电厂中热工与电气控制配合方案优化设计探究

电厂中热工与电气控制配合方案优化设计探究

梁皓

（内蒙古国华准格尔发电有限责任公司内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗010300）

摘要：在我国,火电厂肩负着生产电能的重要任务,其产能的高低,不仅关系到电能的供给,而且还与经济效益有着密切的关联。热工控制与电气控制是火电厂控制系统的主要组成部分,二者分别负责对火电机组、单元机组和厂用电进行控制。一直以来,这两个控制系统都是独立运行,虽然彼此之间也存在配合,但并不紧密,为了能够使热工控制与电气控制在火电生产中的作用得以充分发挥,应当使两个控制系统之间形成紧密配合,这样既可以提高火电厂的自动化控制水平,又能提高生产能效,可以给企业带来巨大的经济效益。借此,该文就热工控制与电气控制的有效配合方案进行浅谈。

关键词：热工控制；电气控制；配合

引言：热工控制与电气控制是电厂运行中十分重要的组成部分，随着技术的发展以及生产的需要，二者的融合成为必然，热工控制与电气控制的一体化发展，使得二者能够进行更为有效的配合，进而保障电厂的安全。

1热工与电气控制系统的现状

1.1热工控制DCS系统的应用现状

在DCS系统的早期应用中，其主要的监控范围有四项，分别是SCS、FSSS、MCS和DAS。然而，在这几年的发展过程中，大容量机组的许多控制子系统都开始应用了DCS，并且在脱硫与脱销系统中获得了成功应用，从而使DCS的全面控制得以实现。甚至还有部分火力电厂将厂用电系统与电气发变组的控制功能纳入到DCS系统中的SCS控制功能中，使得ETS控制功能被DCS取代了，实现了DCS和DEH的相互融合。通过一体化的热工控制系统的构建，大大促进了DCS技术的深入发展。

1.2电气控制ECS系统的应用现状

具体来说，电气控制ECS系统可分为两个组成部分，一是单元机组，二是公用电气。二者所控制的对象不同，一般来讲，低压变分段开关、隔离开关、高压厂变工工作以及发变组断路器等由单元机组控制。而在公用电气部分，其控制的范围主要是化学变压器、厂区及公用变分段开关，还包括仅限电源分支开关。

1.3保留硬接线结合通信方式

保留硬接线结合通信方式属于软信息和硬信息混合接入的一种方式，采用此种接入方式需要电气控制系统中I/O信息通过通信途径直接接入热工控制系统中，一些装置则继续采用硬接线方式。正是由于这些设备硬接线方式接入热工控制系统，才能确保发生故障而出现停机问题情况下，可以对一些重要设备进行启停控制，从而进一步提升机组运行的安全性。此种接入方式是利用高速现场总线在间隔层的保护测控设备中完成组网工作，依照电厂自身的自动化控制特征，确保开关量输入、开关量输出以及模拟量输入等控制过程中关键环节能够和热工控制系统中控制器层实现实时的通信，这样便能够保证电气控制系统中I/O可以更好参与热工控制具体流程，通过分散控制手段进一步提升整个控制系统的可靠性。电气控制系统HIA能够明显降低接线数量，确保热工控制系统只需要设置较少I/O卡件，如此便能够有效节约电缆用量以桥架施工量，同时还能确保系统运行中维护工作更加便捷。

采用此种接入方式，能够确保电气控制系统通过两级控制途径完成和热工控制系统之间的通信过程，确保热工控制系统可以得到更加全面的信息，使电气控制系统和热工控制系统拥有更好的协同性。

2DCS系统与ECS系统有效配合的实现方案

想要实现热工控制系统与电气控制系统之间的有效配合,最为简单的方法就是将ECS系统接入到DCS系统当中。

2.1硬接线

这种接入方式具体是指通过硬接线将ECS系统接入到DCS系统当中,接入的信息包括DI/DO(开关量输入/输出)、AI(模拟量输入)。接入方式为空节点和直流信号。采用该方式将ECS系统接入到DCS系统后,可借助DCS系统的CRT实现电气设备相关信息的显示报警和调节控制,由此不但能够进一步提高电气控制的安全性和可靠性,而且还能是DCS的控制范围有所扩大,有助于机炉电系统一体化运行监控目标的实现。

2.1.1优点

该接入方式具有如下优点:I/O模件柜可采取集中的方式进行布置,更加便于管理,给设备的运行提供了良好的环境;减少了信号传输的中间环节,对现场信号的反应快速、可靠;只要确保连接电缆敷设正确,基本不会发生故障,有助于减轻维护工作量。

2.1.2缺点

前期一次性投入的成本较大,施工复杂;能够接入到DCS系统中的信息量比较有限,系统可扩展性能不高;需要在厂用电回路上加装单独的表计,且无法实现自动化抄表;在厂用电倒送的过程中,无法实现厂用电源的远程操作;电气系统的整体自动化水平不高;重复配置、浪费资源。2.2硬接线+通信

在这种接入方式下,ECS系统多数采用的都是分层分布式结构,具体包括站控层、通信层和间隔层。

2.2.1优点

DCS系统不需要配置过多的设备,并且能够获取更加全面、丰富的信息,且系统自身具备较强的扩展性;综保装置无需单独配置电能表,可将信息直接传输至ECS后台,既具备自动抄表功能,又可实现电能的高精度计量;电气系统的自动化水平高,具有事故追忆、录波分析、防误闭锁、保护定值管理、操作票等管理功能,并对电气系统进行维护;ECS在需要倒送厂用电的情况下,可远程操作高压启/备变、高/低压厂用电源。

2.2.2不足

通过对国内一些大型火电厂进行调查后发现,用于DCS系统的建设资金有70%左右都投入了进口设备的采购上,进口的DCS在通信方面有一定的限制,由此影响了系统通信的实时性;与单纯的硬接线方式相比,信息在整个传输网络内中转环节较多,可靠性与实时性上可存在一定的差距;节点多、分散性强,多台机组必须采取分期建设的方法,这对系统容量的可扩展性提出了较高的要求,受厂家解决方案的影响,常常会出现网络通信中断等问题,由此增大了系统的维护工作量;因ECS系统的站控层和通信层设备配置过于复杂,致使整体投资偏高,总成本的降低并不十分明显。

结语：电厂运行过程中，热工控制系统和电气控制系统是极为重要的控制系统，且两者对电厂运行的安全性以及电厂生产效能存在紧密的联系。要想确保电厂运行中热工控制系统和电气控制系统能够更加密切配合，可以把电气控制系统接入热工控制系统中，确保电厂自动化控制水平进一步提升。

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