电气自动化技术应用探讨

[摘 要]在科学技术不断发展进步的今天，自动化技术在电厂电气系统中的应用既是时展的要求，也是电力企业发展的必然趋势。因此，电力企业的管理人员和相关技术人员要积极引进自动化、智能化的技术和设备，转变传统观念，促进电厂电气综合自动化技术的应用和改进，提高电力企业的经济效益和社会效益，进而更好地带动社会经济的发展。本文对电厂电气自动化技术应用进行了探讨。

[关键词]电厂；电气；自动化；技术；应用

中图分类号：F407.67 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）30-0135-01

电气自动化发展已成为时代潮流，顺应时展、提升电厂硬件设备才能有效提高工作效率，提高自身在市场竞争中的地位。随着世界分工的精细化，电气自动化涉及的领域越来越广，技术更新不断加快，电气自动化技术也得到了快速的发展，善用先进技术是电厂的必然选择。

一、电厂电气自动化系统概述

1、概念

电厂电气自动化系统，是指在对电厂进行管理时，运用智能化和自动化的技术设备，结合相应的专业知识，对电厂电力系统的设备进行管理和控制，通过多样化的管理手段，提高电厂的工作效率，降低生产经营过程中对于成本的消耗，确保电厂自身运行的安全性和可靠性。

2、功能

电气自动化系统的主要功能，是采用相应的监控管理技术和通信技术，结合专业化的设备，对电厂电气设备进行管理、保护、控制和检测的综合性管理系统，可以有效提高电力配置的效率，对电气设备的状态进行实时监测，确保电力系统的安全稳定运行，对于电厂发展的作用和意义都是十分重大的。

3、基本结构

最初的电气自动化系统由于受到技术因素的影响，自动化水平较低，系统构造简单，一般都是采用“一对一”的仪表监视和硬件连接。而随着计算机技术和信息通信技术的飞速发展，电气自动化系统也获得了极大的进步，开始采用集散控制系统，实现电气系统的自动化运行。当前的电气自动化系统主要分为三个层次：

（1） 站控层：站控层设备主要包括GPS以及相应的配套设备、不间断电源、通讯服务器、操作站、服务器等，其功能主要是对电气设备的运行状态进行监控，可以采用开放式和分布式的设计来实现，确保对电气设备的管理更加科学合理、更加灵活，使得电力系统更加可靠。

（2） 网络通讯层：网络通讯层主要负责信息数据的传输和设备之间的通信，设备包括网络中继器、网络交换机、通讯管理装置以及规约转换装置。

（3） 间隔层：间隔层设备的布置是利用间隔分布式的方法进行的，可以减少二次接线的数量，降低系统的复杂程度，减少成本的投入，提高电厂的经济效益。间隔层的设备主要有：厂用电子系统，包括400V厂用电保护装置以及10kV厂用电测控装置；安全自动装置，包括直流系统、故障录波、安全稳定装置、升压站子系统、厂用电快速切换装置、备用电源自投装置等；机组子系统，包括综合测控装置、母线保护装置、线路保护装置以及机组保护装置等。

二、电厂电气自动化技术具体应用

1、电厂电气自动化监控模式

由于电厂的电气设备都分散在各配电室和电动机控制中心，造成了元件的数量多，运行的管理信息量巨大的问题，导致了检修维护工作的复杂。而目前的电子自动化监控模式有两种：第一种是集中模式，就是传统的硬连接模式，将强信号转换成弱电信号，用空接点的方式和4--20mA 标准直流信号， 通过电缆硬接线将电气模拟量信号接至DCS 的I/O 模件柜， 进人DCS 进行组态，来实现对电气设备的监控曰"这种方式的优点是便于管理，缺点是可靠性和速度不稳定；第二种是分层分布模式，间隔层利用面向电气一次回路或电气间隔的方式来进行设计， 把测控单元和保护单元分布在各个开关柜和一次设备的附近。网络层是由通信管理机、光纤或电缆108 网络组成的，通过对现场总线技术的应用， 实现数据的装换！传送和发送控制命令等功能， 站级监控层通过通信网络来实现对间隔层信息的管理和交换。

2、开关站自动化

自动化技术应用于开关站的主要目的是确保开关站的运营安全，提高开关站工作效率，加强对开关站的监控，逐步取代掉人工监视和人工操作，它是建立在开关站自动控制技术和开关站应用信息处理、传输技术基础之上的。它能够对于开关站内运行的各种电气设备进行全方位、24小时实时监视。特点有：实现记录统计与运行管理的自动化，将电力信号电缆尽量以光纤或者计算机电缆来进行替代，实现操作监视的计算机屏幕化，将常规的电磁式装置用全微机化设备进行代替。开关站的自动化技术是电网调度自动化的重要组成部分，不单单可以满足变电站的运行，而且还是电力现代化生产的不可或缺的部分。

3、发电厂分散测控系统（简称DCS）

发电厂分散测控系统绝大多数都是采用分层分布结构，由高速数据通讯网（以太网）、运行人员工作站（OS）、过程控制单元（PCU）、工程师工作站（ES）等部分组成，过程控制单元（PCU）是其中最为重要的部分，可接受现场变送器、脉冲量、开关量、电气量、热电偶、热电阻等信号，可直接应用于生产过程，它是由能可冗余配置的主控模件（MCU）和智能I/O模件构成，在运算处理之后可实现生产过程的联锁监测、联锁控制、联锁保护等。运行人员工作站（OS）和工程师工作站（ES）能够提供了人机接口，同时为电气设备维修工程师提供系统诊断、系统维护、系统组态设置等手段。数据的采集、处理、监控都采用微型计算机来完成，机组的监控水平得到了大幅度的提升，也提高了人机交互界面；无论是进口的机组，还是国产的大型机组，基本都安装了协调控制系统；在很多电厂的自动装置设备都是采用数字化仪表来进行显示控制，而不再是过去那种传统的机械式仪表，这些措施都将我国的电厂热工自动化技术推向到了一个新的高度。

4、电网调度的自动化

电网调度的自动化一般是由电网调度中心的计算机网络、大屏幕显示器、打印设备、工作站、服务器等组成。它由处于调度区域内的测量控制设备等变电站终端、下级电网调度中心、发电厂等构成，由电力系统专属局域网进行连接。电网调度的自动化的主要功能有： 适应电力市场的运营需求、对电网运行安全情况进行分析、监控、实时采集电力生产的过程中数据、自动发电控制、对电力系统状态进行评估、自动经济调度、对电力负荷进行预测等。

5、配电自动化

配电自动化与调度自动化相比，规模要小的多。配电自动化目标在于实现电力系统经济运行、减轻运行人员的劳动强度、为用户提供优质服务、提高供电的可靠性、改进电能质量等，是一项综合信息管理系统，集合了设备管理技术、数据传输技术、计算机技术、现代控制技术等为一体。配电自动化在美国、英国、加拿大等一些发达国家已有了多年的运行经验，并且有向纵深性发展的趋势，如人工智能、光纤通信、大规模地形显示等。目前我国的配电自动化技术主要使用了配电管理+集中监控模式的配电自动化、集中监控模式的配电自动化、就地控制的馈线自动化模式，且使用了分布式总体结构，通过网络将子站和主站联在一起，形成统一的配电自动化系统。

总之，随着现代电力系统的市场化，我国的电厂也正在逐步进行技术改革和创新。采用电子自动化系统是实现电厂电气自动化的关键所在。在电厂电气自动化的控制系统中，应不断提高控制技术，对电器自动化系统进行不断地完善，保证电厂的安全稳定运行。

参考文献

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