何世杰　孫樂嘉　劉增遠

摘 要：針對目前國內(nèi)發(fā)電廠廠用電監(jiān)控系統(tǒng)接線方式，技術(shù)分析和對比硬接線方式、硬接線和現(xiàn)場總線相結(jié)合的接線方式、完全現(xiàn)場總線接線方式，三種主要的接線方式。對未來發(fā)電廠廠用電監(jiān)控系統(tǒng)接線方式進行展望。

關(guān)鍵詞：廠用電監(jiān)控系統(tǒng)；接線方式；完全現(xiàn)場總線

引言

廠用電監(jiān)控系統(tǒng)（ECMS）是在電氣保護、通訊等設(shè)備智能化和網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)上，形成的電氣自動化產(chǎn)品。廠用電監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能是用于發(fā)電廠電氣系統(tǒng)的監(jiān)控，實現(xiàn)廠用電電氣系統(tǒng)的保護、測量、計量、控制、分析等綜合功能[1]。隨著電廠對自動化水平要求的不斷提高，發(fā)電廠規(guī)模的不斷擴大，廠用電監(jiān)控系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。一個安全、穩(wěn)定、可靠的發(fā)電廠廠用監(jiān)控系統(tǒng)非常必要。廠用電監(jiān)控系統(tǒng)主要有三種主要的接線方式：硬接線方式、硬接線和現(xiàn)場總線相結(jié)合的接線方式、完全現(xiàn)場總線接線方式。

1 三種廠用電監(jiān)控系統(tǒng)接線方式特點

1.1 硬接線方式[2]

硬接線連接方式的特點是中壓廠用電動機、高壓饋線、低壓廠用變壓器等設(shè)備的保護、測量、計量均由綜合保護電氣裝置完成，電氣回路的電流和電度量由綜合型保護裝置送出，通過硬接線方式送給DCS的AI卡件。斷路器的合閘、跳閘控制指令，合閘狀態(tài)、跳閘狀態(tài)、彈簧儲能、試驗位置、工作位置、開關(guān)遠方位置、裝置故障等信號通過硬接線送至DCS的DO、DI卡件。對于低壓電動機、低壓饋線回路中容量超過90kW的負荷采用框架斷路器，框架斷路器通過配套的脫扣器實現(xiàn)保護功能。除此之外，電流變送器、電度表、電流表需要配套安裝，回路負荷電流值、電度量均由這些表計送出，通過硬接線傳輸至DCS的AI卡件。斷路器的合閘、跳閘控制指令，合閘狀態(tài)、跳閘狀態(tài)、彈簧儲能、試驗位置、工作位置、開關(guān)遠方位置、裝置故障等信號通過硬接線送至DCS的DO、DI卡件。低壓電動機、低壓饋線回路中容量小于90kW的負荷設(shè)備，采用塑殼斷路器、接觸器和馬達保護器或熱繼電器組合的開關(guān)配套回路，接觸器用于負荷設(shè)備的運行、停止控制，塑殼斷路器、馬達保護器或熱繼電器作為保護器件使用。電流變送器、電度表、電流表需要配套安裝，回路負荷電流值、電度量均由這些表計送出，通過硬接線傳輸至DCS的AI卡件。

1.2 硬接線和現(xiàn)場總線相結(jié)合的接線方式[2]

硬接線和現(xiàn)場總線相結(jié)合的連接方式的特點是中壓廠用電動機、高壓饋線、低壓廠用變壓器等設(shè)備的保護、測量、計量由綜合保護裝置完成，電氣回路的電流和電度量、合閘狀態(tài)、跳閘狀態(tài)、彈簧儲能、試驗位置、工作位置、開關(guān)遠方位置、裝置故障等信號由綜合型保護裝置以通信方式上傳至現(xiàn)場總線，輸出至對應(yīng)的DCS通信接口。斷路器的合、跳閘控制指令、及各種重要連鎖需要的狀態(tài)位置信號仍然經(jīng)硬接線輸出至DCS的DO、DI卡件。對于低壓電動機、低壓饋線回路中容量超過90kW的負荷采用智能型斷路器，斷路器通過配套的智能脫扣器實現(xiàn)保護、測量、計量功能。回路負荷電流值、電度量均由智能脫扣器送出，智能脫扣器采用通訊口上傳信息至現(xiàn)場總線，輸出至對應(yīng)的DCS通信接口。斷路器的合、跳閘控制指令、及各種重要連鎖需要的狀態(tài)位置信號仍然經(jīng)硬接線輸出至DCS的DO、DI卡件。低壓電動機、低壓饋線回路中容量小于90kW的負荷設(shè)備，采用塑殼斷路器、接觸器和低壓控制保護裝置組合的開關(guān)配套回路，塑殼斷路器、低壓控制保護裝置作為保護器件實現(xiàn)保護、測量、計量功能。接觸器用于負荷設(shè)備運行、停止控制，接觸器的合、跳閘控制指令、及各種重要連鎖需要的狀態(tài)位置信號仍然經(jīng)硬接線輸出至DCS的DO、DI卡件?；芈坟摵呻娏髦?、電度量均由低壓控制保護裝置送出至現(xiàn)場總線，輸出至對應(yīng)的DCS通信接口。

1.3 完全現(xiàn)場總線接線方式

完全現(xiàn)場總線連接方式的最大特點是中壓廠用電動機、高壓饋線、低壓廠用變壓器等設(shè)備的保護、測量、計量由綜合保護測量裝置完成，電氣回路的電流和電度量、合閘狀態(tài)、跳閘狀態(tài)、彈簧儲能、試驗位置、工作位置、開關(guān)遠方位置、裝置故障等信號，斷路器的合、跳閘控制指令、及各種重要連鎖需要的狀態(tài)位置信號均由綜合保護測量裝置以通信方式上傳至現(xiàn)場總線，通過主控單元，匯總整理后輸出至對應(yīng)的DCS通信接口。對于低壓電動機、低壓饋線回路中容量超過90kW的負荷采用智能型斷路器，斷路器通過配套的智能脫扣器實現(xiàn)保護、測量、計量功能。不需要配裝電流變送器、電度表、電流表?；芈坟摵呻娏髦?、電度量均由斷路器配置的智能脫扣器送出，智能脫扣器采用通訊口上傳信息至現(xiàn)場總線，通過主控單元，匯總整理后輸出至對應(yīng)的DCS通信接口。斷路器線圈為可通訊線圈，通過現(xiàn)場總線轉(zhuǎn)送控制指令實現(xiàn)斷路器的合、跳閘控制。低壓電動機、低壓饋線回路中容量小于90kW的負荷設(shè)備，采用塑殼斷路器、接觸器和低壓控制保護裝置組合的開關(guān)配套回路，塑殼斷路器、低壓控制保護裝置作為保護器件實現(xiàn)保護、測量、計量功能。接觸器用于負荷設(shè)備運行、停止控制，接觸器的合、跳閘控制指令、及各種重要連鎖需要的狀態(tài)位置信號通過現(xiàn)場總線傳輸。不需要裝配電流變送器、電度表、電流表，回路負荷電流值、電度量均由低壓控制保護裝置送出至現(xiàn)場總線，通過主控單元匯總整理后輸出至對應(yīng)的DCS通信接口。

2 三種廠用電監(jiān)控系統(tǒng)接線方式對比

采用硬接線方式的廠用電系統(tǒng)，各回路獨立元件較多，需要與DCS傳遞的信息量多，控制電纜長度總量較長，配套的DCS卡件較多。最重要是電氣集成自動化程度低，日常檢修維護量很大，投資成本較高且安全可靠性不高。

采用硬接線和現(xiàn)場總線相結(jié)合的廠用電系統(tǒng)，各回路設(shè)備獨立元件較少，控制電纜比硬接線方式用量少，通過硬接線與DCS交換信息量不多，DCS卡件數(shù)量明顯減少。自動化管理水平提高，日常檢修維護量減少，投資水平較硬接線方式減少，安全可靠性明顯提高，形成了一個整體的廠用電監(jiān)控系統(tǒng)。

采用完全現(xiàn)場總線接線方式的廠用電系統(tǒng)，各回路設(shè)備獨立元件最少，控制電纜長度為零，完全不再采用硬接線與DCS交換信息，DCS卡件數(shù)量較前兩種方式明顯減少。最重要的是電廠日常維護檢修量最小，投資水平較低，自動化水平最高，形成了一個完整的廠用電監(jiān)控系統(tǒng)。以先進的完全現(xiàn)場總線接線技術(shù)取代傳統(tǒng)的硬連接，能夠為提高發(fā)電廠信息化建設(shè)、提高安全運行水平和減少故障等方面提供相應(yīng)的實施基礎(chǔ)。

3 結(jié)束語

經(jīng)過資料調(diào)研，國外先進大型電廠的廠用電管理系統(tǒng)一般均采用完全現(xiàn)場總線方式。通過以上三種控制連接方式的分析和比較，完全現(xiàn)場總線連接方式的廠用電管理系統(tǒng)技術(shù)先進、造價較低、大幅減少了電廠日常維護檢修的工作量、提高了電廠運行和管理水平。隨著我國保護、測量、計量設(shè)備的快速發(fā)展，成本不斷降低，采用完全現(xiàn)場總線方式的廠用電管理系統(tǒng)將越來越廣泛的應(yīng)用在各大中發(fā)電廠中。

參考文獻

[1]汪文琦.廠用電監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用及展望[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟.

[2]沈建輝.廠用電監(jiān)控系統(tǒng)ECMS的應(yīng)用[J].北京電力高等?？茖W(xué)校學(xué)報.