浅析发电厂电气自动化管理系统

摘要：本文阐述了自动化管理系统的优越性和可行性，并且对电厂的电气综合自动化改造提出了一些建议，供同行参考。

关键词：浅析；发电厂；电气自动化；管理系统

中图分类号：TM62文献标识码：A文章编号：

随着数字网络通讯技术的发展，网络通讯的速度和可靠性越来越高，具备了全面实现电气自动化的条件。发电厂电气部分的综合自动化是适应电力市场需要、提高电厂安全、经济运行水平和自动化水平的必然趋势。利用电气综合自动化技术，不但节约了成本，而且提高了电气系统的可靠性。目前电厂的电气监控自动化系统ECS也与其它系统相互交换数据实现电厂的信息化管理。ECS系统主要以分布分层方式进行监视控制,其主要由站点控制层、通信层、间隔层组成,下层的功能实现不依靠上层设备和网络的功能,可独立实现。站点控制层依靠上层主站系统,主要完成对整个系统数据的监视、控制,收集,整理,是ECS系统的核心。通信层主要完成间隔层和站点的数据转换,实现DPU的数据交换,并且对电气设备进行逻辑控制,所以通信层主要是以数据互访和转换为主,设备逻辑控制为辅。间隔层的组成是由保护监控装置和智能设备构成的,保护监控装置通过网络和接口等方式与上层的控制单元进行数据互通。在火力发电厂电气自动化系统的实际工作中,维护工程师在操作站操作系统,系统服务器收集,整理,存储数据,维护工程师掌握系统动态并进行设备的维护与管理,ECS系统与其他系统如DCS、SIS、MIS实现数据交换,并且电厂的主接线电气分布分段对各种分组装置进行分配控制,智能设备通过RS485-232口与主控单元SCN-031E连接,DCS数据通过站控层的转发工作站实现,其它信息如有需要可通过硬接线方式与DCS连接。

1 电气综合自动化管理系统的现状与发展

我国从20世纪90年代以后，我国设计的300mW或是300mW以上的机组，一般都利用电气监控纳入分散控制系统即DCS来实现热工控制协调，这标志着电气系统开始进入DCS时代。

DAS是早期进入DCS的数据采集系统，主要是在DCS中实现对重要电气开关量和模拟量以及电度脉冲量的状态监视、 越限报警和事故顺序记录、打印报表等工作。之后又逐步在DCS的顺序控制系统中，纳入了厂用电动机的控制，也有少数的电厂DCS中包含了发电机和厂用电的控制，计算机监控系统也广泛的应用于网络控制室中。然而现阶段的电气控制系统中，电气控制系统还没能取消常规的手动控制方式，电气控制屏还得以大量的保留。不仅无法减少单元控制室的面积，而且也加大了电气控制系统的投资，并没有实现真正意义上的计算机控制。

网络技术和网络可靠性的不断提高，电气控制和电气保护设备也在不断的发展，这些都为电气网络化的实现提供了优越的外部条件。发电厂电气部分的综合化，必将随着自动化网络的不断扩大而实现，并最终归入DCS系统中，从而实现信息资源在全厂范围内的共享，整个电力系统的自动化水平也必然会达到一个新的高度。

2 发电厂电气系统综合自动化的优越性与可行性

2.1发电厂的电气系统综合自动化的优越性体现在以下诸多方面

2.1.1 电气设备进入综合自动化系统后，取消了常规的强电控制平台及大量的常规表计和光字牌，所有断路器的控制操作均可在操作员工站上实现软手操，降低劳动强度且节省投资；

2.1.2 发电机系统可实现由零起升速、升压到并网带初始负荷的程序控制和软手操控制；

2.1.3 易于实现发电厂电气系统防误闭锁功能，减少误操作；

2.1.4 系统软件为电气各子系统提供结构清晰的系统图。系统软件具有数据处理和统计、事故报警记录和追忆、画面生成和显示、报表生成和打印等诸多后台功能。对于继电保护和其他电气专用自动装置以及电气程序控制，系统软件提供专用操作窗口；

2.1.5 实现对所有电气设备的测量、保护、控制、监测和信息管理。电气综合自动化系统与电厂DCS系统之间采用网络通信方式，二者交换的信息量不受限制，并可节省大量控制电缆和变送器，改变了只有少数重要电气量才接入DCS的状况，提高了发电厂的自动化水平。

2.2可行性分析

在变电领域中，电气综合自动化技术已经得到了广泛的应用和大力的发展，功能技术水平在逐渐得到了完善。因而在发电厂电气系统中，可以广泛的应用分散分布式电气综合自动化技术。现在微机型装置已经完全取代了传统的电磁型、晶体管型及集成电路型电气安全保护自动装置。微机型电厂主要有：发电机、主变压器保护，高备变和高厂变保护，自动电源切换装置即ATS，自动励磁调节装置即AVR，发电机自动准同期装置，电源分支保护装置和开关同期合闸装置，低压备用电源自投装置，高压电动机和变压器综合保护装置，母线分段保护装置和400V系统的智能脱扣器等电气系统保护和自动装置。在这些保护和自动装置中，都设有CPU、A（D）/D（A）转换及存储器等，具有基本的模拟量、开关量输入和输出等硬件电路，通过软件来实现测量、记忆、逻辑、判断、执行、输出和人机界面等功能，从而实现保护和自动，而且上位机系统和现场总线可以通过通信接口来实现信息交换。

近年来，在工业和民用领域中广泛的应用了现场总线技术，使得通信速率、距离和抗干扰能力等技术不断的得以提高，并且已经形成了多种标准。DCS系统不仅可以通过DO、DI对外联系，而且可以通过下位系统和现场总线相联，利用现场总线进行DCS系统的远程IO站与主机间信息和指令的相互交换。因而，不管是在软件技术还是硬件技术上，都已经能够满足实现发电厂电气系统综合化的需要。

3 关于电气系统综合自动化改造的建议

3.1做好提前准备和合理规划，坚持科学、合理、节约的原则

电气综合自动化改造是个复杂的工程，需要牵涉到各种设备。在改造之前，要综合的考虑设备选型、盘位布置、预留接口和通讯规约等方面。这样，在满足外部环境条件的情况下，不仅可以节约时间，而且还能节省大量的人力和物力。

3.2设计和配置力求简练和实用

发电厂现有的远动、监视、五防、控制、保护等装置情况各不一样。因此在综合自动化改造中，应该注重整体的把握和综合考虑，做到实用、简练，功能重复的设备要避免并列运行。

3.3要有长远目标和考虑

在进行电气综合自动化系统改造中，受到现场实际情况的限制，一些设备的监控目前还难以纳入综合自动化系统的实施中，因此可以在满足基本监控功能的条件下，充分顾及这些不具备改造条件的设备，在整体框架下预留接口，为后期改造做准备。

4 结束语

在发电厂的电气系统实施综合自动化，其最终目标是运行人员凭借综合自动化系统，通过操作员工工作站的显示器、鼠标和键盘对全厂电气设备进行监控和管理。实现综合自动化以后，不仅是电气系统的控制模式将发生根本的改变，发电厂的自动化水平和经济效益也将得到很大程度的提高。

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