新型的发电厂厂用电电气监控系统

新型的发电厂厂用电电气监控系统

李刚

青岛华丰伟业电力科技工程有限公司 山东 青岛 266000

摘要：近年来，各类型电厂运行及系统相关系统设计的部门专家对研究提高各种类型发电厂电气控制自动化控制水平方面表现出的极大热烈的工作兴趣，提出研制了将各种设备将与电气系统相联网后形成综合电气监控系统平台（ECS）系统后再接入计算机DCS平台的新方案，并陆续在省内外许多大电厂成功进行到了相应试点。普遍认可的一个观点就是认为，电气系统中接入DCS已经是今后一个发展趋势，而且，在接入的方式种类上，越来越多的国家考虑到用通信的方式部分可以取代原来按点标准收费接入的硬连接方式。

关键词：新型发电厂改造；工矿厂生产用电管理；工业电气智能监控调度系统

近十几年多来我国发电厂电气设备运行综合监控自动化系统水平逐步的发展提高，以及微机现场控制总线技术日新月异的技术发展，为企业建立一整套新型可靠的现场电气智能监控总线系统（ECS）奠定了技术上的基础。发电厂电气智能监控调度管理应用系统将是我国进一步巩固提高大中型电厂调度自动化控制水平，特别是企业电气智能运行自动化管理信息化水平提升的一种有力基础保证。

1电气监控系统的主要特点

1.1控制对象少，操作频率低

相比较于国内某些发电厂热工设备选型而言，发电厂采用的热工电气设备类型往往又有着控制的对象比较少，操作运行频率很低等诸多特点。有些的电气设备部件或配电系统即使还处在实际生产与运行周期中，也经常只是用几个月的甚至是更长一段的运行时间内才能操作过一次。虽然设备操作运行时间比间歇长，但是在实际发电厂操作中往往对于电气设备部件操作过程的操作准确性就有着一种十分极高苛刻的严格要求，尤其特别是发电厂对于带发电机驱动的变压器组以及厂用电源而言，若其未达到准确性要求，后果将不堪设想。

1.2保护或自动装置的可靠性与速度要求较高

在现场使用维护中，对于各种电气设备及保护单元或其他自动操作装置部件的安全可靠性要求与维护速度一般都要求有着一种很高程度的安全要求，即各类电气设备和保护设备或各类自动工作装置都必须保持有其非常相当高要求的安全可靠性指标和运行速度。例如，厂用电快切装置一般要求其快切时间为60~80ms，发变组的保护动作速度要求必须控制在5ms以内等。

1.3连锁逻辑简单但设备结构复杂

发电厂电气设备电气系统设置的连锁逻辑往往比较简单，一学就懂，一用就会，但是其操作结构的设置过程却十分复杂。这就需要相关操作人员必须具备这方面的专业知识，从而更好地利用电气设备，例如电气设备出现故障，操作人员就可以利用自身的知识及时进行检修，为电气设备的继续使用节约时间。

1.4机组共用设备，但检修互不影响

从国外目前各种新型的发电厂用的成套电气设备标准来看，300MW容量及其等级以上大容量的电站机组检修一般通常都会先采取两台大型机组的共用或者一台机组起停备变，但若其中只有任何哪一台电站机组运行出现故障问题且需要单独检修更换时通常并都不会完全影响其中另的一台大机组设备的检修正常工作。因此，当将ECS联入两台DCS设备时，应该着重考虑两种DCS之间的相互控制工作方式，务必先确保至少只有这一台机组设备可以单独实现两台DCS同时对其各自共用工作部分工作的有效控制，而对另有一台机组则可实现两台DCS共同的有效监控的作用，且对这其中2台机组设备的共同监控的作用应能分别在两台彼此主机之间及时进行切换。

2电气监控系统在设计时应注意的关键问题

2.1通讯数据

发电厂内有大量的保护测控装置，因此电气部分所需要传输的信息相对较多。然而，这些信息数据几乎都是DCS不关心的，也就是说如果这些数据信息没有经过区分就直接传输给DCS进行处理，那么自然会引起网络繁忙，从而影响DCS的稳定性。

2.2系统接入

当前，大部分的电气系统中接入DCS接口的接线方式基本上都会采用硬接式方式。这种接入收费方式主要的一个缺点还在于设备投资数额非常过大，因为DCS电缆接入收费是统一按照点标准计费制的，也就是说每投资增加了一个接入量，则也相应地只会额外增加一个电缆进行与其它DCS线缆的连接，从而导致投资的相应增加。

2.3功能

在实现电气系统联网管理以后，如果我们只是知道在整个DCS系统应用中仍然存在运行着的测量、动作识别以及在线监测管理等系统功能，而尚不能进行更高深层次的地分析提高企业运行性能及系统维护等管理能力水平，那么我们也同样就更无法进一步体现显示出将电气系统联网接入整个DCS管理系统应用的系统优越性。而在本文中将涉及到的新型燃煤发电厂系统的智能电气自动监控报警系统则已经很好地处理掉了所有以上这些问题。

3新型发电厂电气系统的层次框架探析

3.1保护层

保护层一般是说由一系列同时具有自动控制、保护、测量和及远程通信传输等多重功能特征的电子保护设备与电子自动测量装置而组成，它们同时都应能够同时独自或完成具有自身特性的某种基本性能或其他特殊功能。保护层的装置具有数量过多且分布较为集中分散的结构特点，因此可以用现场总线技术加以连接。一个相对完整严密的电气保护层系统应有满足以下这几个关键组成部分：主变压保护、发电机过热保护、厂用电极快速自动切换补偿装置、励磁温度调节保护装置、直流系统控制、400V直流智能脱扣器装置等。由于设备的类型、电压容量等级、安装地点以及现场总线的具体标准都不同，因此应将所有的装置分为几个子系统进行管理。

3.2通信管理层

如我们前文中所述，保护层的装置结构多复杂而又复杂，因此导致它们彼此之间传输的各种通讯协议往往具有高度多样性，并且导致各个通讯装置结构之间也由于它自身独特的通信特性往往根本地无法能够实现各种信息传输之间有效地直接和交互。基于解决这个技术问题，我们将可以完全利用通讯主控单元技术来轻松实现通信控制参数与通讯规约信息的双向转换，通过加入通讯规约主控单元功能来完全实现保护层范围内各种不同信号装置系统之间数据交换及其系统与外部DCS、电气主站网络之间实时的通讯数据信息实时交互。

3.3系统监控层

系统中监控电缆层的冗余设置通常有了以下三个优点：电气信息量可在交换设备时使用不受场地限制，并且与整个系统运行的所有基本运行投资完全无关；设备系统的设备安装调试可以轻松就地快速进行，并且也能直接与DCS网络之间直接利用通信线网进行电缆连接，从而有效节省了大量昂贵的现场控制电缆。就我们目前技术而言，发电站系统的电气环境监控系统中的环境监控管理层主要构成包括数据库服务器、应用系统/web数据库服务器、工作站、通信、监控、应用系统等相关软件，另外还有各种其他应用类型下的通信网络设备、打印机系统与车载GPS监控系统设备等。

4结语

目前，我国发电厂在电气设备的综合自动化水平上有所提高，并且现场总线技术在不断发展，这就为建立新型的发电厂厂用电电气监控系统提供了一定的技术基础，但仍需要不断探索与创新。

［参考文献］

［1］张敏.浅谈某发电厂基于DCS的电气监控系统［J］.北京电力高等专科学校学报，2009（2）

［2］鲍玉军.网络化数据采集系统在风光互补电厂中的应用［J］.计算机测量与控制，2012（4）

［3］楚彦君，焦邵华，奚志江.电厂电气监控管理系统［J］.电力自动化设备，2011（5）

［4］郭志国.现场总线在厂用电电气监控系统的应用［J］.科技信息，2011（28）