探討電廠電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

1、    探討電廠電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)    王建恩 王建輝 張穎摘要:本文就我國電廠電氣系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的現(xiàn)狀、電氣綜合自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)以及如何實(shí)現(xiàn)電氣系統(tǒng)綜合自動(dòng)化進(jìn)行探討，提出把微機(jī)綜合自動(dòng)化的新技術(shù)應(yīng)用在電廠的電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的新概念，旨在與同行交流，以不斷提升電廠電氣系統(tǒng)不斷的綜合化、自動(dòng)化、現(xiàn)代化、科學(xué)化。關(guān)鍵詞:電廠；電氣系統(tǒng)；綜合自動(dòng)化所謂電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，就是集測(cè)量、監(jiān)控、通訊、繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置等功能于一體的現(xiàn)代電廠電氣系統(tǒng)。目前我國絕大部分110千伏之的變電站大都達(dá)到了自動(dòng)化，不用人員現(xiàn)場(chǎng)看護(hù)操作，而220千伏之上變電站電氣系統(tǒng)也

2、正不斷提高其自動(dòng)化的技術(shù)水平，現(xiàn)場(chǎng)看護(hù)操作人員大大減少。但電廠的電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的特殊要求，還沒有很好的將微機(jī)綜合自動(dòng)化這一新技術(shù)應(yīng)用在這一系統(tǒng)之中，從而導(dǎo)致目前的電廠系統(tǒng)的各種保護(hù)和安全自動(dòng)裝置都處于相對(duì)獨(dú)立運(yùn)行的現(xiàn)狀難以改變。基于此，改造電廠電氣系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化就顯得尤為重要，確保電廠安全可靠穩(wěn)定的運(yùn)行。一、我國電廠電氣系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的現(xiàn)狀當(dāng)前，我國很多電廠大都采用dcs系統(tǒng)，雖然能達(dá)到基本運(yùn)行和控制等基礎(chǔ)性的功能，但應(yīng)用電氣系統(tǒng)還比較缺乏。一般情況下，目前的電廠系統(tǒng)的各種保護(hù)和安全自動(dòng)裝置都處于相對(duì)獨(dú)立運(yùn)行的現(xiàn)狀，并與dcs系統(tǒng)時(shí)尚信號(hào)交換和有效控制，但dcs系統(tǒng)無法反映電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)

3、的測(cè)量、事故的追蹤及保護(hù)動(dòng)作等信息，只能體現(xiàn)出電廠電氣系統(tǒng)的單一畫面，顯示電氣運(yùn)行設(shè)備是否有功、電壓及電流等基本電氣量，只能達(dá)到控制開關(guān)和調(diào)整勵(lì)磁等簡單的控制。因?yàn)殡姀S中應(yīng)用dcs系統(tǒng)較為廣泛，這就必須將dcs系統(tǒng)的可行性接入電氣系統(tǒng)。通常情況下采取硬接的方式，接入量一般是do、di和模擬量三種。但這種連接方式將擁有抗干擾力不強(qiáng)的缺點(diǎn)，且由于接入量的增加而增加投資成本，導(dǎo)致信息監(jiān)測(cè)不健全和工程造價(jià)高等后果的發(fā)生，最終造成無法全面實(shí)施電氣系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的管理。而采用微機(jī)系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化，其采用的分散分布技術(shù)，具有結(jié)構(gòu)簡便靈活。維護(hù)簡單、安全可靠、節(jié)約資源等特點(diǎn)，因此，將微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用在電

4、廠電氣系統(tǒng)中顯得極其重要，不僅降低了成本，也減少了人員的需求，提升了性能，大大加快電廠電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的改進(jìn)進(jìn)程。目前，多數(shù)電廠升壓站隔離開關(guān)和斷路器的操作仍然使用傳統(tǒng)的硬搬把(按鈕)操作。傳統(tǒng)的硬搬把(按鈕)在運(yùn)行時(shí)間較長的情況下，接點(diǎn)容易出現(xiàn)不到位，導(dǎo)致操作失敗或誤操作等問題目前市場(chǎng)上搬把(按鈕)質(zhì)量無法保證，備品備件更換后壽命非常短，且對(duì)運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行搬把或按鈕的更換風(fēng)險(xiǎn)較大。由于多數(shù)電廠升壓站的隔離開關(guān)、斷路器均采用硬操作，在“五防”系統(tǒng)改造后，“五防”系統(tǒng)仍然要和硬搬把操作系統(tǒng)配合，這樣就增加了操作人員的操作步驟和難度，延長了操作時(shí)間。綜上所述，傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)存在很多問題，越來越不適

5、應(yīng)生產(chǎn)的要求，因此有必要進(jìn)行新的監(jiān)控系統(tǒng)改造。二、電廠電氣綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)電氣自動(dòng)化技術(shù)在功能上已日趨完善,在變電領(lǐng)域已得到了廣泛的應(yīng)用與發(fā)展,因此,分散分布式的電氣綜合自動(dòng)化技術(shù)也可以在發(fā)電廠電氣系統(tǒng)中加以應(yīng)用。目前,微機(jī)設(shè)備已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的依靠電磁、晶體管、集成電路等所構(gòu)成的電氣保護(hù)及安全裝置,實(shí)現(xiàn)了發(fā)電廠電氣自動(dòng)化水平的提升。微機(jī)綜合自動(dòng)化電氣系統(tǒng)的保護(hù)與自動(dòng)裝置有:發(fā)電機(jī)保護(hù),變壓器綜合保護(hù),高廠變、高備變保護(hù),電源分支保護(hù),母線分段保護(hù),饋線保護(hù),勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)節(jié),電源瞬時(shí)切換等裝置。這些裝置的內(nèi)部均具有處理器、數(shù)字與信號(hào)轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器等,可以將模擬量、三、如何實(shí)現(xiàn)電廠電氣系統(tǒng)的

6、綜合自動(dòng)化通過現(xiàn)場(chǎng)總線和電氣保護(hù)自動(dòng)裝置的綜合形成電廠的電氣監(jiān)控系統(tǒng),并與dcs的有效結(jié)合來實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠的電氣綜合自動(dòng)化。其中,dcs系統(tǒng)是電廠中自動(dòng)化系統(tǒng)的核心。在電廠電氣綜合自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)過程中要解決以下兩方面的問題。（一）注意現(xiàn)場(chǎng)總線的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)總線,由于保護(hù)和自動(dòng)裝置的生產(chǎn)廠家不同,其標(biāo)準(zhǔn)可能不同,不能簡單地相連接?？尚械霓k法是:將廠用電氣系統(tǒng)的所有裝置按照同一總線標(biāo)準(zhǔn)分為子系統(tǒng),每一子系統(tǒng)里的設(shè)備及裝置與同一種總線標(biāo)準(zhǔn)適合。再將這幾部分的子系統(tǒng)與dcs系統(tǒng)和電氣工作站相連,并由監(jiān)控系統(tǒng)完成總線連接及信息傳送等。（二）電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建整個(gè)系統(tǒng)分為三層,由里到外依次是測(cè)控保護(hù)層、通信

7、管理層、后臺(tái)機(jī)系統(tǒng),各層間相互聯(lián)系,履行各自的功能。對(duì)于測(cè)控保護(hù)層,其功能是測(cè)量與控制保護(hù),由各種保護(hù)和自動(dòng)裝置構(gòu)成。利用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)能很好的解決該層裝置多且分散的問題,實(shí)現(xiàn)分散控制；對(duì)于通信管理層,該層行使傳遞和反饋信息的功能,它將dcs對(duì)上一層的控制命令送往各個(gè)相關(guān)的裝置,并將各裝置上的信息反饋到dcs系統(tǒng)。根據(jù)通信管理層與上位機(jī)系統(tǒng)的連接方式、現(xiàn)場(chǎng)總線方式、測(cè)控保護(hù)裝置的數(shù)量等,可有不同的配置；對(duì)于后臺(tái)機(jī)系統(tǒng),其主要由dcs系統(tǒng)和電氣工作站組成。dcs系統(tǒng)不僅可依靠do、di控制各類電氣設(shè)備,還可以通過信息管理層獲得所需的諸如開關(guān)狀態(tài)等其他信息,并將這些信息傳送至工作站。dcs的控制層可

8、實(shí)現(xiàn)dcs與通信管理層的連接。而電氣工作站,主要就是接收來自通信管理裝置上傳的所有信息,進(jìn)行相應(yīng)的分析處理,并完成畫面的反映及相關(guān)電氣量的顯示,實(shí)現(xiàn)廠用電系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控功能。四、促進(jìn)電廠電氣系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的相關(guān)建議一是事先要規(guī)劃好發(fā)電廠電氣自動(dòng)化的改造,把握科學(xué)、合理、節(jié)約的原則,提前準(zhǔn)備好需要改造和更新的設(shè)備,同時(shí),要綜合考慮諸如繼電保護(hù)裝置、斷路器、五防系統(tǒng)等設(shè)備在型號(hào)、盤位布置、預(yù)留接口方面將來接入綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的問題。只有這樣,對(duì)電氣自動(dòng)化的改造才能合理又節(jié)省了人力物力。二是在設(shè)計(jì)電氣自動(dòng)化的過程中要把握實(shí)用的原則。由于發(fā)電廠現(xiàn)有的監(jiān)控、遠(yuǎn)動(dòng)、五防、保護(hù)等設(shè)備裝置其原理和性能的不同,

9、在進(jìn)行改造時(shí)要整體上把握,綜合考慮,避免出現(xiàn)功能重復(fù)的設(shè)備并列運(yùn)行。三是改造的目的是為了發(fā)電廠將來更好的高效運(yùn)行,因此,電氣自動(dòng)化改造要注重遠(yuǎn)期目標(biāo)。比如,有的發(fā)電廠由于老化或廠房實(shí)際條件的限制,不可能所有的監(jiān)控設(shè)備都可以納入電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的改造中。就需要在改造時(shí),把這些不具備改造的設(shè)備考慮到,在整體框架下,預(yù)留接口,便于后期的改造?？傊?，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電廠電氣系統(tǒng)的綜合制動(dòng)化已成為未來電廠電氣系統(tǒng)必然的發(fā)展祛暑。對(duì)其改進(jìn)的成功與否，不僅決定這投資成本的高低，還決定了一個(gè)電廠的綜合自動(dòng)化的技術(shù)水平和能力，決定了電廠發(fā)展的速度，甚至決定電廠的命運(yùn)，因此，只有在不斷加快電氣系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化改進(jìn)進(jìn)程，才能在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的今天擁有一席之地，也為我國的電力事