如下：①后臺控制用計算機微型工業控制計算機1臺。②一臺西門子3WN6低壓斷路器。③通訊接口。DP/3WN6專用11臺。④采用的系統軟件為SIMATIC WinCC 1套Win3WN6 1套SICAM LCC 1 套SIMATIC STEP 7、Protool。⑤一套日本生產的PLC編程平臺。通過自動化裝置及技術的采用，使得該電廠每年多發5%的電量，為人們提供了充足的電力電量需求，為此電氣自動化技術需要全面推廣，尤其是在火力發電廠內。

5　結束語

綜上所述，電氣自動化主要利用網絡和各種設備實現火力發電朝著智能化、自動化的方向發展，與此同時，在能源日益短缺的情況下，可以有效降低能源的使用，并保證充足的電量供應。通過對電氣自動化技術的詳細研究，為未來電力行業的發展有較大益處。

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楊 杰（1972-），男，漢族，電力技術工程師，大學專科，主要從事火電廠電氣技術以及電網工程變電站、線路的安裝和調試工作。

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2095-2066（2016）19-0064-02

2016-6-25