2x660MW火力发电厂电气监控系统的应用

【摘 要】电气监控系统在发电场中是非常重要的系y，关系到火电厂的经济效益和生产效率，因此本文对的火力发电厂采用的电气监控系统的应用进行了分析，首先简要介绍了火电厂电气监控系统中存在的问题，其次对电气系统控制特点进行了分析，针对应用中存在的问题，提出了电气计算机控制系统方案，此方案的开放程度高且技术先进，可以极大的提升火电厂的自动化程度和管理水平。

【关键词】火力发电厂 电气监控系统 ECS 硬接线

1 前言

随着我国科学技术水平的不断提高以及信息化建设的背景下，电力行业的技术也在不断随着发展，目前在等大中型的火电厂中除了已经广泛采用的微机分散控制系统（DCS），还配置了厂级监控信息系统（SIS）、厂级管理信息系统（MIS）等数字化的应用系统，具有数据采集、数据处理、监控、及远距离遥控等丰富的功能，实现整定值参数在监控中心的上传和下载，提升了电厂运行效率与电厂的经济效益，并反映着我国火力发电厂的自动化管理水平，新技术的广泛应用使电厂也逐渐步入了网络化和信息化的时代，火电厂监控系统（ECS）是在此基础上产生的，可以实现锅炉电力一体化管理但是DCS中也存在着一些问题，太过侧重汽轮与锅炉而忽视了电气系统，三者之间的协调性也有些差，且ECS也有进一步提升的空间，提升ECS与DCS的无缝连接。

2 火电厂电气监控系统中存在的问题

2.1 硬接入

当前采用的连接DCS与电气系统的方法是硬接入的方法，这种方法的弊端是投入成本高，因其按点收费的模式，当接入新的线缆时，需要增加一个点的成本，如果遇到大量的线缆接入时，成本变得难以负担。

2.2 数据通信

当前是信息数据的时代，火力发电厂中的电气监控系统中的数据信息也是庞杂的，其中有有效信息也有无效的信息，并且，大部分是与DCS无关的数据信息，在提取出有效信息以后，无效的信息会干扰到正常信息的处理，而且会造成网络拥塞，严重影响到系统的正常运行。同时，设备之间的通信连锁都是在连接的情况下进行的，收到数据通信的牵制，当数据通信不稳定时，会导致通信终端，通信连锁也就失效。

2.3 动作权限

对于DCS系统而言，还有一个通过遥控进行连接的备用的操作系统，但是有限定的条件，即两个系统必须处于统一操作位置的时候才能进行连接实现，所以当两个系统的操作位置不相同时，无法启动备用系统的操作权限。

3 火电机组电气系统控制特点分析

3.1 精确度高

火力发电厂中的电气系统精确度要求很高，主要体现在变压器与厂用电源上，如果发生制动延迟，则会造成不可估量的损失。而且涉及到电气监控仪表的电气参数的变化也是非常快的，也需要很精确。电能值参数包括电压、电流、频率、相位以及功率等，数字值参数包括开关状态、保护动作等信号，当参数变化很快时，计算机监控系统的采样速度也要加快。

3.2 智能性高

电气监控系统的智能化程度较高，系统很多装置诸如起备保变保护、厂用电切换装置、自动同期装置等都是微机型，并采用智能开关以及智能仪表等很多智能化的装置，如此增加了装置的反应灵敏度和可靠性，可以在很快的时间内完成切换调节等操作，既增加了电气监控系统的工作性能，也方便了与计算机监控系统的连接与通信。

3.3 逻辑简单

电气监控系统对运行频率的要求较低，当系统启动运行以后，可以长时间的维持正常工作的状态，无需工作人员继续长时间操作，只需要偶尔进行查看与操作，运行逻辑简单还体现在系统中的控制与闭锁逻辑简单，均为开关量控制，且无需进行后续的调节与控制。

4 电厂电气计算机控制系统方案应用分析

4.1 方案分析

为实现对电气设备的监控，需要为每单元机组设置电气计算机控制系统。首先为每台计算机设置电气现场总线信息采集系统（EFCS）进行数据采集，主要采集的是电气系统管理信息。此系统包括了机组电气系统的发电机变压器组、单元机组与公用厂用电系统，其中发电机-变压器组和厂用电电源系统主要使用EFCS实现监控功能。然后使用硬接线技术，将电气系统中的电能值信息、数据量信息和控制信号，以及机炉厂用电动机均接入DCS。DCS没有为电气系统专设操作员站，并取消了与EFCS的通信接口，而是与电气操作员站一起设置在电气计算机的控制系统在集中控制室当中。最后，当EFCS采集到电气系统管理信息以后，既可以送入EFCS的工程师站对诸如故障电流、电压波形等数据进行分析处理，也可以通过独立的通信接口送入厂级监控信息系统与信息管理系统。电气现场总线的信息采集使用的是分层-分布式结构的控制系统，系统功能是分层进行管理，设备是分散的进行布置。总线拓扑结构中设备为三层，分别是监控主站层、通信子站层和间隔层；网络为二层，分别是连接监控主站层与通信子站层的以太网以及连接通信子站层与间隔层的现场总线网。

4.2 方案优点

此方案具有很多优势：使用硬接线技术EFCS接入DCS系统可以减少大量的隔离器件、端子柜、I/O卡件等；设备之间使用总线实现通信，可以大幅度的减少在施工器件安装、系统运行调试以及检修维护所消耗的工作量；DCS主要针对的是汽轮与锅炉，而EFCS 系统是针对电气系统开发的，相关的施工与技术都是电气专业人员，因此两系统相比较EFCS更方便控制与管理适应电气系统；系统中的每个智能测控单元的功能都是互不干扰的，这样规避了故障干扰其他元器件的风险，提高了整个系统可靠性和稳定性。

5 结语

总之，电气监控系统极大的推动了火力发电厂的发展，也在我国得到了广泛应用，本文分析的方案结合了DCS与EFCS，实现了完整的炉电一体化和机组的协调运行。随着科学技术的不断完善和计算机网络通信技术的不断发展，针对目前实际应用中存在的很多问题，需要继续的进行研究与解决，实现火电厂投资运营的效益最大化。

参考文献：

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