浅谈发电厂的电气综合自动化应用

浅谈发电厂的电气综合自动化应用

发表时间：2019-08-19T09:25:15.157Z 来源：《防护工程》2019年10期作者：赵世恒

[导读] 本文结合现场实际，对电气综合自动化在发电厂中的应用进行了介绍。

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摘要：随着我国电力科技的快速发展，电气综合自动化技术在发电厂中也得到了广泛的应用，提高了发电厂的自动化水平与供电的可靠性、安全性。本文结合现场实际，对电气综合自动化在发电厂中的应用进行了介绍。

关键词：自动化技术;装机容量

1发电厂电气系统自动化的现状

火力发电厂自动化系统的发展也随着科学技术的发展而发展，电气保护监控装置也可实现交流采样的测量、控制、保护与通信，新型的计算机保护监控可以很方便的利用现场总线技术和工业以太网组成网络，火力发电厂监控系统的进步也为数据采集，信息通信开拓了新了技术革新。

通常情况下，电气自动化系统是由控制层、间隔层和通信层三大主要部分组成，并通过分布分层的方式实现对整个系统的监视与控制。下层的功能则可以摆脱对上层设备和网络的依赖而独立实现。另外，电气自动化系统的控制层是整个系统的核心，其主要任务是监视、控制、采集和整理整个系统的数据信息，需要依赖上层的主站系统来实现。通信层的主要任务则是要完成系统间隔层与各站点之间的数据交流、互访与转换，逻辑监视与控制电气设备。至于电气自动化系统的间隔层，则是由保护装置和智能设备两大部分组成，通过网络和接口等方法实现与系统上层功能的数据互访与沟通。当前，火力发电厂的电气自动化系统的监控技术也已经与其他相关监控系统进行数据交换，从而实现火力发电厂的信息化管理与控制。

2发电厂的电气自动化项目

（1）厂内机、炉、电运行设备的安全检测，包括数据采集、状态监视、屏幕显示、越限报警、故障检出等。

（2）计算机实时控制，实现由点火至并网的全部自动起动过程。

（3）有功负荷的经济分配和自动增减。

（4）母线电压控制和无功功率的自动增减。

（5）稳定监视和控制。采用的控制方式有两种形式：一种是计算机输出通过外围设备去调整常规模拟式调节器的设定值而实现监督控制；另一种是用计算机输出外围设备直接控制生产过程而实现直接数字控制。

3电气自动化控制系统的结构

发电厂电气综合自动化系统的典型网络结构，从发电厂电气自动化系统的发展历程看，网络结构有以下三种模式：（1）集中监控方式

这种监控方式优点是运行维护方便，控制站的防护要求不高，系统设训’容易。但由于集中式的主要特点是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理，处理器的任务相当繁重，处理速度受到影响。由于电气设备全部进入监控，伴随着监控对象的大量增加随之而来的足主机冗余的下降、电缆数量增加，投资加大，长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时，隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线，由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位，造成设备无法操作。这种接线的二次接线复杂，查线不方便，大大增加了维护量，还存在由于查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。

（2）远程监控方式

远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用、节约材料、可靠性高、组态灵活等优点。由于各种现场总线(如Lonworks总线，CAN总线等)的通讯速度不是很高，而电厂电气部分通讯量相对又比较大，所有这种方式适合于小系统监控，而不适应于全J一的电气自动化系统的构建。

（3）现场总线监控方式

采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外，还可以减少大量的隔离设备、端子柜、I／O卡件、模拟量变送器等，而且智能设备就地安装，与监控系统通过通信线连接，可以节省火量控制电缆，节约很多投资和安装维护工作量，从而降低成本。另外，各装置的功能相对独立，装置之间仅通过网络连接，网络组态灵活，使整个系统的可靠性大大提高，任一装置故障仅影响相应的元件，不会导致系统瘫痪。凶此现场总线监控方式是今后火力发电厂计算机监控系统的发展方向。

4发电厂综合自动化系统的应用

发电厂综合自动化系统具有功能综合化、系统结构微机模块化、测量显示数字化、操作监视屏幕化、运行管理智能化等特征。同传统发电厂二次系统不同的是：各个保护、测控单元既保持相对独立，(如继电保护装置不依赖于通信或后台监控主机及其它外围设备等，可自主、可靠独立地完成保护控制功能，迅速切除和隔离故障并记录各种监视实时状态信息)，又通过计算机通信的形式，相互交换信息，实现数据共享，协调配合工作，减少了电缆和没备配置，增加了新的功能，提高了发电厂整体运行控制的安全性和可靠性的同时减少了运行维护的工作量，精减工作人员，提高工作效率。

4.1功能综合化

发电厂综合自动化系统是各技术密集，多种专业技术相互交叉、相互配合的系统。它是建立在计算机硬件和软件技术、数据通信技术的基础上发展起来的，并综合了发电厂内除一次设备和交、直流电源以外的全部二次设备。

微机保护是以微处理机作为基本的实现手段和方法，通过快速数字处理实现故障诊断、出口、通讯以及更为复杂的保护功能，有长记忆特性和强大的数据处理能力，其优点是功能完善、使用及维护方便、智能化程度高、体积小、适应一次系统灵活性大。

微机监控子系统综合了原来的仪表屏、操作屏、模拟屏和变送器柜、远动装置、同期及中央信号系统等功能；微机保护子系统代替了传统的电磁式或晶体管式的继电保护装置；微机保护子系统和监控系统相结合，综合了故障录波、故障测距、无功电压调节和中性点非直接接地系统等子系统的功能。通过监控主机键盘可方便通过遥控方式控制一切可操作对象，操作更便捷。

4.2分级分布式微机模块化的系统结构

综合自动化系统内各子系统和各功能模块由不同配置的单片机或微型型计算机组成，采用分布式结构，通过网络、总线将微机保护、数据采集、控制等各子系统连接起来，构成一个分级分布式的系统。一个综合自动化系统可以有十几个甚至几十个微处理器同时并行工作，实现各种功能。

现场总线是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通讯数据链路，是一种小数据量工业控制通讯网络，具有通讯速率快、错误帧可自动化重发、永久故障节点自动隔离的特点。

4.3测量显示数字化

用CRT显示器上的数字显示代替了常规指针式仪表，直观、明了、精确；而打印机打印报表代替了原来的人工抄表，这不仅减轻了值班员的劳动强度，而且提高了测量精度，使得运行数据通过通讯实现了网络化，达到了科学管理、数据共享。

4.4操作监视屏幕化

小型发电厂实现综合自动化，使原来常规庞大的模拟屏被CRT屏幕上的实时主接线画面取代；常规在断路器安装处或控制屏上进行的分、合闸操作，被屏幕上的鼠标操作或键盘操作所取代；常规在保护屏上的硬连接片被计算机屏幕上的软连接片所取代；常规的光字牌报警信号，被屏幕画面闪烁和文字提示或语音报警所取代，即通过计算机上的CRT显示器，可以监视全小型发电厂的实时运行情况和对各开关设备进行操作控制。

4.5运行管理智能化

智能化的含义不仅是能实现许多自动化的功能，发电厂综合自动化的出现为发电厂设备的小型化、智能化、扩大设备的监控范围、提高发电厂安全可靠、优质和经济运行提供了现代化的手段和基础保证。它的运用取代了运行工作中的各种人工作业，从而提高了发电厂的运行管理水平。

结语

科学技术的发展使得电气自动化技术的运用更加广泛，也为企业创造了更多的经济效益。火电厂在引进这一新技术参与生产时，可进一步提高电厂自动化水平，特别是电气运行管理水平。新建和改造电厂系统时，电气系统采用电气自动化技术可节省大量的资金，提高可靠性。

参考文献：

[1]于晓，冯保文，汪燕东. 发电厂电气综合自动化系统浅析[J]. 科技创新导报, 2017, (6): 66.

[2]赵杨，丁宝峰，杜翠女等. 浅谈电气自动化技术在火力发电中的创新与应用[J].硅谷, 2017, (3): 93-94.

[3]郑智武. 火力发电厂厂用电气自动化系统的现状和发展[J]. 黑龙江科技信息,2016(5):11.