柯鈞

【摘 要】電氣監(jiān)控系統(tǒng)在發(fā)電場(chǎng)中是非常重要的系統(tǒng)，關(guān)系到火電廠的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)效率，因此本文對(duì)的火力發(fā)電廠采用的電氣監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行了分析，首先簡(jiǎn)要介紹了火電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)中存在的問(wèn)題，其次對(duì)電氣系統(tǒng)控制特點(diǎn)進(jìn)行了分析，針對(duì)應(yīng)用中存在的問(wèn)題，提出了電氣計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)方案，此方案的開(kāi)放程度高且技術(shù)先進(jìn)，可以極大的提升火電廠的自動(dòng)化程度和管理水平。

【關(guān)鍵詞】火力發(fā)電廠 電氣監(jiān)控系統(tǒng) ECS 硬接線(xiàn)

1 前言

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高以及信息化建設(shè)的背景下，電力行業(yè)的技術(shù)也在不斷隨著發(fā)展，目前在等大中型的火電廠中除了已經(jīng)廣泛采用的微機(jī)分散控制系統(tǒng)（DCS），還配置了廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）、廠級(jí)管理信息系統(tǒng)（MIS）等數(shù)字化的應(yīng)用系統(tǒng)，具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、監(jiān)控、及遠(yuǎn)距離遙控等豐富的功能，實(shí)現(xiàn)整定值參數(shù)在監(jiān)控中心的上傳和下載，提升了電廠運(yùn)行效率與電廠的經(jīng)濟(jì)效益，并反映著我國(guó)火力發(fā)電廠的自動(dòng)化管理水平，新技術(shù)的廣泛應(yīng)用使電廠也逐漸步入了網(wǎng)絡(luò)化和信息化的時(shí)代，火電廠監(jiān)控系統(tǒng)（ECS）是在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，可以實(shí)現(xiàn)鍋爐電力一體化管理但是DCS中也存在著一些問(wèn)題，太過(guò)側(cè)重汽輪與鍋爐而忽視了電氣系統(tǒng)，三者之間的協(xié)調(diào)性也有些差，且ECS也有進(jìn)一步提升的空間，提升ECS與DCS的無(wú)縫連接。

2 火電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)中存在的問(wèn)題

2.1 硬接入

當(dāng)前采用的連接DCS與電氣系統(tǒng)的方法是硬接入的方法，這種方法的弊端是投入成本高，因其按點(diǎn)收費(fèi)的模式，當(dāng)接入新的線(xiàn)纜時(shí)，需要增加一個(gè)點(diǎn)的成本，如果遇到大量的線(xiàn)纜接入時(shí)，成本變得難以負(fù)擔(dān)。

2.2 數(shù)據(jù)通信

當(dāng)前是信息數(shù)據(jù)的時(shí)代，火力發(fā)電廠中的電氣監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息也是龐雜的，其中有有效信息也有無(wú)效的信息，并且，大部分是與DCS無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)信息，在提取出有效信息以后，無(wú)效的信息會(huì)干擾到正常信息的處理，而且會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)擁塞，嚴(yán)重影響到系統(tǒng)的正常運(yùn)行。同時(shí)，設(shè)備之間的通信連鎖都是在連接的情況下進(jìn)行的，收到數(shù)據(jù)通信的牽制，當(dāng)數(shù)據(jù)通信不穩(wěn)定時(shí)，會(huì)導(dǎo)致通信終端，通信連鎖也就失效。

2.3 動(dòng)作權(quán)限

對(duì)于DCS系統(tǒng)而言，還有一個(gè)通過(guò)遙控進(jìn)行連接的備用的操作系統(tǒng)，但是有限定的條件，即兩個(gè)系統(tǒng)必須處于統(tǒng)一操作位置的時(shí)候才能進(jìn)行連接實(shí)現(xiàn)，所以當(dāng)兩個(gè)系統(tǒng)的操作位置不相同時(shí)，無(wú)法啟動(dòng)備用系統(tǒng)的操作權(quán)限。

3 火電機(jī)組電氣系統(tǒng)控制特點(diǎn)分析

3.1 精確度高

火力發(fā)電廠中的電氣系統(tǒng)精確度要求很高，主要體現(xiàn)在變壓器與廠用電源上，如果發(fā)生制動(dòng)延遲，則會(huì)造成不可估量的損失。而且涉及到電氣監(jiān)控儀表的電氣參數(shù)的變化也是非?？斓模残枰芫_。電能值參數(shù)包括電壓、電流、頻率、相位以及功率等，數(shù)字值參數(shù)包括開(kāi)關(guān)狀態(tài)、保護(hù)動(dòng)作等信號(hào)，當(dāng)參數(shù)變化很快時(shí)，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的采樣速度也要加快。

3.2 智能性高

電氣監(jiān)控系統(tǒng)的智能化程度較高，系統(tǒng)很多裝置諸如起備保變保護(hù)、廠用電切換裝置、自動(dòng)同期裝置等都是微機(jī)型，并采用智能開(kāi)關(guān)以及智能儀表等很多智能化的裝置，如此增加了裝置的反應(yīng)靈敏度和可靠性，可以在很快的時(shí)間內(nèi)完成切換調(diào)節(jié)等操作，既增加了電氣監(jiān)控系統(tǒng)的工作性能，也方便了與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的連接與通信。

3.3 邏輯簡(jiǎn)單

電氣監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)運(yùn)行頻率的要求較低，當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行以后，可以長(zhǎng)時(shí)間的維持正常工作的狀態(tài)，無(wú)需工作人員繼續(xù)長(zhǎng)時(shí)間操作，只需要偶爾進(jìn)行查看與操作，運(yùn)行邏輯簡(jiǎn)單還體現(xiàn)在系統(tǒng)中的控制與閉鎖邏輯簡(jiǎn)單，均為開(kāi)關(guān)量控制，且無(wú)需進(jìn)行后續(xù)的調(diào)節(jié)與控制。

4 電廠電氣計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)方案應(yīng)用分析

4.1 方案分析

為實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的監(jiān)控，需要為每單元機(jī)組設(shè)置電氣計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。首先為每臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)置電氣現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)信息采集系統(tǒng)（EFCS）進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，主要采集的是電氣系統(tǒng)管理信息。此系統(tǒng)包括了機(jī)組電氣系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)變壓器組、單元機(jī)組與公用廠用電系統(tǒng)，其中發(fā)電機(jī)-變壓器組和廠用電電源系統(tǒng)主要使用EFCS實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能。然后使用硬接線(xiàn)技術(shù)，將電氣系統(tǒng)中的電能值信息、數(shù)據(jù)量信息和控制信號(hào)，以及機(jī)爐廠用電動(dòng)機(jī)均接入DCS。DCS沒(méi)有為電氣系統(tǒng)專(zhuān)設(shè)操作員站，并取消了與EFCS的通信接口，而是與電氣操作員站一起設(shè)置在電氣計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)在集中控制室當(dāng)中。最后，當(dāng)EFCS采集到電氣系統(tǒng)管理信息以后，既可以送入EFCS的工程師站對(duì)諸如故障電流、電壓波形等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，也可以通過(guò)獨(dú)立的通信接口送入廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)與信息管理系統(tǒng)。電氣現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的信息采集使用的是分層-分布式結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)，系統(tǒng)功能是分層進(jìn)行管理，設(shè)備是分散的進(jìn)行布置?？偩€(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中設(shè)備為三層，分別是監(jiān)控主站層、通信子站層和間隔層；網(wǎng)絡(luò)為二層，分別是連接監(jiān)控主站層與通信子站層的以太網(wǎng)以及連接通信子站層與間隔層的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)。

4.2 方案優(yōu)點(diǎn)

此方案具有很多優(yōu)勢(shì)：使用硬接線(xiàn)技術(shù)EFCS接入DCS系統(tǒng)可以減少大量的隔離器件、端子柜、I/O卡件等；設(shè)備之間使用總線(xiàn)實(shí)現(xiàn)通信，可以大幅度的減少在施工器件安裝、系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)試以及檢修維護(hù)所消耗的工作量；DCS主要針對(duì)的是汽輪與鍋爐，而EFCS 系統(tǒng)是針對(duì)電氣系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的，相關(guān)的施工與技術(shù)都是電氣專(zhuān)業(yè)人員，因此兩系統(tǒng)相比較EFCS更方便控制與管理適應(yīng)電氣系統(tǒng)；系統(tǒng)中的每個(gè)智能測(cè)控單元的功能都是互不干擾的，這樣規(guī)避了故障干擾其他元器件的風(fēng)險(xiǎn)，提高了整個(gè)系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，電氣監(jiān)控系統(tǒng)極大的推動(dòng)了火力發(fā)電廠的發(fā)展，也在我國(guó)得到了廣泛應(yīng)用，本文分析的方案結(jié)合了DCS與EFCS，實(shí)現(xiàn)了完整的爐電一體化和機(jī)組的協(xié)調(diào)運(yùn)行。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷完善和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的不斷發(fā)展，針對(duì)目前實(shí)際應(yīng)用中存在的很多問(wèn)題，需要繼續(xù)的進(jìn)行研究與解決，實(shí)現(xiàn)火電廠投資運(yùn)營(yíng)的效益最大化。

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