大型火力發電廠電氣自動化監控系統的設計研究

趙慶明

摘 要：為了保證火電廠運行階段各部分都有良好的安全、穩定性，應能認識到自動監控體系的重要性，并能結合火電廠運行階段的實際需要和監控系統特點制定相應的監控系統運行方案，保證火電廠運行的可靠性。本文就火力發電廠中的自動監控系統的設計工作進行了分析。

關鍵詞：自動化；發電；火電；監控；設計

中圖分類號：TM76 文獻標志碼：A

在電力能源成為當代社會主要動力能源的背景下，為了保證社會電能供應的穩定性，現代火電廠的發電設備數量、占地規模的、設備強度都得以優化，使其能產生充足的電能。但在火力類型發電站這種發展趨勢下，發電廠在監管方面的難度也在增強，需要使用更加高效的自動監控模式來監管電廠的正常運行，避免電廠運行出現故障。

1 火電廠當中自動監控模式概述

1.1 監控范圍分析

現代火電廠當中的設備類型以及設備總體數量較多，而火電廠作為一個完整的整體，一旦其中的某一個環節出現了問題，則有可能導致整個火電廠的運行情況受到影響，因此在對火電廠進行自動監控的時候，要做好各個運行設備以及主要部分的安全監控工作。

現代火力類型電廠監控方面，其監控內容包括發電機設備變壓器組件、火電廠電源部分，主廠房及各部分照明電源系統、電廠工作信號、傳輸部件、管理系統的運行等方面。

1.2 監控模式分析

電氣自動化監控系統的監控模式存在多種多樣，當前主要方案為：硬接線和現場總線相結合的方式；每臺機組設置一套以現場總線技術為基礎的電氣監控系統；以及傳統硬接線方式。

（1）現場總線與硬接線結合模塊，發變組、廠用電源系統、機爐等電動機的控制由DCS通過硬接線連接實現，ECMS只監測不控制，對于與電動機、發變組、廠用電源系統的控制相關的重要的信號通過硬接線與DCS相連。所有設備的模擬量、保護信息可通過ECMS系統向DCS轉發。

（2）完全現場總線模塊全，除發變組、保安電源、機爐等重要電動機的控制由DCS通過硬接線連接實現，ECMS只監測不控制外，其余電氣廠用電系統均納入該ECMS系統進行監控，對于一些與發變組相關的重要控制和信號，以及主廠房內保安電源設備的控制和信號，同時通過硬接線與DCS相連。

（3）全硬接線納入DCS模塊，電氣發變組、廠用電系統、機爐等電動機等所有信號和控制通過硬接線接至DCS，即電氣全納入DCS方式。采用與DCS相同的軟件、硬件設備，共用工程師站、操作員管理站、網絡通信設備等。

對于現場總線與硬接線方案或完全現場總線方案采用分層分布的設計思路，將所有電氣信息分為運行監視信息和管理信息，將運行監視信息送至DCS，將管理信息送入ECMS的工程師站進行處理后實現電氣設備自動管理、培訓等高級管理功能，真正做到電氣系統的自動化，而目前有許多基于電氣特點的成熟的電氣運行管理軟件供選用，不需考慮新軟件開發費用。

2 火電廠當中自動監控系統特點分析

在開展火電廠中自動設計的時候，要能注意每個部分功能的特殊性，并能從監控設備的實際用途以及覆蓋范圍角度進行分析，保證火電廠的運行能在有效的監控之下。

2.1 自動監控體系的信息采集

在火電廠自動監控體系當中，信息采集系統是自動監控體系能正常運轉的基礎，需要通過多種類型的監控設備對火電廠運行情況、火災等意外情況進行監管，只有信息采集系統收集到了完整、全面的信息才能保證后續，信息處理以及特殊情況應對措施能有效進行。目前火電廠中的信息收集以及檢測設備所能檢測到的信息覆蓋面較多，除了標志性的設備運行狀態變化外，還能檢測到火電廠系統當中設備的具體運行狀態、設備運行信號狀態以及其他設備信號變化情況。

現代檢測設備的性能有所提升，監控設備在運行中能對火電廠運行狀態信息進行定時信息采集，在相隔一段時間之后對信息數據進行全面采集，由于所采集到的信息類型較多，為了能將信息以統一的類型呈現出來，自動監測系統還要能科學的進行信息數據轉換處理、數據濾波處理以及監測數據的內容更新。

其次，自動監測以及信息都只是基礎性的操作內容，需要通過使用這些數據作為電廠管理的基礎，以便自動監控系統能有效的采取應對措施，這些設備安全應對措施一般會包括信號報警提示、信息安全保護等類型的操作。

2.2 系統監視操作以及報警功能

在現代監控系統當中，為了保證電廠運行的穩定性以及設備運行的安全性，在使用監控設備對火電廠實際運行狀況進行分析的時候，還可借助檢測設備的性能，對設備進行安全監管。現代監控錄像設備以及液晶類型顯像設備的清晰度都較高，這樣也就能更為清晰精準的對各種設備進行監控，以圖像的形式還原火電廠各部分的運行情況、安全狀態。

安全報警功能也是火電廠自動監測體系中不可缺少的關鍵性功能，通過安全警報功能的使用，就能在不正常運行狀態或者是危險情況出現的第一時間進行報警，讓安全管理人員能認識到電廠中存在的問題，并對問題進行有效的解決，避免突發事件擴大而造成更為嚴重的影響。

2.3 監控設備運行模式分析

在電廠中當自動化類型監控設備運行時，需要進行大量的信息數據處理，一般信息數據處理當中要能按照設備運行中的有功情況、無功情況數據以及功率數據進行比對分析。其次火電廠中設備保護的動作電位變化情況也是需要統計分析。在自動監控設備各部分性能都在提升的情況下，設備所能處理的信息內容也在增多，從而全面的保證火電廠的安全運行，這些設備內容通常會包括火電廠運行中線損情況、電廠設備的運行負荷、發電機組的實際運行效率，以便根據這些信息內容更加全面地制定安全管理計劃，避免火電廠運行中出現安全問題。

2.4 時鐘同步設定管理

在運用自動監控對電廠設備進行管理以及進行檢測記錄追溯的時候，需要有統一的時間作為追溯管理的基礎，尤其是在追溯火電廠中各種設備檢查記錄的時候，如果存在時間不同步的情況，那么就會影響對于事故的還原效果，尤其是在大范圍追溯中，需要對眾多部分運行安全性進行監控分析的時候，需要各個監控設備之間有統一的時間同步頻率。在實際的時間頻率調整當中，常以衛星時間顯示設備作為基準，使火電廠系統設備、火電廠機組保護設備、電廠網絡監控設備以及繼電保護設備的時間能同步在一個相同的頻率范圍內，避免因時間差異所造成的問題的。

另外，在火電廠中各種設備的運行，也可能由于各種因素而出現設備無法接收到衛星時間信號的情況，則需要火電廠監控設備當中的工作者能注意到這一情況，并采用人工授時的處理措施來保證設備的穩定運行。

結語

火電廠在現代依舊是主要的電力生產源，面對社會對于電力能源需求量的飆升，火電廠常會采用更新機組設備、擴大機組規模的方式提升火電廠的發電效率以及電能總產量，但這種電能產量增長模式也需要以高效的安全監管作為技術支持。一旦電能監管不到位或者出現了監管盲區，那么就會給火電廠的安全運行產生影響，但在過去的安全監管當中，主要是采用人工方式進行的監管管理，由于工作人員體能因素以及心理思想因素的影響，導致火電廠中的安全監管可能存在疏漏。因此火電廠要能在運行中加在安全監管方面的投資，建立自動監控系統，推動火電廠運行管理的安全發展。

參考文獻

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