朱 琳

（中國能源建設集團安徽電力建設第一工程有限公司,合肥 230088）

0 引言

實現(xiàn)熱工控制與電氣控制的有效配合是當前電廠生產(chǎn)運行的重要任務，在DCS系統(tǒng)的應用中納入電氣控制系統(tǒng)，有利于促進電廠控制自動化水平的提升，同時更好的對熱工設備、電氣設備以及整個電廠進行保護。

1 熱工與電氣控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀

1.1 熱工控制DCS系統(tǒng)的應用現(xiàn)狀

在DCS系統(tǒng)的早期應用中，其主要的監(jiān)控范圍有四項，分別是SCS、FSSS、MCS和DAS[1]。然而，在這幾年的發(fā)展過程中，大容量機組的許多控制子系統(tǒng)都開始應用了DCS，并且在脫硫與脫銷系統(tǒng)中獲得了成功應用，從而使DCS的全面控制得以實現(xiàn)。甚至還有部分火力電廠將廠用電系統(tǒng)與電氣發(fā)變組的控制功能納入到DCS系統(tǒng)中的SCS控制功能中，使得ETS控制功能被DCS取代了，實現(xiàn)了DCS和DEH的相互融合。通過一體化的熱工控制系統(tǒng)的構建，大大促進了DCS技術的深入發(fā)展。

1.2 電氣控制ECS系統(tǒng)的應用現(xiàn)狀

具體來說，電氣控制ECS系統(tǒng)可分為兩個組成部分，一是單元機組，二是公用電氣。二者所控制的對象不同，一般來講，低壓變分段開關、隔離開關、高壓廠變工工作以及發(fā)變組斷路器等由單元機組控制。而在公用電氣部分，其控制的范圍主要是化學變壓器、廠區(qū)及公用變分段開關，還包括僅限電源分支開關。

2 實現(xiàn)熱工和電氣控制有效配合的方案探討

2.1 硬接線方式分析

硬接線方式就是DCS系統(tǒng)和ECS系統(tǒng)的連接是以硬接線進行接入實現(xiàn)的，其中需要進行接入的信息主要集中在兩個方面，一個是DI/DO的接入，即開關量輸入/輸出，另一個是AI的接入，即模擬量輸入[2]。并且使用直流信號與空節(jié)點的方式接入。在DCS系統(tǒng)中使用這種方式進行ECS系統(tǒng)的接入后，電氣設備的調(diào)節(jié)控制與信號顯示可通過DCS系統(tǒng)中的CRT實現(xiàn)，如此一來，一方面可以使電氣控制的安全可靠性得以提升，另一方面可以擴展DCS的控制范圍，從而對于實現(xiàn)機爐電系統(tǒng)一體化的運行監(jiān)控具有積極的促進作用。在硬接線的接入方式中，能夠集中布置T/O模件柜，管理更加方便，并創(chuàng)造了一個良好的設備運行環(huán)境；并且使信號傳輸?shù)闹虚g環(huán)節(jié)得以減少，能夠迅速可靠的反映現(xiàn)場信號。一般情況下，連接電纜只要不出問題，其他地方幾乎不會出現(xiàn)故障，從而使得維護工作量大大減輕了。然而采用硬接線的接入方式，其需要較高的一次性投入成本，并且施工具有一定的復雜性，信息接入量也不全面，系統(tǒng)難以進行擴展。同時，還必須將單獨的表計加裝在廠用電回路中，抄表不能自動化進行。

2.2 硬接線+通信

如果采用硬接線+通信的接入方式，ECS系統(tǒng)的結構基本上都以分層分布式為主，其中主要有三個層次，一是站控層，二是通信層，三是間隔層。對于站控層，其一方面單獨監(jiān)控電氣系統(tǒng)，另一方面還可以對DCS進行后備控制手段的提供。而對于通信層，通信管理機是其核心，電氣系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)可以通過轉(zhuǎn)換通信協(xié)議格式以及通信接口進行。對于間隔層，其可以采集電氣系統(tǒng)現(xiàn)場信息，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)的通信。采用硬接線+通信的接入方式，不必要對DCS系統(tǒng)進行太多的設備配置，同時可以獲得的信息更加豐富，系統(tǒng)所具有的擴展性較強。電能表不需要進行單獨配置，不但能夠?qū)崿F(xiàn)抄表的自動化，而且能夠高精度計量電能。此外，這一接入方式的電氣系統(tǒng)具有較高的自動化水平，如防誤閉鎖、事故追憶以及保護定值管理等。同時還可以對廠用電源進行遠程操控。然而，這一接入方式的不足也很明顯，信息在傳輸過程中具有較多的中間環(huán)節(jié)，難以保障信息傳輸?shù)臅r效性和可靠性。受制于廠家解決方案，導致網(wǎng)絡通信中斷頻繁，使得系統(tǒng)維護工作量增加。此外，對于通信層與站控層，其具有比較復雜的設備配置，增加了投資成本。

2.3 保留硬接線+通信

這種接入方案是對軟硬信息的混合使用，其要求在DCS系統(tǒng)中采用通信的方式接入ECS中的I/O信息，而硬接線的啟停控制在一些設備中進行保留。保留了這部分的硬接線后，能夠使一些重要設備在故障停機時得以進行啟?？刂?，在一定程度上提高了機組設備的安全性。這一接入方案有如下特點：使用高速總線對間隔層保護控制裝置進行組網(wǎng)，結合電廠自動化狀況，實現(xiàn)DCS控制器層和控制關鍵點的通訊，以此確保DCS控制的工藝過程中實現(xiàn)ECS的I/O參與，分散控制形式的采用使得系統(tǒng)運行的可靠性更有保障。由于ECS系統(tǒng)的硬接線比較少，因而只需對DCS系統(tǒng)進行數(shù)量不多的I/O卡件的配置，進而所需使用的電纜與橋架等配件大大減少，易于安裝維護。

3 經(jīng)濟性比較

在上述三種接入方案中，硬接線需要較高的成本，不具備經(jīng)濟性。因此，在經(jīng)濟性方面，只對后兩種方案進行相關比較。我們以實際工程案例進行比較，工程規(guī)模為2×600MW，在這兩臺機組中，一臺使用硬接線+通信方案，另一臺使用保留硬接線+通信的方案，通過對投入成本進行計算得出，前者共花費1298.7萬元，后者共花費847.3萬元。可以看出，在資金投入方面，保留硬接線+通信的接入方案能夠節(jié)約投資成本，經(jīng)濟性更好。

4 結語

熱工控制與電氣控制在電廠生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用，其直接影響著生產(chǎn)安全。在熱工控制DCS系統(tǒng)中接入電氣控制ECS系統(tǒng)，實現(xiàn)熱工控制與電氣控制的有效配合，對于電廠運行的安全性和可靠性，以及對于電廠控制系統(tǒng)自動化水平的提高具有積極意義。在方案設計中，要結合電廠控制系統(tǒng)的具體情況，選擇合適的接入方案。

[1]劉東斌.熱源供熱發(fā)電機組DCS與電氣監(jiān)控系統(tǒng)的應用及特點[J].有色設備,2012(02).

[2]董贊宇.淺談DCS系統(tǒng)在電廠電氣控制系統(tǒng)中的應用[J].科技與企業(yè),2013(02).