任滟

摘 要：隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，我國變電產(chǎn)電子綜合自動(dòng)化技術(shù)也呈現(xiàn)多樣化的發(fā)展趨勢，尤其是在信息技術(shù)的推動(dòng)下，自動(dòng)化系統(tǒng)也逐漸研發(fā)并投入使用中，在實(shí)踐中得到驗(yàn)證。實(shí)踐結(jié)果表明：發(fā)展火電廠綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是火電廠不斷改造的重要體現(xiàn)，其發(fā)展具有重要的作用和意義。下面該文主要分析現(xiàn)代火電廠使用的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，闡述自動(dòng)化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)原理和功能，針對二次設(shè)備的自動(dòng)化管理等問題進(jìn)行研究，提出相關(guān)的改進(jìn)措施和具體方向，以供參考。

關(guān)鍵詞：火電廠 綜合自動(dòng)化系統(tǒng) 系統(tǒng)改造

中圖分類號：TM92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1674-098X（2015）06（c）-0078-02

隨著現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化，傳統(tǒng)火電廠使用的電氣設(shè)備暴露的問題也越來越多，變電站作業(yè)的發(fā)展對綜合自動(dòng)化技術(shù)和電氣設(shè)備等均提出新的要求。而隨著人們科研實(shí)踐活動(dòng)的不斷深入中，高參數(shù)、大容量火電機(jī)組被投入到電力工業(yè)的主力機(jī)組中，火電站的熱控制技術(shù)也隨之改善，電氣自動(dòng)化技術(shù)在發(fā)電廠的使用，其主要的功能是對二次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，反饋信號，提升運(yùn)行的安全指數(shù)和質(zhì)量。

1 傳統(tǒng)火電廠電氣設(shè)備應(yīng)用存在的問題

傳統(tǒng)所使用的電氣設(shè)備在實(shí)際工作中暴露的問題已經(jīng)越來越多，并且生產(chǎn)過程中使用的電氣部分也非常復(fù)雜，而且各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都有分布。而傳統(tǒng)的火電廠工作中，電氣設(shè)備的集成化水平優(yōu)先，很多都是單個(gè)的運(yùn)行，并且設(shè)備的性能和穩(wěn)定性都存在很多差異，使得具體實(shí)踐操作的難度增加。例如我國傳統(tǒng)火電廠基本都在使用DCS系統(tǒng)，該系統(tǒng)能完成基本的操作，但是系統(tǒng)的實(shí)踐應(yīng)用卻還不成熟，系統(tǒng)中的保護(hù)裝置和安全裝置是分離的，相互獨(dú)立運(yùn)行，并且電氣運(yùn)行設(shè)備的測量、保護(hù)和控制等都無法進(jìn)行及時(shí)的反饋，只能反映電廠電氣系統(tǒng)的一次畫面，顯示相關(guān)電氣設(shè)備的基本電氣量等，如有無功、電壓和電流等基本情況。并且傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)采用硬連式，接入一般都是DCS模擬量，最終系統(tǒng)的穩(wěn)定性差，已受到干擾。且很多電氣設(shè)備的投入成本過高，工程整體造價(jià)上升，這些都是傳統(tǒng)電氣綜合系統(tǒng)中存在的實(shí)際問題，使得火電廠無法實(shí)現(xiàn)對電氣綜合自監(jiān)測的完善管理。

由此可見，傳統(tǒng)的設(shè)備工藝使用的功率大、體積大、能耗高、效率低下。這些缺點(diǎn)和不足，促使技術(shù)人員不斷研發(fā)新工藝和新設(shè)備。而從傳統(tǒng)工藝中暴露的問題來看，要改變當(dāng)前工作現(xiàn)狀，最重要是發(fā)展集成化高、性能好以及成本投入低的電氣化設(shè)備，以滿足實(shí)際作業(yè)的需求。而現(xiàn)代電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的研發(fā)，恰好能解決實(shí)際工作中存在的問題，其系統(tǒng)功能和結(jié)構(gòu)均具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

2 現(xiàn)代火電廠電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

伴隨著科技的進(jìn)步，電氣自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電廠廠用電氣系統(tǒng)中的綜合應(yīng)用愈來愈廣泛，系統(tǒng)控制方式從傳統(tǒng)單純的控制作業(yè)，已轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的雙向反饋模式。其新型的自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建，在很大程度上豐富了電氣設(shè)備管理的功能，下面將詳細(xì)介紹系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組織功能。

2.1 電氣自動(dòng)化設(shè)備系統(tǒng)的主要構(gòu)成

該系統(tǒng)主要分為三個(gè)部分，從里到外主要包括：測控保護(hù)層、通信管理層和后臺(tái)機(jī)系統(tǒng)。三層相互依存，相互關(guān)聯(lián)。并且各自具有不同的功能。其中控制保護(hù)層的主要功能是測量和控制保護(hù)，由于各種保護(hù)和自動(dòng)裝置構(gòu)成。系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)控制的主要途徑是利用總線控制技術(shù)，對多層裝置進(jìn)行控制，解決傳統(tǒng)分散的管理模式難以應(yīng)對的問題，從而達(dá)到分散控制的目標(biāo)；通信管理層主要是傳遞和反饋信號和指令，并且傳達(dá)至每個(gè)裝置，將裝置上的信息反饋到DCS系統(tǒng)（綜合自動(dòng)化控制中心）中。系統(tǒng)中的配置需要根據(jù)通信管理層與上位機(jī)系統(tǒng)的鏈接方式的不同而選擇合適的總線連接方式，并合理設(shè)計(jì)測控保護(hù)裝置的數(shù)量。最后是后臺(tái)系統(tǒng)，主要是由MES系統(tǒng)和電氣工作站組成。DCS系統(tǒng)可以依靠DQO控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對各類電氣設(shè)備進(jìn)行控制的目標(biāo)，同時(shí)還能依靠通信管理層快速獲取相關(guān)設(shè)備的開關(guān)狀態(tài)，并獲取其他的相關(guān)信息，最終將這些信息傳輸?shù)街行墓ぷ髡?。整個(gè)系統(tǒng)的控制層可以實(shí)現(xiàn)DCS通信管理層的連接，而在電氣實(shí)際工作中，其主要是通過接收來自通信管理層的信息，根據(jù)上傳的信息，進(jìn)行分析處理，并完成畫面的反映以及相關(guān)電氣數(shù)量的顯示，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的工作目標(biāo)。

2.2 電氣自動(dòng)化設(shè)備系統(tǒng)的主要功能

由上述介紹可知，電氣自動(dòng)化設(shè)備綜合控制系統(tǒng)主要是利用現(xiàn)代通信技術(shù)和信息數(shù)據(jù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。所以，系統(tǒng)的主要功能體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。

2.2.1 信息傳遞和反饋

系統(tǒng)中的通信管理層是主要的信息獲取和傳遞信息，并且能及時(shí)將信息傳遞到總線控制中心。信息獲取是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)控制的重要前提。通過獲取信息能反映系統(tǒng)中每一個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，能根據(jù)實(shí)際作業(yè)需要，控制和調(diào)整設(shè)備數(shù)量和開關(guān)狀態(tài)。

2.2.2 數(shù)據(jù)分析和處理

數(shù)據(jù)分析和處理功能是自動(dòng)化系統(tǒng)中非常智能的一個(gè)環(huán)節(jié)，通過不同節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，對于不同時(shí)間段可能出現(xiàn)設(shè)備異常的情況及時(shí)通知和報(bào)警，為工作人員順利開展工作提供重要的依據(jù)。

2.2.3 動(dòng)態(tài)跟蹤和實(shí)時(shí)監(jiān)控

綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)中總線控制中心是重要的工作地點(diǎn)，在兩人監(jiān)控的指揮中心實(shí)現(xiàn)對整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控，利用通信管理系統(tǒng)和測控保護(hù)層，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)、跟蹤監(jiān)控。動(dòng)態(tài)跟蹤監(jiān)控極大的提升了工作的效率，使電氣設(shè)備監(jiān)測工作更加及時(shí)和科學(xué)，能提高工作人員的預(yù)控水平?？傊到y(tǒng)的構(gòu)建和實(shí)現(xiàn)具有積極的現(xiàn)實(shí)意義，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況選擇合理的設(shè)備。例如在現(xiàn)場總線選擇上，應(yīng)該將廠用電氣系統(tǒng)的所有裝置都選擇同一總線標(biāo)準(zhǔn)，并分為子系統(tǒng)，每一個(gè)子系統(tǒng)的設(shè)備及裝置與同一種總線標(biāo)準(zhǔn)相配合，然互連接到電氣工作站和自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控和信息傳送。

3 電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)二次設(shè)備的管理改進(jìn)建議

目前，火電廠使用的自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)十分先進(jìn)，但是在實(shí)際應(yīng)用中，如何對二級設(shè)備進(jìn)行有效管理，卻成為目前一個(gè)重要的工作內(nèi)容。

3.1 合理規(guī)劃發(fā)電廠電氣自動(dòng)化改造的目標(biāo)

在使用火電廠電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的過程中，應(yīng)該規(guī)劃好發(fā)電廠電氣自動(dòng)化的改造，堅(jiān)持科學(xué)、節(jié)能和高效的原則，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和配備時(shí)，應(yīng)該提前準(zhǔn)備好所需的設(shè)備和儀器，同時(shí)，還應(yīng)該考慮繼電保護(hù)裝置、斷路器以及五防系統(tǒng)等設(shè)備的性能和型號，不同設(shè)備的配備時(shí)，根據(jù)其功能、型號的不同，需要考慮綜合接入問題。只有保證各個(gè)設(shè)備的型號可以相互匹配，才能保證在使用過程中，系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)故障或震動(dòng)等問題。此外，現(xiàn)代火電廠綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)該符合節(jié)能、科學(xué)的基本原則，以自動(dòng)化和智能化管理，節(jié)約人力、物力以及財(cái)力等資源，提升火電站整體運(yùn)行效率。

3.2 堅(jiān)持系統(tǒng)的使用原則，合理設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

創(chuàng)新和推廣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的主要目標(biāo)是提高運(yùn)行效率，因此，電氣自動(dòng)化改造要注重系統(tǒng)的使用壽命，應(yīng)該針對需要改造的舊設(shè)備進(jìn)行合理的更換，盡可能的將監(jiān)控設(shè)備納入到電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中。一些不能納入的設(shè)備，應(yīng)該在綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中預(yù)留接口，以便于設(shè)備系統(tǒng)的升級優(yōu)化。

目前，我國電氣自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，在變電領(lǐng)域中的應(yīng)用也越來越廣泛，分散分布式的電子綜合自動(dòng)化技術(shù)也可以在發(fā)電廠系統(tǒng)中得到推廣。其主要是由于微機(jī)設(shè)備已經(jīng)完全取代了傳統(tǒng)的裝置，依靠電磁、晶體管以及集成電器等構(gòu)成了電氣保護(hù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)提升火電廠電氣自動(dòng)化技術(shù)水平的戰(zhàn)略目標(biāo)。

4 結(jié)語

綜上所述，火電廠綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，是現(xiàn)代信息技術(shù)和變電產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是傳統(tǒng)工藝不斷改進(jìn)的重要體現(xiàn)。通過上述分析可知，火電廠綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的主要功能是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、集成化以及智能化設(shè)備管理，對于二次設(shè)備的自動(dòng)化管理，有效的提升了火電廠整體變電運(yùn)行的速度和效率，確保了變電站整體的工作質(zhì)量和水平。所以，在火電廠中積極推廣和應(yīng)用綜合自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行二次設(shè)備管理具有重要意義，值得相關(guān)技術(shù)人員深入研究和探索。

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