探讨电厂电气综合自动化系统

1、    探讨电厂电气综合自动化系统    王建恩 王建辉 张颖摘要:本文就我国电厂电气系统综合自动化的现状、电气综合自动化的发展趋势以及如何实现电气系统综合自动化进行探讨，提出把微机综合自动化的新技术应用在电厂的电气综合自动化系统的新概念，旨在与同行交流，以不断提升电厂电气系统不断的综合化、自动化、现代化、科学化。关键词:电厂；电气系统；综合自动化所谓电气综合自动化系统，就是集测量、监控、通讯、继电保护及安全自动装置等功能于一体的现代电厂电气系统。目前我国绝大部分110千伏之的变电站大都达到了自动化，不用人员现场看护操作，而220千伏之上变电站电气系统也

2、正不断提高其自动化的技术水平，现场看护操作人员大大减少。但电厂的电气综合自动化系统的特殊要求，还没有很好的将微机综合自动化这一新技术应用在这一系统之中，从而导致目前的电厂系统的各种保护和安全自动装置都处于相对独立运行的现状难以改变。基于此，改造电厂电气系统的综合自动化就显得尤为重要，确保电厂安全可靠稳定的运行。一、我国电厂电气系统综合自动化的现状当前，我国很多电厂大都采用dcs系统，虽然能达到基本运行和控制等基础性的功能，但应用电气系统还比较缺乏。一般情况下，目前的电厂系统的各种保护和安全自动装置都处于相对独立运行的现状，并与dcs系统时尚信号交换和有效控制，但dcs系统无法反映电气设备运行时

3、的测量、事故的追踪及保护动作等信息，只能体现出电厂电气系统的单一画面，显示电气运行设备是否有功、电压及电流等基本电气量，只能达到控制开关和调整励磁等简单的控制。因为电厂中应用dcs系统较为广泛，这就必须将dcs系统的可行性接入电气系统。通常情况下采取硬接的方式，接入量一般是do、di和模拟量三种。但这种连接方式将拥有抗干扰力不强的缺点，且由于接入量的增加而增加投资成本，导致信息监测不健全和工程造价高等后果的发生，最终造成无法全面实施电气系统综合自动化的管理。而采用微机系统的综合自动化，其采用的分散分布技术，具有结构简便灵活。维护简单、安全可靠、节约资源等特点，因此，将微机综合自动化系统应用在电

4、厂电气系统中显得极其重要，不仅降低了成本，也减少了人员的需求，提升了性能，大大加快电厂电气综合自动化系统的改进进程。目前，多数电厂升压站隔离开关和断路器的操作仍然使用传统的硬搬把(按钮)操作。传统的硬搬把(按钮)在运行时间较长的情况下，接点容易出现不到位，导致操作失败或误操作等问题目前市场上搬把(按钮)质量无法保证，备品备件更换后寿命非常短，且对运行设备进行搬把或按钮的更换风险较大。由于多数电厂升压站的隔离开关、断路器均采用硬操作，在“五防”系统改造后，“五防”系统仍然要和硬搬把操作系统配合，这样就增加了操作人员的操作步骤和难度，延长了操作时间。综上所述，传统的监控系统存在很多问题，越来越不适

5、应生产的要求，因此有必要进行新的监控系统改造。二、电厂电气综合自动化技术的发展趋势电气自动化技术在功能上已日趋完善,在变电领域已得到了广泛的应用与发展,因此,分散分布式的电气综合自动化技术也可以在发电厂电气系统中加以应用。目前,微机设备已经取代了传统的依靠电磁、晶体管、集成电路等所构成的电气保护及安全装置,实现了发电厂电气自动化水平的提升。微机综合自动化电气系统的保护与自动装置有:发电机保护,变压器综合保护,高厂变、高备变保护,电源分支保护,母线分段保护,馈线保护,励磁自动调节,电源瞬时切换等装置。这些装置的内部均具有处理器、数字与信号转换器、存储器等,可以将模拟量、三、如何实现电厂电气系统的

6、综合自动化通过现场总线和电气保护自动装置的综合形成电厂的电气监控系统,并与dcs的有效结合来实现发电厂的电气综合自动化。其中,dcs系统是电厂中自动化系统的核心。在电厂电气综合自动化实现过程中要解决以下两方面的问题。（一）注意现场总线的标准对于现场总线,由于保护和自动装置的生产厂家不同,其标准可能不同,不能简单地相连接。可行的办法是:将厂用电气系统的所有装置按照同一总线标准分为子系统,每一子系统里的设备及装置与同一种总线标准适合。再将这几部分的子系统与dcs系统和电气工作站相连,并由监控系统完成总线连接及信息传送等。（二）电气综合自动化系统的构建整个系统分为三层,由里到外依次是测控保护层、通信

7、管理层、后台机系统,各层间相互联系,履行各自的功能。对于测控保护层,其功能是测量与控制保护,由各种保护和自动装置构成。利用现场总线技术能很好的解决该层装置多且分散的问题,实现分散控制；对于通信管理层,该层行使传递和反馈信息的功能,它将dcs对上一层的控制命令送往各个相关的装置,并将各装置上的信息反馈到dcs系统。根据通信管理层与上位机系统的连接方式、现场总线方式、测控保护装置的数量等,可有不同的配置；对于后台机系统,其主要由dcs系统和电气工作站组成。dcs系统不仅可依靠do、di控制各类电气设备,还可以通过信息管理层获得所需的诸如开关状态等其他信息,并将这些信息传送至工作站。dcs的控制层可

8、实现dcs与通信管理层的连接。而电气工作站,主要就是接收来自通信管理装置上传的所有信息,进行相应的分析处理,并完成画面的反映及相关电气量的显示,实现厂用电系统的计算机监控功能。四、促进电厂电气系统综合自动化的相关建议一是事先要规划好发电厂电气自动化的改造,把握科学、合理、节约的原则,提前准备好需要改造和更新的设备,同时,要综合考虑诸如继电保护装置、断路器、五防系统等设备在型号、盘位布置、预留接口方面将来接入综合自动化系统的问题。只有这样,对电气自动化的改造才能合理又节省了人力物力。二是在设计电气自动化的过程中要把握实用的原则。由于发电厂现有的监控、远动、五防、保护等设备装置其原理和性能的不同,

9、在进行改造时要整体上把握,综合考虑,避免出现功能重复的设备并列运行。三是改造的目的是为了发电厂将来更好的高效运行,因此,电气自动化改造要注重远期目标。比如,有的发电厂由于老化或厂房实际条件的限制,不可能所有的监控设备都可以纳入电气综合自动化系统的改造中。就需要在改造时,把这些不具备改造的设备考虑到,在整体框架下,预留接口,便于后期的改造。总之，随着科学技术的不断发展，电厂电气系统的综合制动化已成为未来电厂电气系统必然的发展祛暑。对其改进的成功与否，不仅决定这投资成本的高低，还决定了一个电厂的综合自动化的技术水平和能力，决定了电厂发展的速度，甚至决定电厂的命运，因此，只有在不断加快电气系统的综合自动化改进进程，才能在竞争日益激烈的今天拥有一席之地，也为我国的电力事