发电厂电气监控系统设计研究

摘要 本文针对已经应对于目前发电厂中的电气监控系统，本文主要讨论了较低水平的电气自动化系统，以及与热工自动化水平的发展存在很大差异的现实情况，研究了现今火电厂实现电气监控系统所采用的组态模式，对每个模式的优缺点进行了比较分析，同时，还研究了整个监控管理系统应该具备的其他各项功能。

关键词 发电厂；电气自动化；组态模式

中图分类号TM645 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）55-0041-02

0 引言

随着我国经济的快速发展，高速运行的工业化对电力系统的要求也与日俱增，但是我国目前电厂的电气化水平还相对落后，电力系统的效率有待提高，所以，本文对电厂电气自动化监控系统的研究是十分必要而且相当有意义的。

1 电厂电气自动化系统的组态模式研究

1.1 集中监控方式

这种监控方式主要适用于控制区域较小的系统，其优点是系统设计简单，运行维护方便，控制站的防护要求不高。但由于整个自动化系统的全部功能都要集中在一个处理器上进行集中处理，所以，该处理器的任务是十分繁多的，加大了处理器的负担。并且当系统需要扩充时，由于监控对象的增加，也会使主机冗余相应的下降，布线复杂程度加剧，电缆数量也会随之增加，导致的结果是整个系统的可靠性会随之降低。另一方面，由于断路器和操作闭锁装置之间采用的硬接线方式，以及隔离刀闸的辅助接点会时常不到位，都会造成设备无法操作。

1.2 远程监控方式

远程监控系统又称四遥式监控系统，是应用于我国电厂的一种早期使用的监控方式。这种监测方式不会像集中监控方式那样，某一设备出故障影响整个系统，因此，这个系统的使用，可以提高系统的可靠性，节省控制的面积，节约电缆，缩减了安装费用，使系统的组态灵活。另一方面，由于该系统采用了四种不同的装置，导致系统体积庞大，扩展性差，结构复杂。所以，就目前的应用现状来说，这种监控方式还主要应用于电厂的小单元系统中，并没有得到更广泛的应用与研究。

1.3 现场总线监控方式

目前，以太网、工业现场总线等网络技术已经普遍应用于电厂自动化监控系统中。现场总线监控方式方便灵活，系统可随意裁剪，不同的间隔可以完成不同功能的实现，基于此，设计人员可以根据系统各节点之间的间隔来设计系统。采用这种监控方式主要的优点在于，减少大量的隔离设备，模拟量变送器等，而且作为智能设备，它安装简捷，各节点之间可以通过总线进行连接，从而节省了电缆的采购成本，同时，它还具有远程监控方式的全部优点。

2 发电厂电气监控管理系统功能研究

电厂电气自动化监控管理系统一般具有以下功能：

1）处理实时数据的功能：

通过现场节点的测控单元，监控系统可以采集到相关的信息，进行各种预处理，如对数据的合理性进行校验等，保证了数据更新的实时性。主要表现为，检测出事件、变位信号、状态、故障及模拟量和越限信息等。需要采集的信号主要类型有如下几种：状态量，脉冲量以及模拟量。

（1）模拟量：主要包括：无功功率、频率、功率因数、电压、电流和温度量；

（2）脉冲量：无功电能和有电功能；

（3）状态量：监视信号、继电保护装置、安全自动装置、报警信号、以及隔离开关以及接地开关的位置信号等。

2）数据库的维护与建立：

（1）历史数据库：需要长期保存的重要数据存放在历史数据库中。历史数据可以为系统的维修与维护提供可靠地历史数据；

（2）实时数据库：该数据库的数据实时进行更新，主要依据整个系统的运行情况来实时记录设备的运行状态。其数据精度和刷新周期可以根据系统规模及要求设定，且均应满足工程要求；

（3）用户数据库：主要是依据用户的使用要求，从上述数据库中选择出所需要的数据，来组建每个用户自己的数据库，协助用户完成各种应用功能，保证了用户使用数据的快捷性和方便性。

3）监视和报警：

通过屏幕可以了解各开关站的实时信息，如设备运行时的参数变化，系统的运行状态以及相应的操作指导等。若系统由多个CRT终端组成，则可以同时的提供相应的画面显示和相关的数据报告。如发生各模拟量越限的情况，则打印各报警信息，一般包括对象的名称、越限参数值、编号，以及时间，并记录次数。便于后期的故障统计。

4）事件顺序记录

当设备运行发生故障时，可将相应的编号，时间，性质以及信号状态等发生动作的安全自动装置、继电保护以及断路器的信息，按时间顺序形成记录的表格，显示在CRT上，同时也可以在打印机上输出打印，放入磁盘等写入装置进行保存。这样，当我们进行后期的设备维修中，可以依据这些数据进行原因分析，判断断路器跳闸的顺序等各项指标提供可靠的依据。

5）系统自诊断与恢复

操作人员通过对设备的实时监测，可以准确，及时，详尽地了解和掌握设备的运行状态，对可能发生故障的部位和状况提前进行分析和检测，并采取应的措施，并用这些经验和分析结果建立系统自己的专家诊断子系统，实现系统在线自诊断与自恢复。当在线自诊断系统发现设备故障时能够自动报警，并提供实时故障指示，当发现故障或者异常时，可以及时的进行报警，打印相关的信息，并用不同的颜色区别的显示，方便工作人员进行下一步的处理。

3 结论

随着计算机和通讯技术的发展，发电厂电气监控系统采用智能化前端设备现场总线的监控方式已成为今后我国火力发电厂电气监控系统的主要发展方向，在未来，监测系统的各项功能也会随着电力系统设备的进步和扩充，不断得到完善和发展。

参考文献

[1]范锡普.发电厂电气部分[M].北京：中国电力出版社，1995：1-84.

[2]朱能飞.电气监控在DCS中的应用[J].电力自动化设备，1999，19(6)：75-76.

[3]夏德海.现场总线技术[M].北京：中国电力出版社，2003：302-304.

[4]李子连.现场总线技术在电厂应用综论[M].北京：中国电力出版社，2002：3-81.