電氣自動(dòng)化在電氣工程中的應(yīng)用探討

于東梅

（山東悠然電器有限公司，山東 淄博 255400）

1 電氣自動(dòng)化在電廠中的應(yīng)用及技術(shù)分析

通常ECS系統(tǒng)需要的基礎(chǔ)屬性包括:（1）實(shí)時(shí)參數(shù)收集及處理；（2）數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建；（3）控制操作以及同步測(cè)檢；（4）報(bào)警處理事件程序采集；（5）生成畫面并予以顯示；（6）在線計(jì)算與表格繪制；（7）電能量檢測(cè)；（8）人機(jī)聯(lián)系；（9）系統(tǒng)自動(dòng)診斷與自動(dòng)修復(fù)；（10）和相應(yīng)設(shè)施進(jìn)行接口；（11）實(shí)施管理功能；（12）遠(yuǎn)程功能。上述所有功能都有其獨(dú)立的內(nèi)容，比如實(shí)施管理功能涵蓋了:操作程序引導(dǎo)，故障分析測(cè)檢，在線設(shè)施檢測(cè)，模擬控制，工作票整合，運(yùn)行數(shù)據(jù)采集與交接班概況記錄，設(shè)施運(yùn)行情況、漏洞、維修參數(shù)記錄、規(guī)章制度等。

現(xiàn)在，我國DCS硬件基本都采用引進(jìn)設(shè)施，而外國引進(jìn)DCS的通信開放性受到一定的局限性，ECS和DCS接口總會(huì)出現(xiàn)很多的問題。DCS系統(tǒng)主要以機(jī)爐控制為主，但是對(duì)電氣自動(dòng)化控制開發(fā)是非常有限的，所以，對(duì)ECS的一些參數(shù)會(huì)出現(xiàn)無法接受的情況。

一般情況下DCS系統(tǒng)的掃描實(shí)踐可能在200ms左右，經(jīng)實(shí)踐這是通訊周期以及數(shù)據(jù)包的長度都會(huì)影響通信的實(shí)時(shí)性，而ECS通信效率有時(shí)會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況。

未來的ECS發(fā)展要將主變壓器、發(fā)電機(jī)以及SF6斷路器等相關(guān)電氣設(shè)備的在線診斷功能整合到同一在線監(jiān)測(cè)平臺(tái)之中，如果有條件的變電站可以把FCS系統(tǒng)也整合到ECS這個(gè)平臺(tái)之中，也可以把廠用電的電氣功能從DCS系統(tǒng)中進(jìn)行分離，進(jìn)而整合到ECS系統(tǒng)在線監(jiān)控之中。

目前通信技術(shù)的飛速發(fā)展與高新技術(shù)的不斷翻新，也從根本加速了ECS系統(tǒng)的成熟，在不久的將來,ECS系統(tǒng)不但會(huì)擁有在線監(jiān)控功能，同時(shí)還可以在同一平臺(tái)對(duì)主要電氣進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，而ECS系統(tǒng)也勢(shì)必會(huì)向更深層次發(fā)展。

2 電氣自動(dòng)化在電網(wǎng)調(diào)度及集控中心中的應(yīng)用

2.1 調(diào)度及集控中心自動(dòng)化的不同方式

方法一，首先要把集控中心當(dāng)作是調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)主站，并且還需達(dá)到遙信、遙控、遙測(cè)、遙調(diào)水平。因?yàn)檫@種方法其原理則是把每個(gè)無人值班變電站與集控中心之間經(jīng)過光纜域與其他的通信設(shè)備相連接，打開通道，之后在集控中心更新調(diào)度自動(dòng)化主站上的系統(tǒng)利用RS232數(shù)據(jù)進(jìn)而完成傳輸，完成遙信、遙控、遙測(cè)、遙調(diào)功能。此方法雖然能把調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的接入了集控中心，但是還有以下不足。經(jīng)濟(jì)性價(jià)比差。這因?yàn)樾枰總€(gè)站與集控中心之間經(jīng)過光纜相連，如果這樣那么不只是投資巨大，而且其建設(shè)的周期也漫長。安全性能較低、存在著很多不確定性。如果新安裝的光纜因?yàn)橥饬ζ茐耐蝗恢袛?，就?huì)造成通信突然停止工作繼而無法正常監(jiān)控。因?yàn)樵鎏砹诵抡{(diào)度主站，這就使其中間環(huán)節(jié)增加，可導(dǎo)致故障的概率隨之增大。管理方面不便，因其維護(hù)運(yùn)行較復(fù)雜。這種方式就等于在調(diào)度主站以外又設(shè)立了一個(gè)集控站主站，所以兩個(gè)站之間要實(shí)現(xiàn)遙信、遙控、遙測(cè)、遙調(diào)功能，而且還具有相同的權(quán)限，這不僅僅給管理造成混亂，還能引起不必要的沖突，從而降低了可靠性。

方法二，通過用局域網(wǎng)方式把集控中心接入調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。因?yàn)檫@種方法的主要原理是經(jīng)過光通信系統(tǒng)把集控中心的電腦接入到調(diào)度主站的局域網(wǎng)，并且可作為調(diào)度工作站，可由調(diào)度主站的管理機(jī)去統(tǒng)一管理，使其實(shí)現(xiàn)遙信、遙控、遙測(cè)、遙調(diào)功能。和方法一相比較，有其以下優(yōu)勢(shì)。

方法二有其投資比較小而且建設(shè)周期較短。這樣只需要架設(shè)通往集控中心的光纜就行，并不需要在其他站架設(shè)光纜，這不僅僅節(jié)省了投資及人力，而且還大大的縮短了施工建設(shè)周期。更加利于管理與維護(hù)。因?yàn)榧刂行牡碾娔X是單獨(dú)為其調(diào)度主站工作的，而且接受調(diào)度管理機(jī)統(tǒng)一的管理，使其兩個(gè)主站之間避免出現(xiàn)管理混亂以及容易產(chǎn)生的沖突事情。要不斷加大提高安全操作性能。最好把操作命令里加上監(jiān)護(hù)權(quán)限，并且監(jiān)護(hù)人與操作人必須是兩個(gè)人，這樣就能實(shí)現(xiàn)一個(gè)人是操作、而另一個(gè)人是監(jiān)護(hù)，這將大大提高操作安全性。

以上方法的關(guān)鍵所在之處是能否組構(gòu)成局域網(wǎng)，當(dāng)前調(diào)度自動(dòng)化的數(shù)據(jù)都是經(jīng)過RS232方式通過光通信系統(tǒng)E 1/1 OM來轉(zhuǎn)換完成的，然而RS232方式它并不能用來組建成局域網(wǎng)的。那么要想實(shí)現(xiàn)通過利用光通信系統(tǒng)而去組建成局域網(wǎng)，就必須采取在光設(shè)備上面加以安裝以太網(wǎng)板方法來完成，為此，以太網(wǎng)板就成為了組網(wǎng)的關(guān)鍵。

2.2 采取以太網(wǎng)板組網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)

它的可靠性比較高。因?yàn)橐蕴W(wǎng)板是直接傳送以太網(wǎng)信號(hào)，所以這就大大減少了使用協(xié)議轉(zhuǎn)換器時(shí)所帶來的2次協(xié)議轉(zhuǎn)換以及中間信號(hào)的線纜轉(zhuǎn)接；并且以太網(wǎng)接口板采取了比較具有規(guī)模的集成電路，因此帶來了較大的安全可靠性。

傳輸速率比較高。以太網(wǎng)接口板的最高傳輸可達(dá)到100M的速率，這說明了通信環(huán)網(wǎng)在155M的傳輸速率時(shí)，在去除環(huán)網(wǎng)上每個(gè)變電站已經(jīng)分配的2M外，剩余的2M都是可以進(jìn)行分配給以太網(wǎng)板，將用來傳輸以太網(wǎng)信號(hào)，使用這種方法傳輸速度將大大提升。

帶寬的利用率也在升高。在利用以太網(wǎng)接口板的同時(shí)，因?yàn)槠洳徽加?M的擴(kuò)展板上2M，所以變電站可共享為其以太網(wǎng)接口板所分配的帶寬，這就大大提高了帶寬使用率。

接口較多，以太網(wǎng)接口板基本能提供給4個(gè)以太網(wǎng)接口。在安裝時(shí)不會(huì)影響到網(wǎng)絡(luò)正常通信，因?yàn)榘惭b維護(hù)比較簡單、其故障率也相應(yīng)較低。工程量較小，所以施工周期也就縮短了。電力公司其具體實(shí)施情況包括，通過利用光纜組成雙環(huán)其相互備用的方法來提高光通信系統(tǒng)的可靠性。為了能夠更大的提升集控中心可靠的通信系統(tǒng)，因此需在集控中心與變電站兩者之間另外架設(shè)起一條光纜，用以組建為另外一個(gè)環(huán)網(wǎng)。這能夠使其集控中心處在雙環(huán)網(wǎng)的保護(hù)范圍之內(nèi)，同時(shí)其可靠性也隨之大大提升。

通過利用雙以太網(wǎng)板之間的互相備用方式用于提升以太網(wǎng)信號(hào)上的可靠性能。而在集控中心光設(shè)備上面加裝兩塊以太網(wǎng)板，一塊是用于調(diào)度自動(dòng)化組網(wǎng)，而另一塊則是公司內(nèi)部網(wǎng)用來進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。如果其中一塊以太網(wǎng)板發(fā)生故障那么可通過主站與集控中心同時(shí)把出現(xiàn)的故障信號(hào)線直接轉(zhuǎn)到?jīng)]有發(fā)生故障的另一塊以太網(wǎng)板上，可立即恢復(fù)數(shù)據(jù)傳輸，完全實(shí)現(xiàn)了無縫轉(zhuǎn)換，進(jìn)而把以太網(wǎng)信號(hào)的可靠性提高到最大之處。

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