摘 要：隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對電氣自動(dòng)化水平的要求提出了更高的要求，發(fā)電廠的電氣監(jiān)控系統(tǒng)向更高水平發(fā)展已成為趨勢。本文分析了ECS發(fā)展中存在的諸多問題，介紹了目前電氣監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，并簡要提出了ECS的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠；電氣；監(jiān)控；ECS；DCS

1 前言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生產(chǎn)自動(dòng)化水平愈來愈高，對發(fā)電廠的電氣自動(dòng)化水平也提出了更高的要求。發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)（ECS）是為了提高發(fā)電廠電氣系統(tǒng)的自動(dòng)化和運(yùn)行管理水平，應(yīng)用計(jì)算機(jī)、現(xiàn)場總線技術(shù)和通信技術(shù)、測量保護(hù)和控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠電氣系統(tǒng)的電氣運(yùn)行、控制、保護(hù)和故障診斷等功能的綜合自動(dòng)化監(jiān)控管理系統(tǒng)。我國目前電廠的電氣化水平還相對落后，但隨著電氣自動(dòng)化水平的提升和電氣智能設(shè)備的發(fā)展，ECS系統(tǒng)向深層次發(fā)展已成為必然。

2 發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的必要性

電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)側(cè)重于機(jī)爐控制，電氣系統(tǒng)反映的信息量小，控制較為簡單，不利于電氣運(yùn)行人員快捷、便利的進(jìn)行操作與事故分析。一般情況下，廠用電氣系統(tǒng)的保護(hù)及安全自動(dòng)裝置基本獨(dú)立運(yùn)行，如發(fā)變組保護(hù)、自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置（AVR）。

DCS系統(tǒng)通常控制400V電動(dòng)機(jī)等，而電氣運(yùn)行人員關(guān)心的測量、保護(hù)動(dòng)作、定值及參數(shù)整定、事故追憶等信息在DCS系統(tǒng)都無法反應(yīng)。因此，電廠電氣運(yùn)行人員迫切希望能提高電氣自動(dòng)化水平。傳統(tǒng)的電氣控制均是通過硬接線一對一的形式采集電氣信號，這需要安裝大量的變送器和控制電纜，而且采集信息有限?？萍嫉陌l(fā)展使得ECS系統(tǒng)一方面接入DCS交換有關(guān)數(shù)據(jù)，另一方面，通過接入電氣監(jiān)控后臺(tái)，充分利用電氣系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)后信息全面的優(yōu)勢，在深層次的數(shù)據(jù)挖掘中提高整個(gè)電氣系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)管理水平。ECS系統(tǒng)的應(yīng)用將大大提高電廠電氣運(yùn)行市場上的競爭力，有利于與國際先進(jìn)機(jī)組接軌。

3 發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)在發(fā)展中存在的問題

3.1 系統(tǒng)接入問題

DCS與電氣系統(tǒng)的接入采用“硬接入”方式。其缺點(diǎn)是投資大，連接按“點(diǎn)”收費(fèi)，每增加一個(gè)量，都要增加一路電纜與DCS的通路，造成了接入數(shù)目越多，投資越大，無法大規(guī)模的使用。

3.2 通信數(shù)據(jù)問題

電氣項(xiàng)目工程中往往會(huì)存在通信接口不標(biāo)準(zhǔn)、通信缺乏可靠性和實(shí)時(shí)性以及通信設(shè)備有較大的局限性等相關(guān)問題，并且發(fā)電廠電氣系統(tǒng)的控制裝置很多，需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息也很多，而這些數(shù)據(jù)中大部分與DCS是無關(guān)的，若不對數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)分處理，會(huì)影響DCS系統(tǒng)運(yùn)行的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

3.3 ECS接口問題

目前我國DCS硬件普遍采用的都是進(jìn)口設(shè)備，但其通信開放性限制很多，導(dǎo)致ECS與DCS的接口存在一些問題：DCS系統(tǒng)較為側(cè)重于機(jī)爐控制，對于電氣自動(dòng)化的控制開發(fā)受到一定限制，因此無法接受來自ECS的更多數(shù)據(jù)；另一方面是DCS系統(tǒng)的掃描周期較快，然而通訊周期、數(shù)據(jù)長度、信息量的多少對通信的實(shí)時(shí)性都存在一定的影響，因此ECS通信速率具有不穩(wěn)定性。

3.4 電氣聯(lián)鎖問題

在發(fā)電廠運(yùn)行過程中，涉及到各種聯(lián)鎖回路問題。雖然支撐聯(lián)鎖反應(yīng)的原理較為簡單，但是由于電氣自身操作較為復(fù)雜，再加上通信不穩(wěn)定狀態(tài)，可能造成通信中斷問題，引發(fā)聯(lián)鎖失效。因此，在選擇聯(lián)鎖通信時(shí)，大多為“硬接線”形式。

3.5 動(dòng)作權(quán)限問題

在發(fā)電廠中，DCS系統(tǒng)集中控制電氣設(shè)備，且DCS系統(tǒng)還有一個(gè)備用操作手段ECS系統(tǒng)，它倆之間是通過遙控的手段實(shí)現(xiàn)聯(lián)系的。DCS系統(tǒng)和ECS系統(tǒng)如果處在的操作位置不同，閉鎖的措施就不能被應(yīng)用，動(dòng)作權(quán)限只有在ECS系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)位于同一操作位置時(shí)才能實(shí)現(xiàn)。

4 電氣監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能

新型電氣監(jiān)控系統(tǒng)采用分布式機(jī)構(gòu)，分層分布式結(jié)構(gòu)分為保護(hù)測控單元層、通信管理層、系統(tǒng)監(jiān)控層。保護(hù)測控單元層由數(shù)量眾多的自動(dòng)監(jiān)控和保護(hù)裝置構(gòu)成，該裝置具有監(jiān)控、測量、保護(hù)、信號檢測、數(shù)據(jù)交換等功能。通訊管理層實(shí)現(xiàn)不同裝置之間以及DCS和裝置、主電氣站之間的信息傳遞。系統(tǒng)監(jiān)控層。監(jiān)控層包括運(yùn)行服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器和運(yùn)行監(jiān)視站?，F(xiàn)場層是發(fā)電廠電氣設(shè)備監(jiān)視、測量、控制、管理的中心，是整個(gè)ECS的核心。電氣監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)測量與控制、故障分析、監(jiān)控自動(dòng)化和系統(tǒng)自診斷與恢復(fù)功能。

5 發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

未來的電氣監(jiān)控系統(tǒng)將向著全面提升電氣自動(dòng)化和熱工自動(dòng)化水平的方向邁進(jìn)，方便運(yùn)行，容易操控，ECS功能全面化是未來監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向，ECS除應(yīng)將現(xiàn)有的廠用電監(jiān)控向更深層次發(fā)展之外，還應(yīng)將發(fā)電機(jī)的數(shù)據(jù)監(jiān)控、主從變壓器、SF6斷路器等主要設(shè)備的在線監(jiān)測診斷也納入ECS這一平臺(tái)。另外，基于現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，全面使用分層控制，提高電氣監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性，也是其發(fā)展方向。

6 結(jié)論

隨著提升電氣自動(dòng)化水平的市場要求進(jìn)一步加強(qiáng)，電氣前端智能設(shè)備的發(fā)展，通信的規(guī)范，ECS 將向功能強(qiáng)大、界面友好的方向發(fā)展。本文指出了目前電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)存在的諸多問題，并提出了ECS的未來發(fā)展趨勢，對ECS的快速發(fā)展具有一定的借鑒意義。

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