论如何提高电厂电气控制系统的安全运行管理

摘要：电厂电气控制系统如何在更多地考虑降低发电成本的同时，又能够切实保证设备的有效稳定、安全运行，进而增强整体竞争实力，谋长期生存、发展之道。众所周知，电气设备的控制性能将会直接关系到企业的经济效益、安全生产，因此它的重要性便不容置疑。

关键词：控制系统；电厂电气；运行管理

中图分类号：TM506 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）12-0150-02

我们知道，近年来随着我国通讯技术的飞速发展，我国电厂电气控制系统所采用智能化的前端设备现场总线的监控方式已经成为我国在相当长的一段时间内电厂电气监督控制系统的主要发展方向，这就将会提高我国电气系统运行的总体管理水平，并且将会直接地关系到电厂运行的安全性和经济性，从而全面影响我国电厂在发电市场上的整体竞争能力和水平。

1 我国当前对电厂电气控制的主要要求

随着我国经济的飞速发展，我国的电厂电气必然将会步入数字化和信息化的时代。目前我国的火电厂管理和控制系统主要可以分为三级：（1）机组级（DCS、PLC）；（2）厂级（SIS、MIS、BPS）；（3）现场设备级。近几年随着发展速度的提升，一、二级的建设效果成效已经逐渐展示出来，然而让我们担忧的是现场级的落后，它在一定程度上制约了上两级的作用的有效发挥。然而电气设备中有许多都在第三级，因此对信息化、数字化要求也就显得非常迫切。目前伴随着我国计算机的飞速发展和控制技术的全面提高以及分散控制系统（DCS）在火电厂中广泛和成熟的应用，我国现代化大型火电厂的运行和管理水平有了不断的提高，DCS在火力发电厂中运行的可靠性也逐渐地得到普遍的肯定和好评，与此同时运行人员也是越来越习惯地利用键盘和CRT进行必要的实践操作，同时后备监视和手段也是日益的减少甚至取消，其中火电厂等大型的单元机组监控方式也正逐渐的走向全CRT的监控时代。电气控制与机炉控制便逐渐显得不协调，控制水平也被逐渐地拉大。因此为了更好地处理和解决这一矛盾，我国目前所采用的最有效的解决办法便是将电气控制设备逐渐地纳入到DCS系统的监督、管理和控制之中来，这样一来我们就既可以充分地利用DCS系统已成熟的分散控制技术，同时也能够提高电气设备的管理、控制水平。如果在电气控制将电气设备常规硬接口后，我们就可充分地利用DCS系统的方式和手段，从而使电气防误操作等功能的实现显得更方便、更完备，并且能够将相关量的显示报警系统与电气设备的控制调节系统有机地结合起来，这样一来最终就会有效地提高整个电气控制的可靠性和安全性。

2 我国电气电厂DCS系统的配置

首先是电厂电气控制站的配置。我们知道DCS控制站主要是按照单元机组进行设置的，例如在两台机组中设一集控室，电气和热工合用整个的一套DCS，从而达到模拟量控制系统、数据采集与处理系统、顺序控制系统以及锅炉炉膛安全监视系统等功能的最终实现，按照机组单元设置炉机电公用的DCS。然而电气部分的每机发变组和高低压厂用电系统是作为一个子站进入到该单元的DCS中来的；在这里每两台机组中要设置一个公用的控制网系统，该系统是作为一个子站挂入到相关的两单元机组的DCS上的。而对于两台机组的公用系统，例如厂用公用及备用电源的系统等，而在DCS的配置在实现一台机组的停运时，另一台机组的运行人员能够对这个公用的系统进行必要的监控，同时要采用可靠的闭锁措施用来确保其控制命令的独一性，也就是说在同一时间内要只允许一套DCS系统对这个公用的设备起控制作用，这样就确保各机组的DCS独立的运行起来，从而不让两单元机组的DCS交合在一块，而保证机组可靠、有效地运行起来。

还有便是监控系统的配置。我国近几十年来火力发电厂电气早已经进入到DCS的监控过程，然而电气监控系统的配置主要可以分为以下几种情况：远程智能I/O方式、I/O集中控制方式以及现场总线控制系统方式等。在这其中I/O集中方式，主要是将电气的各馈线遮现场设置现场设备I/O接口，并且能够通过硬接线电缆与集控室DCS I/O的相互串连，进而通过A/D处理后进入到DCS组态，进而实现DCS对全厂电气设备的全面监督和控制。远程智能I/O方式主要是将控制站中的I/O下放，从而在数据采集比较集中并且离控制室较远的现场设立远程I/O的采集柜也就是现A/D转换机柜，而现场设备I/O的信号通过硬接线电缆与I/O采集柜的相互串联，同时A/D转换机柜和控制室DCS控制器主机柜主要通过光纤或者是双绞线相互串联。厂用电系统主要是采用现场总线的方式进入到DCS之中，主要是采用连接智能现场设备和自动化系统的数字式双向传输以及多分支结构的通信网络来代替现有的智能化的远程I/O分散式控制系统。智能现场设备可以实现数据采集、处理以及逻辑控制等方面的各个功能，更可以在现场中实现对设备的控制、监视、保护以及通信等功能，然后通过现场总线经过通信单元将处理好的信息传到控制站，这样便能够将控制站的指令下达。

3 要根据实际的具体情况选择合适的模式

DCS+集控楼电子室I/O模式和DCS+电气现场远程I/O模式基本上属于分散控制系统，它在我国已经有近十年的发展和应用，目前已经步入到成熟的发展阶段，然而两者各有自己的独自优势。根据国外的先进经验前者比后者的综合投资成本要高的多。在应用中应该要根据设备的实际情况选择，例如发变组的控制系统本来就是设在集控室的，还有的是分散设备间中具有复杂连锁的，则主要是应采用集控室I/O柜模式。我们知道，FCS现场总线模式是我国当前数字时代的产物也是目前的热点技术，在石化行业之中有一定的应用规模和效应，国外电力行业已经有一定的成功应用案例。而至于那些独立电气的监控系统，类似变电站技术和从前的中、小机组电气主控室方式，但是大机组没有用过，在技术上可行，但是缺点是成本高。

目前的电气控制系统已经逐渐的从监测走向监控时代，从I/O的集中方式到远程I/O的方式开始逐渐的向现场总线方式初步探索，所有的这些有待在将来各工程设计实践之中总结并升华。大型火力发电厂电气控制全面采用DCS在国内主要是近几十年发展起来的，但是国外的大机组电气所采用的DCS监控早已经有成功的运行案例和实践经验，热工专业所采用的DCS监控系统多年来已经积累了丰富的经验，目前我国现行的“2000年燃煤示范电厂”自动化设计和目标便是要求大型火力发电厂电气的控制系统全面进入道DCS时代中来，因此在火力发电厂中电气监控系统的采用将会成为我国今后一段时间内发展的主攻方向。

4 结语

随着我国电力行业的高速发展，DCS的应用也是越来越广泛，但我国目前的DCS主要完成的还是汽轮机锅炉的自动化过程控制，然而对于电气部分的自动化结合较少，DCS未充分考虑到电气设备的控制特点，因此无论是功能上还是系统结构上，这就与网络微机监控系统相比在先进性、开放性性等方面都有很大的差距。目前随着我国电厂自动化水平的不断改善和提高，我国的电气系统采用的计算机控制已经成为当前设计的主流，控制方式也主要从单纯DCS监控逐步走向具备故障分析设备管理、信息管理、自动抄表仿真培训等高等级的运行管理功能方向发展，进而由此也又推动了现场总线技术在电厂电气控制系统中的应用，将FCS应用到火力发电厂的控制过程中有利于提高火力发电厂电气系统的自动化水平，进而节约了工程投资，这样的模式值得大力推广应用。

参考文献

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