發(fā)電廠電氣自動化技術(shù)探討

【摘 要】隨著工業(yè)發(fā)展的日益壯大，人們對電能的需求量不斷增加，提高發(fā)電效率成發(fā)電企業(yè)急需解決的問題。電氣自動化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)電中的自動控制，對故障檢測、設(shè)備保護具有很大的優(yōu)勢，促進電力企業(yè)向自動化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展。本文就主要對發(fā)電廠電氣自動化技術(shù)進行了簡要分析。

【關(guān)鍵詞】電廠；自動化；措施

引言

自動化是電力行業(yè)發(fā)展的總方向，是電廠各項工作的總目標(biāo)，以電氣自動化技術(shù)為平臺的現(xiàn)代化控制與管理基礎(chǔ)是電廠發(fā)展的重要基礎(chǔ)，特別在信息與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐步向電廠和電力生產(chǎn)領(lǐng)域加速滲透的今天，就特別凸顯出電氣自動化技術(shù)的價值與作用。

一、電廠電氣自動化系統(tǒng)概述

1、電廠電氣自動化系統(tǒng)

電廠電氣自動化系統(tǒng)包含了監(jiān)控、檢測、保護、通信等功能設(shè)備，其系統(tǒng)目的是對所有電廠電氣設(shè)備進行檢測、保護、管控制及信息管理。在國內(nèi)，一些較為落后的傳統(tǒng)電氣系統(tǒng)由于自身限制無法使用集散控制系統(tǒng)進行自動化運行，只能通過連接一些自動化水平比較低的專業(yè)硬件及相關(guān)的監(jiān)控設(shè)備進行一對一的監(jiān)控，無法同時監(jiān)控多個電氣設(shè)備。

2、電廠電氣自動化系統(tǒng)的構(gòu)成

電廠電子動化系統(tǒng)基本分為三個層面，即間隔層、網(wǎng)絡(luò)通訊層、站控層。間隔層內(nèi)的設(shè)備間隔布置，以此來改變信號、控制、測量等設(shè)備之間的電纜的放置位置，將廠電保護、測試與控制裝置由主控室轉(zhuǎn)移到開關(guān)層，減少了設(shè)備之間的直接聯(lián)系，僅依靠現(xiàn)場總線與網(wǎng)絡(luò)，就可讓設(shè)備之間的通訊得以實現(xiàn)，有效增強了設(shè)備相互之間的獨立性，精減了二次接線的數(shù)量，節(jié)省了電廠的成本開支，也避免了讓員工在安裝過程中的多次調(diào)試，減輕了員工的工作量。

網(wǎng)絡(luò)通訊層的設(shè)備包含通訊管理裝置、網(wǎng)絡(luò)交換機、網(wǎng)絡(luò)中繼器等，主要作用是讓各個設(shè)備或子系統(tǒng)之間能有效進行交流與信息傳遞。站控層包含操作員、工程師、服務(wù)器、UPS等設(shè)備，通過分布式與開放式結(jié)合的方式，對電廠的設(shè)備進行監(jiān)控和管理以及發(fā)揮其他方面的作用。

3、電氣自動化與熱工DCS控制系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)

電氣系統(tǒng)與熱工自動化相比，在運行中存在著很大的區(qū)別。DCS既具備傳統(tǒng)控制、集中化信息管理、操作顯示等功能，還具備強大的數(shù)據(jù)采集處理、通信功能，是先進程控技術(shù)得以實現(xiàn)的重要保證，具有獨立性、協(xié)調(diào)性、友好性、靈活性等特點。

而在電氣控制中，電氣設(shè)備的控制對象要少于熱工設(shè)備，操作的頻率較低。在電氣設(shè)備出現(xiàn)異常時，需要立即進行處理，在中央信號系統(tǒng)被取消后，只有在系統(tǒng)發(fā)出警告，監(jiān)控人員通過明確的指示時才能采取措施。電氣設(shè)備保護自動裝置對于可靠性有著極高的要求，并且要求動作快捷、靈敏。

電氣量相比于熱工量，沒有特別要求常規(guī)控制需要的模件類別以及性能，當(dāng)電氣控制系統(tǒng)要求具備非常高的可靠性，需要獨立的電氣控制器，便于實際工作的順利開展。在電廠電氣自動化的發(fā)展過程中，熱工DCS控制系統(tǒng)有助于進一步提升電廠的自動化水平，便于電廠電氣自動化的運行管理，將熱工DCS控制系統(tǒng)納入到電氣自動化控制中，可有效提升電廠的運行效益。

二、電氣自動化技術(shù)應(yīng)用的意義

1、電氣自動化有利于科研人員開展實時仿真工作電氣化技術(shù)，讓電力系統(tǒng)的暫時狀態(tài)以及穩(wěn)定狀態(tài)可以同步存在，由此，才有可能進行同步實驗。

該技術(shù)所提供的數(shù)據(jù)具有真實性和精確性，可利用價值很高，給實驗的增強精準(zhǔn)度提供了條件。操作人員可以在如此高仿真的條件下，做好電力裝置的測試實驗，對于混合型實時仿真實驗室的建立有很大的作用。

2、電力服務(wù)實現(xiàn)智能化。在現(xiàn)代化生活中，電力已經(jīng)滲透進各行各業(yè)，如果電力系統(tǒng)出現(xiàn)問題，很多行業(yè)將無法正常進行。

由此可見，電力系統(tǒng)的正常運行顯得如此重要。作為電力系統(tǒng)智能化的重要構(gòu)成，電氣自動化技術(shù)可以讓操作人員在高精準(zhǔn)度要求下實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計，而且讓系統(tǒng)實現(xiàn)自動化地進行自我分析所出現(xiàn)的故障，即系統(tǒng)運行的智能化。這種方式，可以讓那個電力系統(tǒng)運行得更為高效準(zhǔn)確。電力系統(tǒng)的高度自動化運行，讓其服務(wù)功能得到了升級，實現(xiàn)了電力服務(wù)的智能化。

三、電力自動化技術(shù)在發(fā)電中的應(yīng)用

1、電氣自動化技術(shù)在電廠控制的應(yīng)用

發(fā)電是將燃料的化學(xué)能通過燃燒反應(yīng)轉(zhuǎn)化為電能的一種發(fā)電方式，在這一能量轉(zhuǎn)換中，涉及高溫條件及能量轉(zhuǎn)存、傳輸?shù)榷喾矫娴墓ぷ鲉栴}，是一個綜合性、系統(tǒng)性、復(fù)雜的控制過程。掌握好發(fā)電中的控制工作，對整個系統(tǒng)的運行起著非常關(guān)鍵的作用。

現(xiàn)場總線結(jié)合了計算機、通信網(wǎng)絡(luò)以及控制技術(shù)等多方面的內(nèi)容，將信息化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展應(yīng)用到控制過程，采用現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)能夠優(yōu)化發(fā)電的系統(tǒng)控制，提高系統(tǒng)工作效率。

將電氣自動化技術(shù)運用到發(fā)電中，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的就地控制、集中控制、自動控制與故障控制。發(fā)電廠規(guī)模有大有小，其工作模式也有所不同，對一些生產(chǎn)規(guī)模比較小的發(fā)電廠，生產(chǎn)控制中發(fā)電設(shè)備相對較少，控制比較簡單，要建立一個綜合性的控制體系容易實現(xiàn)，利用電氣自動化技術(shù)將發(fā)電機組、鍋爐等重要設(shè)備綜合運用起來，實現(xiàn)高效的就地控制，可以有效避免各設(shè)備單獨運行所產(chǎn)生的不利影響。對于生產(chǎn)規(guī)模及較大、電能供應(yīng)量大的發(fā)電廠而言，由于發(fā)電、控制設(shè)備數(shù)量較多，工作過程中添加了很多復(fù)雜因素的影響，因此必須協(xié)調(diào)好各設(shè)備之間的工作時間及流程，處理好不同設(shè)備之間運行沖突等問題。

在發(fā)電系統(tǒng)中采用自動化的控制技術(shù)，將鍋爐、發(fā)電機組進行科學(xué)、合理的搭配組合，優(yōu)化不同設(shè)備之間的調(diào)配與優(yōu)先級控制，能夠有效地將大量設(shè)備進行集中操作，實現(xiàn)較為集中、方便的控制，進而提高設(shè)備運行的效率。由于電力自動化技術(shù)重點采用計算機控制與操作，能夠有效地帶動發(fā)電過程的自動化、智能化。

自動化控制系統(tǒng)的建立與應(yīng)用能夠減少人員工作的誤差和人身安全風(fēng)險，減少設(shè)備的運行操作失誤，并降低電能生產(chǎn)的難度，自動化解決設(shè)備運行中的部分故障，提高了電能生產(chǎn)量和企業(yè)的生產(chǎn)效益。

電力自動化技術(shù)還能夠解決生產(chǎn)中的電能故障排除與控制問題，通過建立計算機在線監(jiān)測系統(tǒng)，對設(shè)備運行及數(shù)據(jù)傳輸進行實時的監(jiān)督與異常診斷，并進行故障處理或報警。

故障控制過程能夠有效減少生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)備運行異常，對工作過程進行監(jiān)督和診斷，減小了工作失誤。

2、電氣自動化技術(shù)有助于實現(xiàn)設(shè)備自動檢測

傳統(tǒng)的發(fā)電對設(shè)備運行狀況監(jiān)測采用系統(tǒng)控制的方法，當(dāng)運行過程中參數(shù)超過系統(tǒng)所設(shè)定的保護值時就會報警或跳閘，因此設(shè)備檢測與報警相應(yīng)之間會有一定的時間延遲。

在電力設(shè)備運行中利用電氣自動化技術(shù)，通過計算機技術(shù)對整個系統(tǒng)進行檢查和檢測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障或存在隱患時，系統(tǒng)采取一定的故障分析及處理措施，對可能影響系統(tǒng)工作的設(shè)備事故進行盡早的解決，重點促進發(fā)電設(shè)備的生產(chǎn)效率并減小工作過程中的電廠安全事故的發(fā)生。

電氣自動化系統(tǒng)的完整控制及故障的自動檢測和排除，能夠大大減少工作人員的監(jiān)督與測量的工作量，保證整個工作系統(tǒng)能夠暢通無阻地高效運行。

3、電氣自動化技術(shù)在設(shè)備保護中的應(yīng)用

發(fā)電過程中，工作設(shè)備是完成發(fā)電的基礎(chǔ)，加強電力保護，保證設(shè)備工作正常和安全生產(chǎn)是維持發(fā)電企業(yè)長久發(fā)展及業(yè)務(wù)運行的重要因素。電氣自動化技術(shù)在設(shè)備保護中發(fā)揮著非常關(guān)鍵的作用，在工作階段將電力設(shè)備生產(chǎn)與計算機緊密結(jié)合，通過計算機進行控制與管理，實現(xiàn)人機一體化的生產(chǎn)和發(fā)展。電氣自動化技術(shù)對設(shè)備的保護主要體現(xiàn)在聯(lián)鎖保護、繼電保護、裝置保護以及防雷保護等方面。

在發(fā)電設(shè)備工作運行中出現(xiàn)故障時，聯(lián)鎖保護可以及時自動切斷線路跳閘，將發(fā)生故障的部分終止運行，可以保護設(shè)備及整個系統(tǒng)受到破壞。繼電自動化保護主要是通過計算機與繼電器相連接，根據(jù)熱電參數(shù)的設(shè)置對設(shè)備狀態(tài)進行判斷，并結(jié)合與發(fā)電設(shè)備相配備的裝置構(gòu)成保護回路，從而起到保護作用。

發(fā)電生產(chǎn)所用到的裝置不僅包括電動裝置，還包含很多大型的機械設(shè)備，要想使系統(tǒng)高效穩(wěn)定運行，必須對裝置進行一定的保護。電氣自動化技術(shù)能夠?qū)㈦娏ρb置與保護設(shè)備協(xié)調(diào)搭配，并控制保護設(shè)備對裝置不同工作狀態(tài)進行保護，減小外界因素對設(shè)備運行的影響。雷電對發(fā)電設(shè)備的影響也是非常嚴重的，電氣自動化技術(shù)在實際設(shè)計中可以利用防雷器增加發(fā)電設(shè)備的抗擊性能，并對危險狀況進行自動識別與檢測，以減小設(shè)備損傷所帶來的危害。

四、電廠應(yīng)用電氣自動化技術(shù)的趨勢

1、一體化發(fā)展

電氣自動化技術(shù)正在實現(xiàn)對電廠生產(chǎn)和管理各項環(huán)節(jié)的滲透，將電廠測量工作、監(jiān)控工作和維護工作融合為一個有機的整體，實現(xiàn)一體化的發(fā)展，這樣可以方便實現(xiàn)各類信息和數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化，有利于提高電廠運行和生產(chǎn)的管理效率與水平，實現(xiàn)電氣各項工作一體化。

2、安全化發(fā)展

電氣自動化技術(shù)可以將電廠生產(chǎn)的安全和保護兩項目標(biāo)落實到具體的系統(tǒng)和工作之中，以電氣自動化技術(shù)為支撐，電廠可以建立起自動化電氣系統(tǒng)的安全系統(tǒng)，在提高電廠電氣控制系統(tǒng)水平和自動化能力的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)電廠綜合的、系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。

3、系統(tǒng)發(fā)展

電氣自動化技術(shù)的發(fā)展，對電廠設(shè)備和系統(tǒng)具有減少設(shè)備損壞率，降低系統(tǒng)發(fā)生故障次數(shù)的功能，未來應(yīng)該利用現(xiàn)代預(yù)警理念為中心，指導(dǎo)促進電廠電氣自動化系統(tǒng)的發(fā)展。

結(jié)束語

總之，電氣自動化是今天我們發(fā)展的趨勢，使得我們行業(yè)邁上了一個新的臺階，應(yīng)該擺正思想，把阻力變成我發(fā)展的動力，只有這樣才能從根本上解決問題。

我相信以當(dāng)前的發(fā)展趨勢發(fā)展下去，那么在不久的將來一定會取得很大的成績。

參考文獻：

[1]張俊.電力系統(tǒng)中電氣自動化技術(shù)的探索[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2011，（3）.

[2]李榮智.芻議電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運用[J].科技風(fēng)，2013，（10）.

[3]郭紅生.電氣自動化工程控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊，2011，（12）.