童蘊(yùn)真 丁建南

【摘?要】發(fā)電廠廠用電監(jiān)控系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、完備性直接決定了發(fā)電廠的管理及自動(dòng)化水平?；谕ㄐ殴芾頇C(jī)實(shí)現(xiàn)的廠用電綜合管控系統(tǒng)可在不改變原有設(shè)備配置，僅增配通信管理機(jī)的小成本投入，實(shí)現(xiàn)廠用電信息全面監(jiān)控、精確防誤閉鎖、智能抄表分析等功能，提升發(fā)電廠運(yùn)行的安全性與經(jīng)濟(jì)性。

【關(guān)鍵詞】通信管理機(jī);廠用電;綜合管控

廠用電系統(tǒng)是發(fā)電廠的重要組成部分，廠用電管控系統(tǒng)的自動(dòng)化水平可直接影響到發(fā)電廠運(yùn)行管理水平、事故處理響應(yīng)速度、電廠智能建設(shè)程度等。由于全部采用物理硬接線，變送器，模擬量、數(shù)字量卡件的管控系統(tǒng)可傳輸信息較少且價(jià)格高昂，已無法滿足配電設(shè)備智能管控要求，目前可實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄓ?、以太網(wǎng)傳輸正逐步應(yīng)用于廠用電監(jiān)控管理系統(tǒng)中?；谕ㄐ殴芾頇C(jī)實(shí)現(xiàn)的廠用電管控系統(tǒng)可在發(fā)電廠現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)上，通過增配若干臺(tái)通訊管理機(jī)和通信電纜，實(shí)現(xiàn)與就地設(shè)備的通信傳輸，實(shí)時(shí)監(jiān)測配電設(shè)備運(yùn)行情況。通過該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)電氣量監(jiān)視、保護(hù)記錄、智能抄表分析等，減少了運(yùn)行人員工作量，同時(shí)也具有一定的防誤操作功能。

一、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

發(fā)電廠配置2臺(tái)ECM-5908通信管理機(jī)，每臺(tái)通信管理機(jī)對(duì)應(yīng)1套發(fā)電機(jī)組。ECM-5908裝置采用嵌入式工業(yè)網(wǎng)絡(luò)處理器，數(shù)據(jù)處理流量和速度滿足發(fā)電廠使用需求。裝置共配置有8路RS-232、RS-485串行接口，除1路串口接至DCS（Distributed Control System 分散控制系統(tǒng)）外，其余串口基本滿足小型發(fā)電廠設(shè)備接入需求。為保障廠用電管控系統(tǒng)的可靠性，涉及斷路器分、合閘操作的遙信、遙控信號(hào)仍通過硬接線與發(fā)電廠DCS系統(tǒng)相連。通信管理機(jī)上送信號(hào)為微機(jī)保護(hù)裝置的具體告警信息、開關(guān)手車位置信息、電度表信息、斷路器室溫度信息等（圖1）。

每個(gè)開關(guān)間隔的微機(jī)保護(hù)、電度表通過屏蔽雙絞線電纜將RS-485通信串口串接后，根據(jù)上送信號(hào)的重要程度，通過1個(gè)或2個(gè)通信串口傳輸至通信管理機(jī)。為保證保護(hù)信息傳輸?shù)目煽啃裕?kV微機(jī)保護(hù)裝置采用雙網(wǎng)絡(luò)接入通信管理機(jī)，400V PC開關(guān)、電度表、多功能表等采用單網(wǎng)絡(luò)接入。通信管理機(jī)通過一個(gè)RS-485串口與DCS系統(tǒng)通訊卡件連接，將采集到的遙信、遙測量傳入DCS控制器，這樣工程師站、操作員站、電廠生產(chǎn)管理系統(tǒng)、生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)可通過以太網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測廠用電狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)后臺(tái)監(jiān)控、保護(hù)信息記錄、防誤閉鎖、智能抄表等功能（圖2）。

二、系統(tǒng)軟件架構(gòu)

通信管理機(jī)內(nèi)部通過IPACS57XX組態(tài)軟件進(jìn)行配置，在裝置配置欄內(nèi)添加所有需接入的電氣設(shè)備后，通過配置相應(yīng)串口的通訊方式、規(guī)約、波特率等建立與設(shè)備的通信聯(lián)系，通信成功后即可采集電氣設(shè)備內(nèi)部信息，經(jīng)過篩選后將監(jiān)控系統(tǒng)所需信息上傳至DCS系統(tǒng)（圖3）。發(fā)電廠DCS系統(tǒng)采用美國通用電氣公司的Mark VIe控制系統(tǒng)，在Modbus通訊卡件中填加通訊測點(diǎn)，按上傳信息點(diǎn)表的順序編制相應(yīng)的編碼、點(diǎn)名、四遙信息，即可實(shí)現(xiàn)DCS信息與通信管理機(jī)上傳信息一一對(duì)應(yīng)，增加的通信點(diǎn)可用于防誤閉鎖邏輯、智能抄表、大屏報(bào)警等諸多功能中。對(duì)于保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、電流電壓量等重要的遙信、遙測量，可將對(duì)應(yīng)的通信點(diǎn)加入DCS歷史站中，實(shí)現(xiàn)保護(hù)SOE記錄，為故障分析提供可追溯數(shù)據(jù)。

三、系統(tǒng)功能

1.廠用電集中監(jiān)控

通過通信管理機(jī)可向DCS系統(tǒng)傳輸大量廠用電配電設(shè)備信息，為了更好的完成廠用電監(jiān)控，發(fā)電廠將所有通信信息集成到一個(gè)系統(tǒng)畫面上，便于運(yùn)行人員查看及事故處理（圖4）。該畫面可查看每個(gè)6kV配電間隔的電壓、電流、功率因數(shù)、電度量等電量信息，也可查看保護(hù)報(bào)警信息、開關(guān)手車位置信息等。就地微機(jī)保護(hù)觸發(fā)時(shí)，保護(hù)動(dòng)作信號(hào)可實(shí)時(shí)傳遞至DCS系統(tǒng)，對(duì)應(yīng)間隔報(bào)警模塊Alarm紅燈亮，觸發(fā)“6kV 開關(guān)保護(hù)動(dòng)作”大屏聲光報(bào)警，第一時(shí)間提醒運(yùn)行人員關(guān)注保護(hù)動(dòng)作信息。由于上送信息明確，運(yùn)行人員可根據(jù)具體情況進(jìn)行事故處理，大幅縮短處理時(shí)間，減少保護(hù)動(dòng)作帶來的危害。

2.防誤閉鎖功能

通過通信上傳的手車位置信號(hào)、微機(jī)保護(hù)告警、跳閘信號(hào)，可在DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)軟五防功能。如可在斷路器合閘允許邏輯中增加斷路器手車工作位置、無保護(hù)告警、動(dòng)作信號(hào)等相應(yīng)閉鎖條件，實(shí)現(xiàn)軟五防與就地五防雙保險(xiǎn)，進(jìn)一步降低誤操作的可能性。為使廠用電運(yùn)行管理更加自動(dòng)化，通信管理機(jī)還采集了斷路器室的溫度、檢修使用的接地手車位置信號(hào)等，將遠(yuǎn)程監(jiān)控的范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，也將必要的非電氣量參數(shù)增加至防誤閉鎖邏輯中，使運(yùn)行操作更加安全。以汽機(jī)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)允許條件為例，除無汽機(jī)發(fā)電機(jī)保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、各電氣量均在正常范圍內(nèi)等常規(guī)條件外，還增加了發(fā)電機(jī)出口接地手車非工作位、發(fā)電機(jī)出口斷路器室各溫度正常等條件，使防誤閉鎖條件更加全面、準(zhǔn)確。

3.智能抄表分析

抄表是發(fā)電廠運(yùn)行人員的一項(xiàng)重要工作，人工抄表可能存在數(shù)據(jù)不敏感、抄錄準(zhǔn)確率無法保證的情況。通過通信管理機(jī)上傳電氣量信息至DCS系統(tǒng)后，發(fā)電廠生產(chǎn)管理系統(tǒng)、生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)可通過以太網(wǎng)訪問DCS系統(tǒng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)智能抄表功能。通過設(shè)置抄錄數(shù)據(jù)的上下限，系統(tǒng)可自動(dòng)判別出異常數(shù)據(jù)，及時(shí)提醒運(yùn)行人員調(diào)整（圖5）。在保證安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、節(jié)能降耗也是發(fā)電廠的管理核心之一。通信管理機(jī)上傳的電度量信息，不僅節(jié)省了人為抄表的時(shí)間，也可為經(jīng)濟(jì)分析提供更加詳實(shí)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。目前，發(fā)電廠已實(shí)現(xiàn)了廠用電率、外購電量值際競賽數(shù)據(jù)自動(dòng)生成功能，督促運(yùn)行人員及時(shí)進(jìn)行工況調(diào)整，爭取最優(yōu)的運(yùn)行方式。

四、結(jié)論

基于通信管理機(jī)實(shí)現(xiàn)的廠用電綜合管控系統(tǒng)在現(xiàn)場原有電氣設(shè)備的基礎(chǔ)上，僅通過增加通信管理機(jī)、通信電纜和通信卡件即可實(shí)現(xiàn)廠用電設(shè)備全面監(jiān)控、操作防誤閉鎖和智能抄表分析等功能，經(jīng)濟(jì)性較為可觀。同時(shí)，該系統(tǒng)具有良好的可復(fù)制性及可延展性，可用于原有廠用電監(jiān)控系統(tǒng)的升級(jí)改造，提升發(fā)電廠自動(dòng)化水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳狄釗.北京太陽宮電廠的無線五防系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其應(yīng)用[D].2016.

[2]黃永忠等.et al.分布式光伏電站數(shù)據(jù)通訊管理機(jī)的設(shè)計(jì)[J].中國計(jì)量大學(xué)學(xué)報(bào)，2017（3）.

[3]劉東等.影響發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的因素及相應(yīng)解決措施[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2016，2（33）：170-171.

作者簡介：

童蘊(yùn)真（1992.08-），女，漢族，內(nèi)蒙古包頭市人，本科學(xué)歷，國電湖州南潯天然氣有限公司電氣主管，主要研究方向：電氣設(shè)備。

（作者單位：國電湖州南潯熱電有限公司）