发电厂电气综合自动化系统浅析

1、2011NO.06ScienceandTechnologyInnovationHerald工业技术科技创新导报伴随着科技的进步,电气自动化技术在发电厂厂用电气系统中的综合应用愈来愈广泛,集监控、测量、继电保护、通讯、安全自动装置等位一体的电气自动化系统也越来越成熟。大多数110kV以下的变电站都实现了全自动化,无需人员作业;220kV以上的变电站其电气系统的自动化水平也越来越高,作业人员大幅减少。由于发电厂的电气系统自动化有其特殊性,目前微机综合自动化技术还未能得以应用,因此,电气系统的保护及安全自动装置等都尚且处在一种相对独立的运行状态。由此可见,对发电厂电气系统的综合自动化进行改造已成为一

2、种必然,这也是保证发电厂安全稳定运行的关键。1发电厂电气系统自动化的现状目前,大部分发电厂均采用了D C S系统,完成了基本的运行、控制等功能,但对电气系统的应用尚且较少。通常状态下,发电厂厂用电气系统的保护及安全自动装置基本独立运行,与D C S系统进行有效的控制与信号交换,其电气运行设备的测量、保护动作、事故追踪等信息都无法在D C S系统中得以反映。D C S系统只能反映电厂电气系统的一次画面,显示其相关电气设备的基本电气量,如有功、无功、电压、电流等,只能实现开关控制、励磁调整等简单的操作。由于发电厂中D C S的应用非常广泛,因此在电气系统中接入D C S系统的可行性毋容置疑。一般情

3、况下,采用硬接式,其接入量通常为DI、DO及模拟量三种。这种连接方式的主要缺点是:抗干扰性弱,且投资随接入量的增加而增加,工程造价高,信息监测不完善,无法实现全面的电气综合自动化管理。另外,微机综合自动化系统所采用分散分布式技术,其结构简单灵活、安全可靠、维护简便、节约电缆,这种模式在发电厂电气系统中的应用是非常必要的。2电气综合自动化技术的可行性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

4、平的提升。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、信号的输入与输出等利用软件进行相应的测量、判断、逻辑、执行、记忆、输出。从而达到保护与自动的目的,

5、并通过通信接口实现现场总线与上位机系统间的信息交换。3电气系统综合自动化的实现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D C S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。3.1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。3.2

6、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D C S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D C S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D C S系统和电气工作站组成。D C S系统不仅可依靠DO、DI控制各类电气设备,还可以通

7、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。D C S的控制层可实现D C S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。4对发电厂电气自动化改造的几点意见第一,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。第二,在设计电气自动化

8、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,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。第三,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。5结语在科学技术日新月异的今天,发电厂电气部分的综合自动化是一种趋势,对于它的成功改造,将会大大的提高发电厂的自动化水平。同时,采用电气综合自动化技术,能够节约大量的成本,提高电气系统的可靠性。参考文献1阳宪惠.现场总线技术及其应用M.北京:清华大学出版社,1999.2金韬,唐涛,阙连元,等.分散式变电站自动化系统分析与讨论J.电力系统自动化,1997,21(10:69-72.发电厂电气综合自动化系统浅析于晓1冯保文2汪燕东1(1.河南煤化鹤煤煤化工筹建处;2.河南煤化鹤煤二矿河南鹤壁458000摘要:本文主要分析了发电厂电气系统综合自动化的现状及其综合自动化技术的可行性,并进一步的介绍了电气系统综合自动化的实现方式,与此同时还提出了将微机综合自动化技术应用于发电厂电气系统的新思路。最后笔者结合