電廠電氣自動化系統管理及通訊技術探析

李江

摘 要：當今社會，電力需求不斷增加，這就使得電廠結構日趨復雜，從當前形勢來看，電廠電氣系統雖然做出了相應轉變及調整，但是其變組保護等內部系統的自動化程度仍舊難以與實際需求相契合，為了促使電廠電氣運行更加高效、便利，就需要進一步強化其電氣自動化系統管理，大力引進先進技術，尤其是網絡技術及測控技術，這樣電氣自動化系統就會與網絡之間形成密切聯系，相對的該系統的功能也會更加完善，而電廠電氣系統也能有效實現一體化的信息管理，無論是信息監控還是電能管理等項目也會更加細化。

關鍵詞：電氣自動化；系統管理；通訊技術

電廠的電氣自動化系統能夠與廠家網絡建立智能化聯系，電廠的測控及危機保護等裝置在與互聯網成功銜接后，就能進一步實現對管理框架的優化，相對的管理方向也更加趨于智能化，這種以網絡通信為依托不斷發展的現代電能運行形式，能夠為不同功能模塊之間的信息交換提供有效渠道。電廠電氣自動化系統能夠為電氣運行高效運行提供基礎保障，并且一旦在其運行環節出現故障，系統就能對其進行精準定位，這樣電氣系統運行就會更加安全、穩定。本文就從電廠電氣自動化系統管理入手，對其通訊技術進行進行了闡述及分析。

一、電廠電氣自動化系統的管理研究

電廠電氣自動化系統在運行過程中會受到各個功能的作用及保護，無論是對故障進行分析，還是實現信息管理，都可以通過這一系統集中運行，從其本質進行研究可以發現，該系統運行是以計算機控制及測控技術為主導，這樣就能在復雜的系統環境下進行分層管理，而通信技術的應用優勢也能進一步凸顯。電廠電氣自動化系統能夠簡化及優化電氣運行流程，為后續電氣運行及管理提供便利條件，這不僅能夠有效提高電氣信息應用能效，更能強化電廠內部聯系，確保各個關聯項目之間都能精準銜接。

電力電氣系統在實際運行過程中能夠充分發揮其信息報警及圖形接口等作用，電氣設備在運行中的實時狀態可以通過繪制曲線圖等形式表現出來，數據等信息能夠精準顯示，就能使得運行環境更為清晰、明了的表現出來，這也就能夠為潮流監控功能的實現提供基礎保障。信息報警涵蓋多種報警項目，在系統運作時，只要各項運行指標的能效發揮狀態超出預設標準、智能設備出現異常運行狀態等，系統就會自動報警；事件報告能夠對人工操作等項目的運行流程進行記錄，并以報告形式展現出來；圖形接口能夠在結合實際運行標準的基礎上，對報表數據進行調整；報表功能則能夠對潮流及電量進行記錄，無論是開關動作次數還是電氣設備檢修都能以報表形式得以顯示。

首先，電氣設備管理。利用此系統測控裝置的計量和轉換電表脈沖信號的功能，在系統主站進行電量在線統計生成報表，可實現廠用電抄表系統的全部功能，另外可統計系統實時潮流信息。系統可實現對在線的電氣設備管理，現場信息可傳送到MIS系統，補充MIS系統的數據，可實現對電氣設備檔案、臺賬、維修記錄的統計等等。

其次，故障信息管理。可對設備動作，事件信息SOE、事故重演、事件追憶、錄波分析等功能實現信息管理，可對事故原因分析起到重要作用，對事故防范提供借鑒。例如可通過對電動機啟動時的波形和在線運行狀態，分析電動機相關故障，實現對電動機的故障檢修。

第三，定值管理。此系統可實現對定值的在線校核和遠方修改。隨著科技的不斷發展，電廠未來電氣的主站系統可擴展為可視化電廠定值管理系統和繼電保護整定計算；最后，小電流接地選線管理。目前的小電流接地選線技術還是由獨立的系統單片機計算得到，而電廠電氣系統形成的網絡可使每路CPU間可并行采集計算，極大的優于目前的小電流接地選線裝置技術。使小電流接地選線管理水平得到極大的提高。

二、電廠電氣自動化系統通訊技術

1.網絡通訊技術的應用

在現場總線通訊技術之前，電廠電氣系統廣泛采用串行通信技術。這種通訊技術在實際應用中不斷暴露出各種問題，諸如通信速率低、較難實現星型拓撲結構時系統站點和功能的擴展、不能在通信網中設置一個以上的主機等等。隨著生產現場對自動化技術要求的不斷提高，現場總線在電廠電氣自動化系統應用中的不足逐步凸顯，主要表現為系統的通訊節點超過一定數量時，系統的響應速度不能滿足廠家系統對通訊的要求；拓撲結構的網絡系統任何一個節點都可能導致整個系統的崩潰；系統的大量數據的傳輸延時不能滿足系統要求等等。

因此具有可擴展性、高帶寬、可靠性等諸多優點的以太網逐步成為電廠電氣自動化系統的主導通訊技術。以太網以其優越的性能成為網絡連接的標準，不僅在電廠電氣系統得到應用，也應用到大量工業控制領域。以太網具有以下優勢：可根據通訊要求在一個網絡中混合使用光纖、雙絞線等各種通訊介質；以太網被通訊用的交換式集線器分為多個沖突域，這樣就大大增加了系統的響應速率，就目前形勢和可見的將來，以太網完全可以滿足電廠電氣系統的通訊節點和通訊實時性的要求；以太網的標準IEEE802.3已經成為國際通用標準，具有開放系統的共性。隨著以太網的不斷推廣，各種網絡通訊設備和工具也得到大量使用，使得以太網的成本得到大大的降低；以太網的布線技術是基于集線器的總線拓撲結構，使得以太網通訊達到高標準的可靠性，每個節點都被集線器隔離開來。因此單環的環網可做到任何一點的固執都不會影響整個系統的通訊，可準確定位故障點，大大優化了網絡通訊。

2.分層分布技術的應用

分層分布技術綜合了IED裝于開關設備上或離開關設備較近的地方，數據具有分散性，且IED與通訊網絡相連接，分層分布的RTU不承擔數據的采集和數據的輸入輸出，主要用于數據的規約轉換，優化了數據管理能力。分層分布技術的應用對電廠電氣系統的硬件優化布置尤為突出，分層分布的通訊方式極大的減少了二次電纜的鋪設，取消了中央信號屏幕，減少了屏幕控制柜，在系統的設計、安裝、調試等方面的工作量也得到了極大的優化。

電廠的電氣自動化系統通過廠家網絡將測控、微機保護、備用投入等智能化裝置聯網實現智能化管理，利用網絡通信的方式實現與電網調度、電廠DCS系統的信息交換。電廠電氣自動化系統為電氣系統的電氣運行、電氣故障定位分析提供了資源保障，也提高了電氣系統的安全性、經濟性、可靠性。本文根據電廠電氣自動化系統特點分層從電氣設備管理、故障信息管理、定值管理、小電流接地選線管理四個方面提出了電廠電氣系統的相關要求。從目前電廠電氣系統的網絡通訊方面提出了基于以太網的通訊技術和分層分布技術在電廠電氣系統中的應用，分析結果表明以太網技術和分層分布技術的應用極大提高了系統的通訊功能。

參考文獻：

[1] 戰明軍.電廠電氣自動化安全管理工作探析[J].華章，2012（24）.

[2] 燕東.火電廠電氣自動化系統建設研究[J].中國新技術新產品，2015（20）.endprint