電氣監(jiān)控系統(tǒng)（ECMS）監(jiān)測(cè)功能和范圍分析

葉帥

【摘 要】電子技術(shù)和信息技術(shù)的日新月異，火電廠在自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用方面也取得了快速發(fā)展。通過(guò)采用技術(shù)更先進(jìn)、自動(dòng)化程度更高的技術(shù)和產(chǎn)品來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化和管理現(xiàn)代化成為火電廠生存和發(fā)展的必由之路。電氣監(jiān)控系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)火電廠機(jī)爐電的一體化運(yùn)行監(jiān)控提供了完整的解決方案。

【關(guān)鍵詞】電氣監(jiān)控；自動(dòng)化管理

0引言

發(fā)電廠廠用電氣設(shè)備與分散控制系統(tǒng)的聯(lián)系一般采用硬接線方式，即由廠用電氣設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)（開(kāi)關(guān)柜，盤(pán)處）用電纜將電氣量信號(hào)一對(duì)一地送到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)I/O柜上。對(duì)于6kV系統(tǒng)采用常規(guī)方式時(shí)，微機(jī)保護(hù)裝置往往只采用單純的保護(hù)功能，操作回路依靠外部分離元器件構(gòu)成，外置電度表進(jìn)行電能累計(jì)，通過(guò)控制電纜與DCS聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)在DCS控制和狀態(tài)監(jiān)視。

常規(guī)的廠用電氣系統(tǒng)接入DCS的控制監(jiān)視方案具有如下的特點(diǎn)數(shù)據(jù)一對(duì)一傳輸，傳輸線多，易受干擾影響，且受輸入點(diǎn)數(shù)量的影響，采樣數(shù)據(jù)受到了很大的限制。為了提高管理效率需要將發(fā)電廠自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展為一個(gè)整體。盡管在目前階段，作為保證鍋爐、汽機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的核心系統(tǒng)，DCS系統(tǒng)有著牢固的不可替代的地位，但電氣系統(tǒng)納入DCS的含義已經(jīng)發(fā)生了潛移默化的改變。

1電氣自動(dòng)化技術(shù)監(jiān)測(cè)功能

電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了全分布式的保護(hù)測(cè)控功能，借助變電站系統(tǒng)的成功應(yīng)用，現(xiàn)場(chǎng)總線及以太網(wǎng)技術(shù)己經(jīng)廣泛應(yīng)用于發(fā)電廠電氣系統(tǒng)中，構(gòu)成了分層分布式的發(fā)電廠電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)簡(jiǎn)寫(xiě)為ECMS系統(tǒng)。發(fā)電廠電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)作為其中一個(gè)子FCS系統(tǒng)，也有一定的獨(dú)立性。從范圍看，ECMS系統(tǒng)應(yīng)包含對(duì)6KV及400V的全部電源及電動(dòng)機(jī)的保護(hù)監(jiān)視，還應(yīng)包含機(jī)組部分保護(hù)及自動(dòng)裝置，此外，升壓站電氣部分也可接入其中。從作用及地位上看，有建議將ECMS作為未來(lái)全通信控制方式下DCS一部分的觀點(diǎn)；也有觀點(diǎn)認(rèn)為ECMS系統(tǒng)以電氣系統(tǒng)監(jiān)測(cè)管理為主要目的，實(shí)現(xiàn)全廠電氣系統(tǒng)的集中監(jiān)視、管理及輔助控制等功能。還有觀點(diǎn)認(rèn)為，電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，主要目的是實(shí)現(xiàn)電氣系統(tǒng)的集中監(jiān)視、管理，其控制應(yīng)主要通過(guò)DCS系統(tǒng)下發(fā)給ECMS，并通過(guò)ELMS系統(tǒng)的保護(hù)測(cè)控裝置執(zhí)行，以ECMS為主進(jìn)行控制只能作為后備。在地位上：ECMS既是DCS系統(tǒng)的一部分，同時(shí)又獨(dú)立成為一個(gè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)，完成DCS不關(guān)心、少關(guān)心以及無(wú)法實(shí)現(xiàn)的電氣系統(tǒng)功能，如集中抄表、狀態(tài)檢修、電氣邏輯閉鎖、電氣開(kāi)關(guān)順序控制、定值管理、保護(hù)動(dòng)作分析等。

2系統(tǒng)監(jiān)控范圍

根據(jù)電氣主接線和廠用電接線，電氣進(jìn)入ECMS及DCS系統(tǒng)監(jiān)測(cè)和控制的對(duì)象主要有：

（1）發(fā)電機(jī)一變壓器組。其監(jiān)測(cè)范圍主要包括發(fā)電機(jī)一變壓器組、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)以及同期裝置等的保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、各設(shè)備的狀態(tài)信號(hào)、異常運(yùn)行信號(hào)以及各設(shè)備的主要電氣參數(shù)等；通過(guò)DCS控制的對(duì)象主要包括發(fā)電機(jī)一變壓器組的斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、主變壓器冷卻器、發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)開(kāi)關(guān)、AVR運(yùn)行方式的設(shè)置及給定值的調(diào)節(jié)、自動(dòng)同期裝置的投、退控制等。

（2）高壓廠用工作及備用電源其監(jiān)測(cè)對(duì)象主要包括高壓廠用工作變壓器及起動(dòng)/備用變壓器保護(hù)和自動(dòng)裝置的動(dòng)作信號(hào)、各設(shè)備的狀態(tài)信號(hào)、異常運(yùn)行信號(hào)以及各設(shè)備的主要電氣參數(shù)等；控制對(duì)象主要包括起動(dòng)/備用變壓器的斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、6kV工作電源斷路器、備用電源斷路器、廠用電快速切換裝置投退、變壓器散熱器以及有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)的控制等。

（3）主廠房?jī)?nèi)低壓廠用變壓器。主要對(duì)主廠房低壓廠用變壓器的保護(hù)裝置動(dòng)作信號(hào)、設(shè)備狀態(tài)信號(hào)和有關(guān)電流、電度、溫度等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)變壓器6kV和380V側(cè)斷路器進(jìn)行控制。

（4）輔助車間低壓廠用變壓器。對(duì)主廠房外輔助車間低壓廠用變壓器保護(hù)裝置動(dòng)作信號(hào)、設(shè)備狀態(tài)信號(hào)和有關(guān)電流、電度、溫度等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)變壓器6kV側(cè)斷路器進(jìn)行控制。

（5）PC至MCC電源設(shè)備。對(duì)主廠房?jī)?nèi)PC至MCC電源線的斷路器的保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、設(shè)備狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)斷路器的分、合進(jìn)行控制。

（6）單元程控電動(dòng)機(jī)。對(duì)單元機(jī)組程控電動(dòng)機(jī)保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、設(shè)備狀態(tài)信號(hào)及工作電流、電度等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)電動(dòng)機(jī)的起停進(jìn)行控制。

為完成上述電氣控制功能所必需的電氣信息量包括：模擬量有電流、電壓、有功功率、無(wú)功功率、頻率、功率因數(shù)、有功電能、無(wú)功電能等電量和溫度等非電量；開(kāi)關(guān)量有斷路器、隔離開(kāi)關(guān)以及接地開(kāi)關(guān)的位置信號(hào)、繼電保護(hù)裝置動(dòng)作及報(bào)警信號(hào)、運(yùn)行監(jiān)視信號(hào)及有載調(diào)壓變壓器分接頭位置信號(hào)等。除少量重要信息采用硬接線送入DCS外，其余均以通信方式送入ECMS系統(tǒng)。

3結(jié)論

監(jiān)測(cè)模式的目的是通過(guò)ECMS將DCS無(wú)法采集到的運(yùn)行信息以通訊的方式上送DCS控制畫(huà)面，供運(yùn)行人員輔助監(jiān)測(cè)，而控制信號(hào)和設(shè)備的狀態(tài)信號(hào)仍由硬接線接入DCS的I/O卡件，保證了運(yùn)行的可靠性，與以往的單純DCS控制模式相比，可以讓運(yùn)行人員了解更多的運(yùn)行信息，又可以節(jié)省大部分的硬接線電纜，可靠性和安全性也沒(méi)有降低。是目前電廠廠用電電氣監(jiān)控主要采用的控制模式。

參考文獻(xiàn)：

[1]范錫普.發(fā)電廠電氣部分[M].北京：中國(guó)電力出版社1995，1-84

[2]朱能飛.電氣監(jiān)控在DCS中的應(yīng)用[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，1999，19（6）：7576

[3]薛葵.發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)[J].電力系統(tǒng)裝備，2002（1）：7273

[4]蒙寧海.火電廠廠用電系統(tǒng)監(jiān)控方案的探討[J].廣西電力、2003，26（21：4447