賈曉娜

摘 要：火力發(fā)電中的電氣自動化系統(tǒng)，是發(fā)電廠電氣自動化領(lǐng)域近幾年來新型的熱點與焦點，其側(cè)重于對火力發(fā)電廠電氣系統(tǒng)的自動化監(jiān)控，實現(xiàn)對發(fā)電廠內(nèi)部用電中低壓電氣系統(tǒng)的保護、控制和分析等。目前，電氣自動化技術(shù)已經(jīng)在火力發(fā)電系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，其利用自身特有的信息化和網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)優(yōu)勢，不僅促進了發(fā)電廠電氣信息的廣泛應(yīng)用，也提高了發(fā)電廠的自動化運行水平，增強了電氣控制的安全性和可靠性。

關(guān)鍵詞：電氣自動化技術(shù)；火力發(fā)電；創(chuàng)新；應(yīng)用

1 引言

隨著電氣自動化技術(shù)的快速發(fā)展和在火力發(fā)電中的應(yīng)用，其運用電氣自動化技術(shù)在最大限度地挖掘機組潛力，實現(xiàn)火力發(fā)電廠機、爐、電的一體化運行監(jiān)控，加強火電發(fā)電運行和管理，提高工作效率和自動化水平，降低成本造價以及提高火力發(fā)電廠的競爭能力等方面取得了顯著的成果。

2 電氣自動化系統(tǒng)在火力發(fā)電中運用的現(xiàn)狀

2.1 火電廠自動化控制系統(tǒng)的組成

火電廠自動化控制系統(tǒng)包括有發(fā)電廠電氣自動化和機爐熱工自動化兩大系統(tǒng)。但是由于火電廠過程控制的復(fù)雜性，機爐熱工自動化系統(tǒng)內(nèi)就含有多個復(fù)雜控制的子系統(tǒng)，每一個子系統(tǒng)都是相對獨立的DCS/FCS系統(tǒng)。例如單元機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)、爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)字電液控制系統(tǒng)、汽輪機監(jiān)測儀表系統(tǒng)等；而發(fā)電廠電氣自動化系統(tǒng)包括有發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)和發(fā)電廠網(wǎng)控自動化系統(tǒng)（NCS），這兩個子系統(tǒng)也是相對獨立的DCS/FCS系統(tǒng)。發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)包括發(fā)電機組監(jiān)控系統(tǒng)（一臺發(fā)電機組配一套監(jiān)控系統(tǒng)）和公共部分系統(tǒng)。每套發(fā)電機組監(jiān)控子系統(tǒng)相應(yīng)配置有發(fā)變組保護、濾波、同期、勵磁、直流、UPS等保護測控裝置。公共部分有高壓和低壓廠用電保護測控裝置及廠用電快切換裝置等。另外，ECS和機爐DCS監(jiān)控系統(tǒng)分別通過網(wǎng)關(guān)與SIS廠控級相連。

2.2 傳統(tǒng)DCS技術(shù)應(yīng)用于廠用電氣自動化系統(tǒng)時存在的問題

（1）因為ECS納入DCS后，控制系統(tǒng)的輸出點與AC220V、AC380V電壓串入DCS系統(tǒng)中，就會可能燒壞大批弱電設(shè)備。因此需要設(shè)計人員在設(shè)計中充分考慮到強、弱電的隔離問題。同樣的，在施工過程中，施工人員也要注意這個問題，避免燒壞設(shè)備。

（2）DCS控制軟件在用戶權(quán)限、權(quán)限分級可以做得很細致、到位，但是在操作監(jiān)護上缺乏足夠的認識，需要在設(shè)計聯(lián)絡(luò)會上明確提出：要求DCS廠家必須具備ECS操作時所必須的由監(jiān)護人員確認的程序。

（3）目前主流DCS控制程序的掃描周期在100—200ms左右，達不到電氣保護動作、高壓廠用電快切、通氣和勵磁調(diào)節(jié)的要求，所以ECS納入DCS控制后，必須保留繼電保護裝置、高壓廠用電快切裝置、勵磁調(diào)節(jié)裝置和自動同期裝置等，確保這些功能的準確性、可靠性和靈敏性。

3 創(chuàng)新電氣自動化技術(shù)在火力發(fā)電中的系統(tǒng)配置

電氣自動化技術(shù)在火力發(fā)電中的系統(tǒng)配置主要可以分為以下三種形式：集中監(jiān)控方式、遠程智能方式和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）方式。

3.1 集中監(jiān)控方式

集中方式。是將電氣的各饋線在現(xiàn)場設(shè)置現(xiàn)場設(shè)備接口，通過硬接線電纜與集控室通道相連，經(jīng)處理后進人DCS組態(tài)，實現(xiàn)DCS對全廠電氣沒備的監(jiān)控。這種監(jiān)控方式優(yōu)點是速度對應(yīng)快、運行維護好、監(jiān)控站的防護等級低，從而使DCS的造價下降，但由于電氣設(shè)備全部進入DCS監(jiān)控，隨著監(jiān)控對象的大量增加使DCS主機冗余的下降，電纜數(shù)量巨大，控制樓面積大，長距離電纜引進的干擾可能影響DCS的可靠性。

3.2 遠程智能方式

遠程智能方式是在數(shù)據(jù)采集較集中且離控制室較遠的現(xiàn)場設(shè)立遠程采集柜（即現(xiàn)場轉(zhuǎn)換機柜），現(xiàn)場設(shè)備信號通過硬接線電纜與加采集柜相連，加采集柜與控制室DCS控制器主機柜通過光纖或雙絞線。遠程具有節(jié)省大量電纜、節(jié)省安裝費用、節(jié)省控制樓面積、可靠性高等優(yōu)點，智能化遠程還可完成數(shù)據(jù)處理、自檢、自校正等功能。但卡件、模擬量卡件及電量變送器還是不能減少。

3.3 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)方式

現(xiàn)場總線是當今3c技術(shù)，即通信、計算機、控制技術(shù)發(fā)展的結(jié)合，是信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展到控制領(lǐng)域和現(xiàn)場的體現(xiàn)?，F(xiàn)場總線廢棄了DCS的控制站及其輸人/輸出單元，從根本上改變了DCS集中與分散相結(jié)合的集散控制系統(tǒng)體系，通過將控制功能高度分散到現(xiàn)場設(shè)備這一途徑，實現(xiàn)了徹底的分散控制。

4 創(chuàng)新電氣自動化技術(shù)在火力發(fā)電中的應(yīng)用

4.1 統(tǒng)一單元爐機組

創(chuàng)新電氣自動化技術(shù)在火力發(fā)電中的應(yīng)用，實現(xiàn)由機、電控制一體化向火力發(fā)電廠機、爐、電一體化的單元制運行監(jiān)控方式轉(zhuǎn)化。這樣，火力發(fā)電廠中集散控制系統(tǒng)可以通過機、爐、電單元制的運行方式對整個火電機組的所有運行參數(shù)和狀態(tài)信息進行匯總和分析，最大限度地挖掘火電機組潛力，并發(fā)揮其自身特有的控制功能，最大限度地縮小控制室，實現(xiàn)對監(jiān)控系統(tǒng)的簡化，也就能夠最大可能地降低成本造價{同時，統(tǒng)一單元爐機組也便于火力發(fā)電中電廠信息管理系統(tǒng)的信息采集，從而加強火電電網(wǎng)的統(tǒng)一運行和管理，完成中調(diào)AGC的相關(guān)指令和要求，提高電網(wǎng)的工作效率，使其保持在最經(jīng)濟和最佳的運行狀態(tài)。因此，統(tǒng)一單元爐機組有利于提高火電機組的監(jiān)控水平和自動化水平。

4.2 創(chuàng)新控制保護手段

一般來說，在傳統(tǒng)的火力發(fā)電中所采用的系統(tǒng)控制和保護手段為報警和連鎖，僅僅只能實現(xiàn)超限報警以及聯(lián)鎖跳機的波動性控制和保護。而通過創(chuàng)新電氣自動化技術(shù)，可以通過采用計算機的控制保護技術(shù)，實現(xiàn)對電氣自動化系統(tǒng)的運營檢測和故障診斷等，從而提前發(fā)現(xiàn)火電設(shè)備的系統(tǒng)隱患，并改變控制和保護策略，采取諸如系統(tǒng)冗余等一些主動性控制和保護措施，對系統(tǒng)故障的范圍進行自動控制，防患于未然，保證電氣自動化系統(tǒng)能夠繼續(xù)保持運行狀態(tài)。另外，也可以使實現(xiàn)電氣自動化系統(tǒng)設(shè)備從預(yù)防維護的被動和事故后維修轉(zhuǎn)化為預(yù)防維護的預(yù)知和設(shè)備維修的同時進行。

4.3 實現(xiàn)電氣全通信控制

從目前的情況來看，火力發(fā)電廠的電氣自動化系統(tǒng)還無法滿足集散控制系統(tǒng)通過電氣自動化系統(tǒng)實現(xiàn)電氣全通信控制的方式，其通信速度和系統(tǒng)可靠性還存在著一定的距離，電氣自動化系統(tǒng)和集散控制系統(tǒng)之間還存留了一部分的硬接線。要實現(xiàn)電氣全通信控制模式，就必須處理好熱工工藝連鎖的問題，提高電氣后臺系統(tǒng)的實際應(yīng)用水平，豐富當前初級階段的基本運行監(jiān)視功能，實質(zhì)性地提高電氣自動化系統(tǒng)的控制邏輯、控制水平、自動化水平和運行管理水平。

5 結(jié)束語

電氣自動化技術(shù)在火力發(fā)電中能夠發(fā)揮非常重要的作用。當前火力發(fā)電廠在電氣自動化系統(tǒng)的應(yīng)用方面也取得了較大的進步，最大限度地挖掘了火電機組的工作潛力，實現(xiàn)火力發(fā)電廠中機、爐、電一體化的單元制運行監(jiān)控模式，加強了火力發(fā)電廠中電網(wǎng)的統(tǒng)一運行和管理，提高了系統(tǒng)工作效率、控制水平和自動化水平，降低了火電廠的成本造價，提高了火力發(fā)電廠的市場競爭能力。

參考文獻：

[1] 張擁軍.優(yōu)化火電廠自動控制系統(tǒng)的重要性及對策[J].中國集體經(jīng)濟，2009.

[2] 馬文學，鐘漢樞，閏天軍.基于工業(yè)以太網(wǎng)的火電廠電氣自動化系統(tǒng)應(yīng)用研究[J].機電工程技術(shù)，2005.