【摘要】改革開放以來,在強大的電力需求市場的刺激下,我國電力事業(yè)有了前所未有的發(fā)展。新興電力技術(shù)也不斷的出現(xiàn),極大的提高了我國電力系統(tǒng)安全運行的整體水平。目前我國電力行業(yè)廣泛的運用分散控制系統(tǒng)進行電力系統(tǒng)控制。這極大的促進了我國電力行業(yè)的發(fā)展,但就目前我國電力市場發(fā)展的形勢來看分散控制系統(tǒng)與電氣自動化二者結(jié)合研究還不夠深入。為此本文以電廠電器總線控制系統(tǒng)的應(yīng)用為題進行闡述,希望對電廠總線控制系統(tǒng)應(yīng)用能夠起到起到一定的幫助作用。
【關(guān)鍵詞】電氣控制系統(tǒng);總線控制系統(tǒng);應(yīng)用
就目前我國電力系統(tǒng)發(fā)展的基本情況來看,電力分散控制系統(tǒng)與電氣自動化二者之間的結(jié)合還不夠全面。電力分散控制系統(tǒng)在電網(wǎng)運行當中很少考慮到電氣設(shè)備控制的特點。為此我國電力系統(tǒng)今后的發(fā)展要盡量謀求電力系統(tǒng)與電氣自動化二者之間的結(jié)合。
1、總線控制系統(tǒng)其在電氣現(xiàn)場監(jiān)控的具體內(nèi)容
總線控制系統(tǒng)對電網(wǎng)的控制主要是通過對發(fā)電機組變壓器機組等內(nèi)容進行監(jiān)控來完成的。監(jiān)控涉及范圍非常廣泛,不僅包括發(fā)電機勵磁系統(tǒng)還包括發(fā)電變壓器。高壓廠用及備用電源監(jiān)控是起動-備用變壓器、高壓廠用工作變壓器、高壓廠用電抗器等;主廠房內(nèi)低壓廠用電源,其監(jiān)控范圍主要包括低壓廠用工作和照明變壓器、公用變壓器、檢修變壓器和除塵變壓器等主廠房的低壓廠用變壓器;單元機組發(fā)電機和鍋爐DCS控制電動機;保安電源;直流系統(tǒng);交流不停電電源。
2、總線控制系統(tǒng)做具有的基本特點
總線控制系統(tǒng)與其他控制系統(tǒng)相比,具有明顯的優(yōu)勢,其控制特點主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
第一參數(shù)變化快特點。一般情況下,電氣模擬量主要是針對電壓、頻率以及電功率等內(nèi)容來進行參數(shù)模擬,其產(chǎn)生數(shù)字量通常狀況下多表示為保護動作或是開關(guān)信號等信息。這種參數(shù)類型變化速度較快,同時還可以對計算機監(jiān)控采用做出快速的反映。
第二總線控制系統(tǒng)智能化程度較高。電力系統(tǒng)在開始運行時,微機型則會成為電切換裝置、勵磁調(diào)解器與發(fā)電機組保護裝置的首選。對6千瓦開關(guān)機進行保護則主要通過微機綜合保護來實現(xiàn),對于380瓦開關(guān)站實施保護則主要通過微機型電動控制器設(shè)備來完成,就控制保護設(shè)備的選擇與配置來看,全部電氣均可以實現(xiàn)智能化。電氣設(shè)備控制并沒有想象中的那么復(fù)雜,設(shè)備控制邏輯相對簡單,對調(diào)節(jié)以及其他方面的控制要求不高,通暢對電氣設(shè)備實施控制主要為開關(guān)控制。
第三總線控制系統(tǒng)控制頻率較低。在電力系統(tǒng)運行過程中,電氣設(shè)備如果處于正常運作狀態(tài)下,電氣設(shè)備無需進行其他操作,通常只有在電力設(shè)備進行起機或是停機時,電氣設(shè)備才需要進行倒閘或者是進行切換處理。在出現(xiàn)電力運行故障時,廠用電源的切換工作主要是通過繼電保護裝置與自動裝置來完成的。此外,電氣設(shè)備還具有良好的可控性能,這主要是因為電氣控制主要是針對SF6社別以及真空斷電設(shè)備進行電氣控制的,電氣控制具有操作上的靈活性,而且設(shè)備運行穩(wěn)定性較高,因此在整個電力系統(tǒng)運行設(shè)備中,設(shè)備可控性能較高。
3、電廠電氣現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中的主要配置
對電廠電氣現(xiàn)場每臺機組而言,在進行現(xiàn)場總線系統(tǒng)配置時,需要對電廠電氣系統(tǒng)單元機組、變壓器以及發(fā)電機等電氣系統(tǒng)元件納入FCS中,作為DCS系統(tǒng)中的一個重要的子系統(tǒng),F(xiàn)SC系統(tǒng)主要是通過DCS系統(tǒng)中的操作員站來實現(xiàn)對電氣系統(tǒng)的監(jiān)督與控制。FSC子系統(tǒng)與DSC系統(tǒng)之間通過通信服務(wù)器實現(xiàn)二者之間的緊密聯(lián)系。
電廠電氣現(xiàn)場總控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。電氣FCS使用的是分布、分層式的計算機控制系統(tǒng),設(shè)備布置分散,系統(tǒng)功能分層。而對于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而言,其采用的是2層網(wǎng)3層設(shè)備的方式,2層網(wǎng)指的是連接監(jiān)控主站層與通信子站層的以太網(wǎng)以及連接通信子站層與間隔層的現(xiàn)場總線網(wǎng),3層設(shè)備則指的是監(jiān)控主站層、通信子站層和間隔層。監(jiān)控主站層由雙冗余系統(tǒng)主機、工程師站、網(wǎng)絡(luò)交換機和負責與DCS及廠級監(jiān)控系統(tǒng)(SIS)通信的雙冗余通信服務(wù)器等組成,通信子站層主要由安裝于電氣繼電器室的多串口通信服務(wù)器和安裝在各配電室的通信管理機組成。
電廠電氣現(xiàn)場總控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集。對高壓廠用變壓器、高壓廠用電抗器、發(fā)電機-變壓器組以及起動-備用變壓器,除了需要進行少量的模擬量信號、隔離開關(guān)、高壓側(cè)斷路器、控制回路斷線、接地開關(guān)位置信號以及發(fā)電機-變壓器組、允許遠方操作信號、起動-備用變壓器所有控制量信號采用硬接線直接與DCS連接外,其它監(jiān)測信號均通過專設(shè)的測控裝置接入FCS,再以通信方式送DCS。電氣專用裝置如發(fā)電機-變壓器組及起動-備用變壓器保護、電壓自動調(diào)整裝置(AVR)、同期裝置、故障錄波、廠用電快速切換、事故電源、直流系統(tǒng)以及交(直)流不停電電源(UPS)系統(tǒng)等均設(shè)有通信接口,通過多串口通信服務(wù)器接入FCS。
一個電廠的廠用電源,一般情況下是分為高壓廠用及備用電源、主廠房低壓廠用電源系統(tǒng)和輔助車間低壓廠用電源系統(tǒng)。對于主廠房低壓廠用電源則主要包含了低壓廠用和照明變壓器、公用變壓器、除塵變壓器和檢修變壓器以及相應(yīng)的380V配電裝置等,輔助車間低壓廠用電源包括工業(yè)廢水處理站、輸煤系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)、翻車機、補給水系統(tǒng)變壓器及380V配電裝置等。針對熱控水、煤、灰單獨設(shè)置控制點的方案,輔助車間380V電源系統(tǒng)也可納入相應(yīng)可編程序控制器(PLC)控制。為使控制系統(tǒng)接線更加簡單,對主廠房重要廠用電源如6kV廠用電系統(tǒng)及鍋爐、汽輪機、主廠房公用系統(tǒng)等,采用硬接線和現(xiàn)場總線相結(jié)合的采集方式,即重要DI信號和DO信號保留硬接線,回路其它所有信息均通過現(xiàn)場總線以通信方式送入FCS及DCS;而對機組不重要廠用電源如檢修、照明、電除塵及輔助車間廠用電系統(tǒng)等,取消廠用電電源系統(tǒng)全部的硬接線,完全采用通信方式進行監(jiān)視和控制。
4、結(jié)束語
我國電廠電氣自動化水平不斷提升,電子計算機系統(tǒng)在電廠電氣系統(tǒng)中的應(yīng)用開始普及,電氣系統(tǒng)控制也逐步走出傳統(tǒng)的DCS控制模式,正在逐步向信息管理、設(shè)備控制、自動抄表與進行仿真模擬培訓發(fā)展方向開始轉(zhuǎn)變。電氣自動化系統(tǒng)正在不斷向電器控制系統(tǒng)中推薦現(xiàn)場總線技術(shù),拓展總線技術(shù)的應(yīng)用空間與應(yīng)用領(lǐng)域。在我國未來電廠電氣系統(tǒng)發(fā)展進程中,F(xiàn)CS必將發(fā)揮積極的作用,也必竟對電力系統(tǒng)節(jié)約投資成本起到不可估量的作用。
參考文獻
[1]王運金.電廠電氣設(shè)備故障分析及管理[J].科技傳播,2010(07)
[2]潘龍.現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用優(yōu)勢分析[J].中國科技信息,2009(03)
[3]康華海.淺議電廠電氣控制系統(tǒng)——現(xiàn)場總線技術(shù)[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊),2009(10)