火力發電廠中電氣自動化技術的創新與應用分析

國平

【摘 要】經濟的發展文需要電力供應量的不斷增加和技術的不斷進步，自動化技術在火力發電廠得到了普遍的應用。為了進步提高設備的使用效率，文章闡述了傳統電氣自動化技術應用時存在的問題，并從火力發電系統配置和火力發電應用兩個方面，探討了其電氣自動化技術的創新與應用措施，希望可以為促進火力發電廠電氣自動化技術的創新、保障高效生產提供借鑒。

【關鍵詞】火力發電廠 電氣自動化技術 創新 應用

隨著社會經濟的發展和科技的日新月異，電氣自動化技術在火力發電廠中得到了廣泛的應用，并取得了一定的成效。但是隨著自動化技術的不斷發展，傳統電氣自動化技術在電氣自動化系統中的問題逐漸顯現，對火力發電廠的安全、高效和穩定生產造成了阻礙。因此，分析火力發電廠中電氣自動化技術的創新與應用，對提高火力發電廠電氣自動化的運行水平，增強電氣控制安全性與可靠性有著積極的意義。

1 傳統電氣自動化技術應用時存在的問題

（1）容易燒壞設備。當電氣自動化系統納入到集散控制系統后，控制系統輸出點將會和AC220V和AC380V電壓一起串入到集散控制系統中。如果在設計和施工中，沒有做好強、弱電的隔離措施，將會大大增加弱電設備燒壞的幾率，進而影響電氣系統的正常運行。

（2）操作監護認識不足。雖然集散控制系統中的控制軟件可以準確處理用戶權限和權限分級，但是在操作監護方面認識不足，并沒有安裝在電氣自動化系統操作時，必須經過監護人員進行確認的程序，對電氣自動化系統的控制造成了一定的阻礙。

（3）很多火力發電廠的電氣自動壞系統納入到集散控制系統后，沒有保留用電快切、勵磁調節、繼電保護等裝置，而目前主流的集散控制系統中控制程序掃描周期為100～200ms，無法滿足火力發電廠用電快切、勵磁調節與電氣保護動作等方面的要求，從而影響了電氣自動化系統的準確性、靈敏性與可靠性。

2 電氣自動化技術在系統配置中的創新及應用

火力發電廠中電氣自動化技術在系統配置中主要采用集中監控、遠程智能和現場總控三種方式。

（1）集中監控方式。該方式是將電氣各饋線在設備中設置為I/0接口，由硬接線的電纜和集散控制系統中的I/0通道相互連接，然后經過A/D的處理，進入到集散控制組態，從而實現集散控制系統對火電廠電氣設備運行狀況的監控。此監控方式的優勢是速度快、維護好，對監控站防護等級要求不高，從而降低了集散控制系統造價，但是當電氣設備都進入到集散控制系統的監控中，使得集控室中主機冗余下降，消耗電纜的數量增加，并且電纜帶來的干擾會影響集散控制系統的可靠性。

（2）遠程智能方式。該方式是在離控制室比較遠，并且數據采集相對集中的現場設置遠程I/0采集柜，用硬接線電纜將現場設備的I/0型號和采集柜相互連接，采集柜和集散控制系統的主機柜利用光線或者雙絞線相連接，實現電氣設備的遠程監控。該方式可以降低電纜用量和安裝費用，并且可以完成自檢、校正和數據處理等各項功能，可靠性相對較高，但是系統配置中的I/0卡件、電量變送器和模擬量卡件的數量仍然比較多。

（3）現場總控方式。該方式將控制技術、計算機技術和通信技術結合起來，時網絡技術和信息技術在控制領域的集中體現。現場總控方式不需要集散控制系統的控制站與輸入和輸出單元，徹底改變了集散控制系統的集散體系，將控制功能全部分散到現場電氣設備上，真正實現了分散控制的目的，大大提高了系統的可靠性和安全性。

3 電氣自動化技術在火力發電中的創新及應用

（1）機組運行監控的創新。過去火力發電廠每年的電能耗損為15%～30%，通過電氣自動化技術，可以將機電控制的一體化轉化為爐機組一體化的監控方式，這樣火力發電廠的集散控制系統就可以通過分析爐機組運行方式，分析火電機組運行參數及狀態信息，例如爐膛溫度需要控制在±5%，利用熱電偶將溫度信號轉換為4～20mA DC電流信號或者1～5V DC電壓信號輸出等，充分挖掘和發揮火電機組的潛力與控制功能，進而降低火電機組的成本造價。同時，爐機組的一體化有利于火力發電廠的信息管理系統進行信息采集，例如蒸汽溫度每下降5℃～10℃，效率將降低1%，所以采集蒸汽參數有利于控制鍋爐汽溫，從而提高火力發電廠運行與管理的效率，以及爐機組監控及自動化水平，高效完成控制中心的指令與要求，確保電氣設備處于最佳運行狀態。

（2）控制保護手段的創新。火力發電廠傳統的系統控制與保護手段為連鎖報警，只能完成超限報警和聯鎖跳機波動性的保護與控制，而電氣自動化技術可以利用計算機完成控制與保護措施，對電氣自動化系統進行運行狀態檢測與故障診斷等，以便及時發現電氣設備中的安全隱患，及時調整火電設備的控制及保護策略。例如采取系統冗余等主動性的控制及保護措施，自動控制系統故障，而數據中心的配電系統采用2+2冗余，分別以兩路10kv高壓的蓄電池組，3路熱備和1路冷備等，確保電氣自動化系統可以安全平穩運行，實現其從被動維護到預防維護及維修的轉換。

（3）實現電氣系統的全通信控制。目前火力發電廠電氣自動化系統仍然不能利用集散控制系統實現全通信控制，在通信速度與系統的可靠性方面還需要完善。電氣自動化系統與集散控制系統仍然需要硬接線連接。如果想實現電氣系統的全通信控制，火力發電廠就需要妥善解決熱工工藝的連鎖問題，豐富電氣系統運行狀態的監視功能，提高電氣系統的自動化水平、控制水平、控制邏輯與運行管理的水平。

（4）完善通用網絡。火力發電廠需要利用電氣自動化技術的創新，完善通用網絡結構，開發應用可以實現在自動化系統網絡中通用的通訊產品，確保可以對火力發電廠的現場設備進行實施監督，以及管理系統、監督系統與控制設備間數據傳輸的暢通，實現電氣系統的全集成自動化。

4 結語

總之，電氣自動化技術關系到火力發電廠的生產效率和經濟效益，其重要性毋庸置疑。火力發電廠只有認真分析傳統電氣自動化技術應用時存在的問題，做到電氣自動化技術的創新及應用，才能真正保障電氣設備的安全運行，實現經濟效益的最大化。

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