火力發(fā)電廠電氣自動化系統(tǒng)的發(fā)展

1、    火力發(fā)電廠電氣自動化系統(tǒng)的發(fā)展    鄭濱 摘 要：在概述火力發(fā)電廠電氣自動化系統(tǒng)的基本功能與特點的基礎(chǔ)上,詳細分析火力發(fā)電廠電氣自動化系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,為進一步研究電氣自動化系統(tǒng)提供了相關(guān)依據(jù)。 關(guān)鍵詞：發(fā)電廠;自動化系統(tǒng);電氣 中圖分類號tm文獻標識碼a文章編號1673-9671-(2010)082-0016-01火力發(fā)電廠電氣自動化系統(tǒng)可以掌握主控室機、爐、電的控制水平協(xié)調(diào)一致,實現(xiàn)全局的數(shù)據(jù)共享,方便管理集控,減輕工作人員的工作量,完善自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。伴隨著電廠信息化技術(shù)與企業(yè)自動化技術(shù)的飛速發(fā)展與電力市場的推進,采用先進的

2、自動化控制技術(shù),提高火電廠電氣自動化運行與管理水平,增強企業(yè)的競爭力,節(jié)能降耗,已成為電力企業(yè)的熱門課題?；谶@些原因,本文對火力發(fā)電廠電氣自動化系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展進行系統(tǒng)的論述與分析。 1火力發(fā)電廠電氣自動化系統(tǒng)的應(yīng)用1.1火力發(fā)電廠電氣自動化系統(tǒng)的基本功能火力發(fā)電廠電氣自動化系統(tǒng)的功能是以監(jiān)視控制設(shè)備為主,實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換信號反饋為輔助功能的系統(tǒng),在監(jiān)控設(shè)備過程中,以主接線圖、曲線等形式測量設(shè)備的數(shù)據(jù)信息與運行狀態(tài),且可以及時上報設(shè)備的警告信號,動作事件異常等情況,這樣可以避免危險情況與操作失誤的發(fā)生。電氣自動化系統(tǒng)還需提供出潮流日報表、設(shè)備啟停次數(shù)報表、電量日報表和檢修報表等。電氣自動化系

3、統(tǒng)的高級功能還可以提供很多特殊的數(shù)據(jù)反饋,如定值的遠方修改在線自動校核,利用測控裝置本身的計量功能與脈沖信號進行電量統(tǒng)計,故障診斷及電機狀態(tài)檢修與電氣主站系統(tǒng)的在線設(shè)備管理等。1.2火力發(fā)電廠電氣自動化系統(tǒng)的特點火力發(fā)電廠電氣自動化系統(tǒng)相對其他系統(tǒng),設(shè)備數(shù)量與布置相對較多,且系統(tǒng)較為復(fù)雜,在設(shè)備安裝時需將各用電設(shè)備分散安裝在各個電機和配電室的主控中心,系統(tǒng)運行中信息量大,安裝電氣元件較多,檢修維護復(fù)雜。電氣自動化系統(tǒng)設(shè)備操作頻率低,部分設(shè)備在很長時間才操作一次,其保護自動裝置要求性能卻很高,需要快速的對設(shè)備進行操作與反應(yīng)。電機設(shè)備自身構(gòu)造邏輯較簡單,但操作機構(gòu)卻很復(fù)雜。從控制方式出發(fā),電氣自動

4、化系統(tǒng)的設(shè)備的監(jiān)控主要接入dcs系統(tǒng),在兩臺機組用一個被變時要考慮到控制權(quán)的唯一性,所以,在運行過程中,要做好兩臺機組dcs電氣的控制模式。在火電廠建立電氣自動化系統(tǒng)時,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與dcs的聯(lián)網(wǎng)方式是系統(tǒng)高效可靠運行的關(guān)鍵,既要實現(xiàn)正常的運行操作與啟停外,又要實現(xiàn)實時顯示異常運行與事故狀態(tài)下的各種狀態(tài)與數(shù)據(jù),并提供相應(yīng)的應(yīng)急處理措施與操作指導(dǎo),以保證電氣系統(tǒng)在最安全的合理工況下工作。2火力發(fā)電廠電氣自動化系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀隨著科學技術(shù)的發(fā)展,火力發(fā)電廠自動化系統(tǒng)也得到了相應(yīng)的發(fā)展,電氣保護監(jiān)控裝置也可實現(xiàn)交流采樣的控制、測量、保護與通信,新型的計算機保護監(jiān)控可以很方便的利用工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線技術(shù)組

5、成網(wǎng)絡(luò),火力發(fā)電廠監(jiān)控系統(tǒng)的進步也為信息通信,數(shù)據(jù)采集開拓了新了技術(shù)革新。目前電廠的電氣監(jiān)控自動化系統(tǒng)ecs也與其它系統(tǒng)相互交換數(shù)據(jù)實現(xiàn)電廠的信息化管理。ecs系統(tǒng)主要以分布分層方式進行監(jiān)視控制,其主要由站點控制層、通信層、間隔層組成,下層的功能實現(xiàn)不依靠上層設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的功能,可獨立實現(xiàn)。站點控制層依靠上層主站系統(tǒng),主要完成對整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)的監(jiān)視、控制,收集,整理,是ecs系統(tǒng)的核心。通信層主要完成間隔層和站點的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,實現(xiàn)dpu的數(shù)據(jù)交換,并且對電氣設(shè)備進行邏輯控制,所以通信層主要是以數(shù)據(jù)互訪和轉(zhuǎn)換為主,設(shè)備邏輯控制為輔。間隔層的組成是由保護監(jiān)控裝置和智能設(shè)備構(gòu)成的,保護監(jiān)控裝置通過網(wǎng)絡(luò)和接

6、口等方式與上層的控制單元進行數(shù)據(jù)互通。在火力發(fā)電廠電氣自動化系統(tǒng)的實際工作中,維護工程師在操作站操作系統(tǒng),系統(tǒng)服務(wù)器收集,整理,存儲數(shù)據(jù),維護工程師掌握系統(tǒng)動態(tài)并進行設(shè)備的維護與管理,ecs系統(tǒng)與其他系統(tǒng)如dcs、sis、mis實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換,并且電廠的主接線電氣分布分段對各種分組裝置進行分配控制,智能設(shè)備通過rs485-232口與主控單元scn-031e連接,dcs數(shù)據(jù)通過站控層的轉(zhuǎn)發(fā)工作站實現(xiàn),其它信息如有需要可通過硬接線方式與dcs連接。3火力發(fā)電廠電氣自動化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢隨著計算機的發(fā)展,ecs系統(tǒng)已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的控制操作,現(xiàn)今又由計算機控制逐步向智能控制和智能管理轉(zhuǎn)變,在電氣自動化系統(tǒng)

7、中主要表現(xiàn)在間隔層的保護和測控裝置的獨立上,系統(tǒng)控制單元向著測量控制一體化的,綜合智能網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展,今后生產(chǎn)的系統(tǒng)控制單元將直接面向一次性設(shè)備或機組,除了實現(xiàn)現(xiàn)有的監(jiān)視控制以外,還將實現(xiàn)站控層的互聯(lián)、誤操作的防護、狀態(tài)信息的記錄等功能。站控層將滿足scada功能,實現(xiàn)運行管理的全面自動化。主站將采用先時的數(shù)據(jù)采集技術(shù)對歷史數(shù)據(jù)進行分析,并預(yù)測出近期的設(shè)備狀態(tài)。從功能上可分為內(nèi)外兩部分,對外的功能是指給dcs和sis等其他系統(tǒng)提供數(shù)據(jù),實現(xiàn)機組優(yōu)化控制和優(yōu)化管理等綜合智能控制,對內(nèi)的功能是指間隔層裝置的監(jiān)控管理、自動抄表、設(shè)備管理、定值管理、故障信息管理、設(shè)備在線診斷和小電流接地選線等功能于

8、一體。隨著國際電工委員會制定的eic61850標準的制定,電氣自動化系統(tǒng)在實現(xiàn)其基本的功能之外,還應(yīng)具備互操作性、可擴展性和高可靠性等性能。由于現(xiàn)場總線通信協(xié)議技術(shù)標準的多樣性,難以統(tǒng)一,使其不能滿足以上性能要求,而以太網(wǎng)由于其傳輸速度快、容量大、網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)靈活以及低成本等特點,在商業(yè)領(lǐng)域和工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)得到了大規(guī)模的應(yīng)用,該技術(shù)成為建立電氣自動化中無縫通信的最好選擇。 工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)直接應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備間的通信已成大勢所趨。隨著以太網(wǎng)通信速率的提高,全雙工通信、交換技術(shù)的發(fā)展,為以太網(wǎng)的通信確定性問題的解決提供了技術(shù)基礎(chǔ),從而為以太網(wǎng)直接應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備間通信提供了技術(shù)可能,利用嵌入式軟硬件,在單片機系統(tǒng)上實現(xiàn)工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)又稱為嵌入式以太網(wǎng),國外大的電力設(shè)備供應(yīng)商紛紛推出了基于嵌入式以太網(wǎng)的微機保護測控設(shè)備,國內(nèi)電力裝備制造商開發(fā)的最新綜合自動化系統(tǒng)中,也把嵌入式以太網(wǎng)成功應(yīng)用于二次保護控制設(shè)備。因而嵌入式以太網(wǎng)是電氣綜合自動化系統(tǒng)間隔層網(wǎng)絡(luò)通信的必然發(fā)展方向。4結(jié)語電廠電氣自動化系統(tǒng)是進一步提高電廠自動化水平,特別是電氣運行管理水平的必然