2x660MW火力發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

柯鈞

【摘 要】電氣監(jiān)控系統(tǒng)在發(fā)電場中是非常重要的系統(tǒng)，關(guān)系到火電廠的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)效率，因此本文對的火力發(fā)電廠采用的電氣監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行了分析，首先簡要介紹了火電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)中存在的問題，其次對電氣系統(tǒng)控制特點進(jìn)行了分析，針對應(yīng)用中存在的問題，提出了電氣計算機控制系統(tǒng)方案，此方案的開放程度高且技術(shù)先進(jìn)，可以極大的提升火電廠的自動化程度和管理水平。

【關(guān)鍵詞】火力發(fā)電廠 電氣監(jiān)控系統(tǒng) ECS 硬接線

1 前言

隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高以及信息化建設(shè)的背景下，電力行業(yè)的技術(shù)也在不斷隨著發(fā)展，目前在等大中型的火電廠中除了已經(jīng)廣泛采用的微機分散控制系統(tǒng)（DCS），還配置了廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）、廠級管理信息系統(tǒng)（MIS）等數(shù)字化的應(yīng)用系統(tǒng)，具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、監(jiān)控、及遠(yuǎn)距離遙控等豐富的功能，實現(xiàn)整定值參數(shù)在監(jiān)控中心的上傳和下載，提升了電廠運行效率與電廠的經(jīng)濟(jì)效益，并反映著我國火力發(fā)電廠的自動化管理水平，新技術(shù)的廣泛應(yīng)用使電廠也逐漸步入了網(wǎng)絡(luò)化和信息化的時代，火電廠監(jiān)控系統(tǒng)（ECS）是在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，可以實現(xiàn)鍋爐電力一體化管理但是DCS中也存在著一些問題，太過側(cè)重汽輪與鍋爐而忽視了電氣系統(tǒng)，三者之間的協(xié)調(diào)性也有些差，且ECS也有進(jìn)一步提升的空間，提升ECS與DCS的無縫連接。

2 火電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)中存在的問題

2.1 硬接入

當(dāng)前采用的連接DCS與電氣系統(tǒng)的方法是硬接入的方法，這種方法的弊端是投入成本高，因其按點收費的模式，當(dāng)接入新的線纜時，需要增加一個點的成本，如果遇到大量的線纜接入時，成本變得難以負(fù)擔(dān)。

2.2 數(shù)據(jù)通信

當(dāng)前是信息數(shù)據(jù)的時代，火力發(fā)電廠中的電氣監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息也是龐雜的，其中有有效信息也有無效的信息，并且，大部分是與DCS無關(guān)的數(shù)據(jù)信息，在提取出有效信息以后，無效的信息會干擾到正常信息的處理，而且會造成網(wǎng)絡(luò)擁塞，嚴(yán)重影響到系統(tǒng)的正常運行。同時，設(shè)備之間的通信連鎖都是在連接的情況下進(jìn)行的，收到數(shù)據(jù)通信的牽制，當(dāng)數(shù)據(jù)通信不穩(wěn)定時，會導(dǎo)致通信終端，通信連鎖也就失效。

2.3 動作權(quán)限

對于DCS系統(tǒng)而言，還有一個通過遙控進(jìn)行連接的備用的操作系統(tǒng)，但是有限定的條件，即兩個系統(tǒng)必須處于統(tǒng)一操作位置的時候才能進(jìn)行連接實現(xiàn)，所以當(dāng)兩個系統(tǒng)的操作位置不相同時，無法啟動備用系統(tǒng)的操作權(quán)限。

3 火電機組電氣系統(tǒng)控制特點分析

3.1 精確度高

火力發(fā)電廠中的電氣系統(tǒng)精確度要求很高，主要體現(xiàn)在變壓器與廠用電源上，如果發(fā)生制動延遲，則會造成不可估量的損失。而且涉及到電氣監(jiān)控儀表的電氣參數(shù)的變化也是非?？斓模残枰芫_。電能值參數(shù)包括電壓、電流、頻率、相位以及功率等，數(shù)字值參數(shù)包括開關(guān)狀態(tài)、保護(hù)動作等信號，當(dāng)參數(shù)變化很快時，計算機監(jiān)控系統(tǒng)的采樣速度也要加快。

3.2 智能性高

電氣監(jiān)控系統(tǒng)的智能化程度較高，系統(tǒng)很多裝置諸如起備保變保護(hù)、廠用電切換裝置、自動同期裝置等都是微機型，并采用智能開關(guān)以及智能儀表等很多智能化的裝置，如此增加了裝置的反應(yīng)靈敏度和可靠性，可以在很快的時間內(nèi)完成切換調(diào)節(jié)等操作，既增加了電氣監(jiān)控系統(tǒng)的工作性能，也方便了與計算機監(jiān)控系統(tǒng)的連接與通信。

3.3 邏輯簡單

電氣監(jiān)控系統(tǒng)對運行頻率的要求較低，當(dāng)系統(tǒng)啟動運行以后，可以長時間的維持正常工作的狀態(tài)，無需工作人員繼續(xù)長時間操作，只需要偶爾進(jìn)行查看與操作，運行邏輯簡單還體現(xiàn)在系統(tǒng)中的控制與閉鎖邏輯簡單，均為開關(guān)量控制，且無需進(jìn)行后續(xù)的調(diào)節(jié)與控制。

4 電廠電氣計算機控制系統(tǒng)方案應(yīng)用分析

4.1 方案分析

為實現(xiàn)對電氣設(shè)備的監(jiān)控，需要為每單元機組設(shè)置電氣計算機控制系統(tǒng)。首先為每臺計算機設(shè)置電氣現(xiàn)場總線信息采集系統(tǒng)（EFCS）進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，主要采集的是電氣系統(tǒng)管理信息。此系統(tǒng)包括了機組電氣系統(tǒng)的發(fā)電機變壓器組、單元機組與公用廠用電系統(tǒng)，其中發(fā)電機-變壓器組和廠用電電源系統(tǒng)主要使用EFCS實現(xiàn)監(jiān)控功能。然后使用硬接線技術(shù)，將電氣系統(tǒng)中的電能值信息、數(shù)據(jù)量信息和控制信號，以及機爐廠用電動機均接入DCS。DCS沒有為電氣系統(tǒng)專設(shè)操作員站，并取消了與EFCS的通信接口，而是與電氣操作員站一起設(shè)置在電氣計算機的控制系統(tǒng)在集中控制室當(dāng)中。最后，當(dāng)EFCS采集到電氣系統(tǒng)管理信息以后，既可以送入EFCS的工程師站對諸如故障電流、電壓波形等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，也可以通過獨立的通信接口送入廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)與信息管理系統(tǒng)。電氣現(xiàn)場總線的信息采集使用的是分層-分布式結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)，系統(tǒng)功能是分層進(jìn)行管理，設(shè)備是分散的進(jìn)行布置。總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中設(shè)備為三層，分別是監(jiān)控主站層、通信子站層和間隔層；網(wǎng)絡(luò)為二層，分別是連接監(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)。

4.2 方案優(yōu)點

此方案具有很多優(yōu)勢：使用硬接線技術(shù)EFCS接入DCS系統(tǒng)可以減少大量的隔離器件、端子柜、I/O卡件等；設(shè)備之間使用總線實現(xiàn)通信，可以大幅度的減少在施工器件安裝、系統(tǒng)運行調(diào)試以及檢修維護(hù)所消耗的工作量；DCS主要針對的是汽輪與鍋爐，而EFCS 系統(tǒng)是針對電氣系統(tǒng)開發(fā)的，相關(guān)的施工與技術(shù)都是電氣專業(yè)人員，因此兩系統(tǒng)相比較EFCS更方便控制與管理適應(yīng)電氣系統(tǒng)；系統(tǒng)中的每個智能測控單元的功能都是互不干擾的，這樣規(guī)避了故障干擾其他元器件的風(fēng)險，提高了整個系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性。

5 結(jié)語

總之，電氣監(jiān)控系統(tǒng)極大的推動了火力發(fā)電廠的發(fā)展，也在我國得到了廣泛應(yīng)用，本文分析的方案結(jié)合了DCS與EFCS，實現(xiàn)了完整的爐電一體化和機組的協(xié)調(diào)運行。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷完善和計算機網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的不斷發(fā)展，針對目前實際應(yīng)用中存在的很多問題，需要繼續(xù)的進(jìn)行研究與解決，實現(xiàn)火電廠投資運營的效益最大化。

參考文獻(xiàn)：

[1]高波.火力發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)的監(jiān)控方式研究[R].北京：中國電力規(guī)劃設(shè)計協(xié)會電力勘測設(shè)計行業(yè)電氣專業(yè)委員會，2006.151-160.

[2]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（2）：43-50.

[3]王志偉.淺談火力發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用分析[J].廣西電業(yè)，2012（03）.