火電廠電氣自動化技術(shù)探析

倪焱瑤　王勵策

摘 要：火力發(fā)電廠采用電氣自動化技術(shù)充分發(fā)揮了火電廠電氣系統(tǒng)集體自動化的作用，實(shí)現(xiàn)了MIS系統(tǒng)和SIS系統(tǒng)的無縫連接，進(jìn)一步提升了火力發(fā)電廠的生產(chǎn)效率。以火電廠電氣自動化技術(shù)為研究的切入點(diǎn)，對火電廠電氣自動化系統(tǒng)的建設(shè)進(jìn)行了相關(guān)的探索和研究，并提出了電氣自動化未來的發(fā)展道路。

關(guān)鍵詞：火電廠；電氣自動化技術(shù)；火力發(fā)電；控制系統(tǒng)

中圖分類號：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.13.143

火力發(fā)電中的電氣自動化系統(tǒng)，簡稱為ECS，是發(fā)電廠近幾年的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)議題，其側(cè)重點(diǎn)在于對火力發(fā)電廠自動化的監(jiān)控，并對內(nèi)部用電低壓電氣系統(tǒng)實(shí)行保護(hù)和控制。系統(tǒng)控制方式也從簡單的DCS系統(tǒng)逐步向復(fù)雜、全面的控制系統(tǒng)發(fā)展。目前來看，我國的火電廠電氣自動化技術(shù)正日趨走向成熟，集測量、控制、監(jiān)視等多種功能于一體，并在火電廠電氣自動化發(fā)展當(dāng)中得到一一推廣和應(yīng)用。針對這種發(fā)展局勢，如何看待發(fā)電廠電氣自動化的缺陷以及當(dāng)下火電廠發(fā)展系統(tǒng)存在的弊端，是改進(jìn)技術(shù)和推進(jìn)生產(chǎn)創(chuàng)新的關(guān)鍵。

1 當(dāng)下火力發(fā)電廠監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題

1.1 監(jiān)控系統(tǒng)落后

目前，國內(nèi)多數(shù)發(fā)電廠的監(jiān)控系統(tǒng)較為落后，其采用的主要設(shè)備為中央信號光字牌。這種監(jiān)測設(shè)備很難滿足故障信息的監(jiān)測需求，使火電廠設(shè)備的運(yùn)行和使用受到了極大的限制，同時也導(dǎo)致了生產(chǎn)效率低下、安全性無法保障等一系列現(xiàn)實(shí)問題。

1.2 控制系統(tǒng)缺陷

在大多數(shù)發(fā)電廠內(nèi)，升壓站依舊采用傳統(tǒng)的硬搬把（按鈕）進(jìn)行生產(chǎn)操作。硬搬把在工作時間較長的情況下會產(chǎn)生磨損等問題，從而導(dǎo)致操作失敗，容易引起操作事故，因此存在的風(fēng)險系數(shù)較大。除此之外，公用操作系統(tǒng)存在諸多不便。公用系統(tǒng)是由機(jī)組工作人員進(jìn)行輪流操作的，并且其無法納入DCS系統(tǒng)，這樣一來，就容易造成疏忽，導(dǎo)致操作事故的發(fā)生。

2 電氣自動化技術(shù)在火電廠的基本作用

一般來說，傳統(tǒng)的火力發(fā)電廠中的DCS系統(tǒng)側(cè)重于機(jī)爐的簡單控制，而電氣系統(tǒng)則可以實(shí)現(xiàn)自動化控制。電氣自動化技術(shù)是以監(jiān)視控制設(shè)備為主，通過數(shù)據(jù)連接和監(jiān)控信息的反饋反映出設(shè)備的運(yùn)行情況，并且能夠在發(fā)生意外事故的時候采取緊急應(yīng)對措施進(jìn)行處理。將電氣自動化技術(shù)應(yīng)用于火電廠當(dāng)中，根據(jù)電量日常表、設(shè)備數(shù)據(jù)表、檢修報表提供的相關(guān)信息，能夠及時分析出設(shè)備的警告信號、動作事件異常情況，以此來避免重大事故的發(fā)生。

3 采用火電廠電氣自動化技術(shù)的目的

3.1 采用火電廠電氣自動化技術(shù)的必要性

傳統(tǒng)的DCS技術(shù)無法滿足當(dāng)下火電廠的發(fā)展需求，根據(jù)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一般規(guī)律，必然會遭到淘汰。2007-03，溫家寶總理就提出了“十一五”期間關(guān)閉5.0×107 kW小火電機(jī)組的目標(biāo)，淘汰落后的生產(chǎn)方式，建設(shè)大機(jī)組，實(shí)行大規(guī)模的自動化生產(chǎn)，以提升生產(chǎn)效率。而在這樣的情況下，就必須實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的集中化控制和輕松、快捷、簡便的系統(tǒng)操作模式。為了達(dá)到這一目標(biāo)，就必須采用火電廠電氣自動化技術(shù)，轉(zhuǎn)變過去單一采集電氣信號的生產(chǎn)模式，提高整個火力發(fā)電廠電氣自動化系統(tǒng)的運(yùn)行和管理水平。采用火電廠電氣自動化技術(shù)，對于火力發(fā)電廠的長足發(fā)展和進(jìn)步起著至關(guān)重要的作用。

3.2 完善火力發(fā)電廠的控制系統(tǒng)

采用火力發(fā)電廠電氣自動化技術(shù)最大的目的就是完善火力發(fā)電廠的控制系統(tǒng)和監(jiān)測系統(tǒng)。電力自動化技術(shù)應(yīng)用水平的提升得益于科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，它對火力發(fā)電廠的作用則體現(xiàn)在對生產(chǎn)過程各個方面有效的監(jiān)控?；鹆Πl(fā)電廠中，電氣自動化系統(tǒng)的監(jiān)控裝置可以實(shí)現(xiàn)保護(hù)和監(jiān)控，還可以進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電廠的信息化管理和控制。

4 電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用配置

自動化系統(tǒng)的通信帶寬通常高達(dá)10 Mbit/s以上，100 Mbit/s以太網(wǎng)也已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。自動化系統(tǒng)以以太網(wǎng)為通信媒介，使用雙絞線、同軸電纜、光纖等介質(zhì)進(jìn)行信號傳輸。電氣自動化技術(shù)在火力發(fā)電廠中主要采取了I/0集中控制方式和遠(yuǎn)程智能I/0方式來完成監(jiān)控。

4.1 I/0集中監(jiān)控方式

I/0集中監(jiān)控方式通過硬接線電纜與集控室DCSI/0通道相連，實(shí)現(xiàn)DCS對全廠電氣設(shè)備的監(jiān)控。在低壓廠用電時，會使用UT-9935低壓變保護(hù)測控裝置進(jìn)行監(jiān)控，而高壓電廠用電時，則采用UT-9921綜合保護(hù)測控裝置。

4.2 遠(yuǎn)程智能I/0監(jiān)控方式

遠(yuǎn)程智能I/0監(jiān)控方式是針對較遠(yuǎn)現(xiàn)場設(shè)立的監(jiān)控方式，也成為現(xiàn)場A/D轉(zhuǎn)換機(jī)柜。這種監(jiān)控方式主要采取硬接線電纜和采集柜相結(jié)合的方式來實(shí)現(xiàn)，主要應(yīng)用雙絞線來傳輸信號。遠(yuǎn)程智能I/0的監(jiān)控方式可以節(jié)省大量電纜，節(jié)約了安裝費(fèi)用，但模擬量卡件不能有絲毫減少。

除了I/0集中監(jiān)控方式和遠(yuǎn)程I/0方式外，火電廠電氣自動化系統(tǒng)應(yīng)用配置還涉及到站控層、網(wǎng)控子系統(tǒng)等技術(shù)的應(yīng)用。站控層是火電廠后臺采用雙操作員的監(jiān)控手段，具有系統(tǒng)維護(hù)、故障分析和保護(hù)管理等功能。一般情況下，通常會在站控層內(nèi)設(shè)置一套UT-2000綜合操作屏，提供直觀的監(jiān)控模式。網(wǎng)控子系統(tǒng)采取66 kV以上電壓等級線路配置方式，并且配置了UT-600系列控制裝置。

5 結(jié)束語

目前，我國要想解決電氣系統(tǒng)中存在的問題，深化電力市場的機(jī)制體制改革，提升發(fā)電廠的生產(chǎn)效率，最有效的途徑就是實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電廠電氣自動化。通過上文的分析，我們不難看出目前我國火電廠電氣自動化技術(shù)存在的諸多問題。通過探究和分析，解決這一問題的有效途徑就是實(shí)現(xiàn)集控化管理，加快電氣自動化的發(fā)展步伐，實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)、鍋爐一體化的監(jiān)控模式，加強(qiáng)發(fā)電廠中電網(wǎng)的統(tǒng)一運(yùn)行和管理。同時，注重DCS自動化系統(tǒng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠電氣綜合自動化及其協(xié)調(diào)統(tǒng)一發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]賀家李，宋從矩.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理[M].北京：中國電力出版社，1994.

〔編輯：王霞〕