火电厂电气自动化技术探析

摘 要：该文将结合火电厂电气自动化的发展趋势和前景展望，分析现场总线技术的应用。根据发电机、变压器、断路器、厂用电运行规则、的主要特性及各方面参数并结合运行方式ups系统设备的各个规章规范、等基本知识，以及发电机运行中容易出现的各种问题。近些年来，热控自动化迅猛发展，与此相比，电气自动化的发展显得极为不协调。该文将介绍常用的现场总线及其在火电厂自动化系统中的应用，介绍了ECS和DCS的一体化解决方案。

关键词：火电厂 自动化 运行方式 自动化

中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）03（c）-0-01

1 关于火电厂电器自动化ECS系统

发电厂用电系统建成ECS是近年来自动化领域一个非常引人注意的热点，不同于DCS侧重于热工系统的监控相对应，ECS侧重于电气系统监控、发电厂内部，从而保证厂里用电时低电压系统的保护、测量、计算、控制、分析、等综合功能。ECS一方面实现了DCS的通信方式和信息交换，大幅度的减少了DCS的测点投资和硬接线方式下的电缆投资。另一方面，通过网络和软件的方式实现了电气系统的协控调整、故障分析和运行调整，从而提高了整个发电厂的自动化水平。ECS顺应了技术发展的大趋势与潮流，通过充分利用现场总线和网络通信技术的方式，使发电厂用电技术水平有了迅猛提高，对于电气系统自动化具有至关重要的现实意义。但是还必须在以下两个方面实现取得突破性的进展：一方面是实现对厂用电气全通信控制。目前ECS系统不能满足DCS通过ECS对电气系统的通信全控方式。为了实现这一目标，必须解决热工艺联锁问题。另一方面，电气后台系统的应用仍然基本处于初级阶段，距离实质性的实现控制逻辑以及提高电气控制水平及系统运行管理水平仍然具有很大差距。

2 火电厂电器自动化技术现状

2.1 火电厂电器自动化技术变压器组监控

（1）包括发变组高压侧断路器、励磁系统的灭磁开关、励磁调节器开关、整流柜开关、AVR增、减磁控制，发电机并网、解列程序控制和软手操控制，以及电压、电流、频率、有功、无功、电能、温度、开关状态等监测。使励磁系统开关的联锁跳闸、无功自动调节，失磁快减、发电机顺序并网、顺序解列等功能都得到了提高与发展。（2）发电机运行方式。发电机在额定参数下可长期连续运行。发电机在满足规定的技术数据和技术要求，同时在正确维护的条件下，能够长期连续运行。发电机长期连续运行额定功率为200 Mw，最大连续功率220 Mw。

2.2 火电厂电器自动化技术励磁系统的监控

励磁系统是同步于发电机的重要组成部分，向发电机励磁绕组提供可调节的励磁直流电流。励磁系统的安全可靠性关系到电网和机组的安全稳定，至关重要。原有的专用励磁装置，通过硬接线方式与DSC接口，从而实现发电机并网、解列程序控制、以及电压、电流、频率、有功、无功、电能等参数监测的功能。

2.3 火电厂电器自动化技术现场总线应用

现场总线是安装在生产过程区域的现场设备，是以单个分散的、数字化、智能化的测量的控制作为网络节点，实现相互交换信息，共同完成自动控制功能的网络系统，与控制系统。FCS的现场总线融入DCS后，将彻底解决DCS的致命性弱点―虽然可以监视、控制整个工艺过程并自动进行修复，但无法在DCS的工程师站上对现场仪表进行维护、诊断、组态。

2.4 火电厂电器自动化系统功能

厂用电数字式综合保护测控单元一方面通过通信接口和总线网络与厂用电自动化子系统进行通信，实现与DCS系统的数据交换，同时与热工紧密联系电动机负载的数字式测控单元，省去了所有测量变送器以及控制电缆。这种接口模式不仅保证了DCS与厂用电系统的紧密联系，实现了电厂机、炉、电一体化运行和管理。对纯电气开关、设备的控制可通过权限设置来决定控制模式，通常情况下有两种模式：一种以ECS厂用电自动化系统进行控制为主；另一种以DCS控制为主。以上监控模式不仅给老电厂的改造有很好的先进性，更适用于新厂的建设与发展。

接口方式主要有以下两种：一种是电厂热力系统的电动机等测量、控制设备等通过现场控制总线网、通信接口设备分别与DCS以及电气监控系统进行通信。另一种是电厂电气测量、监控设备等与现场工业总线网和通信接口设备与电气监控系统进行通信，实现与DCS信息交换。

3 火电厂电器自动化技术的发展趋势

3.1 火电厂电器自动化技术前景分析

短期来看，经过有关部门预测，发电机容量将达到9.5亿kw左右，其中火电占据绝大比例，火电装机建设目仍处在火速增加的势头。董景晨说：“如果我国经济保持现在的高速增长，就存在对电力需求的增长，也就会带动发电装机的增长。尽管核电、风电、太阳能发电等新能源发电在发电装机中的比例会逐渐增高，但火电的主导地位在未来几十年内是不会改变的，火电的装机增长趋势是肯定的。”与此同时，他也看到了火电市场存在的变化，“上大压小”使火电厂单机容量逐步增大，数量却逐步减少，这将会直接导致市场份额的减少。与此而来的自动化设备需求如烟气排放监控系统、厂用电管理系统等给自动化设备带来了新的市场。

3.2 大型单元机组自动化技术的发展趋势

2007年3月，总理提出了“十一五”期间关停5000万kW小火电机组的目标，“上大压小”政策正式出台。在这一政策推动下，小机组纷纷关停，大机组建设则如火如荼。中国仪器仪表行业协会副秘书长董景辰说，“机组单机容量的加大提高了对相关自动化产品的要求和难度。新一代电气自动化系统从功能上覆盖发电厂的厂用电系统、发电机机组装置、升压站系统等。

4 结语

发电厂厂用电气自动化系统ECS是近年来在软件技术和网络通信发展的基础上形成的新型自动化系统。DCS虽然在过去的几十年对于自动化水平带来了极大的贡献，但同时也具有不可忽视的问题。为了解决这一问题，有效途径就是实现电厂电气综合自动化，在此基础上，实现机、炉、电的集中管理，从而达到电厂主控室炉 、电、机控制水平协调一致目标。

参考文献

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