電氣自動(dòng)化問(wèn)題發(fā)展研究

翟賠聰

【摘要】本文以發(fā)電站為例介紹了電氣自動(dòng)化在發(fā)展方面的問(wèn)題探索和研究。信息技術(shù)的快速發(fā)展為電力企業(yè)電氣自動(dòng)化設(shè)備管理信息化建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。在本文中，結(jié)合電力企業(yè)電氣自動(dòng)化設(shè)備管理的實(shí)際情況，提出了一套基于工作流的電氣自動(dòng)化設(shè)備管理信息系統(tǒng)的技術(shù)方案。

【關(guān)鍵詞】電氣 自動(dòng)化

按照常規(guī)方式，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)的柜上。對(duì)于系統(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)控制電纜與聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)在控制和狀態(tài)監(jiān)視。通過(guò)電流或電壓變送器向提供電流或電壓的模擬量信號(hào)，通過(guò)模件采集開(kāi)關(guān)位置、保護(hù)動(dòng)作、控制回路斷線、裝置故障、遠(yuǎn)方就地等狀態(tài)信號(hào)，并通過(guò)開(kāi)關(guān)量輸出模件輸出并經(jīng)過(guò)中間繼電器來(lái)控制開(kāi)關(guān)。對(duì)于系統(tǒng)采用常規(guī)方式時(shí)，通過(guò)電流或電壓變送器向提供電流或電壓的模擬量信號(hào)，部分回路包括饋線和電機(jī)安裝電度表進(jìn)行電能計(jì)量。通過(guò)模件采集開(kāi)關(guān)位置、保護(hù)動(dòng)作、控制回路斷線等狀態(tài)信號(hào)、并通過(guò)開(kāi)關(guān)量輸出模件輸出并經(jīng)過(guò)中間繼電器來(lái)控制開(kāi)關(guān)。

常規(guī)的廠用電氣系統(tǒng)接入的控制監(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，系統(tǒng)卡件多，現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)柜變送器多，設(shè)備投資增加所有量均是通過(guò)電纜由開(kāi)關(guān)柜盤處連到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的柜上，隨著采集的數(shù)據(jù)量的不斷增大，電纜的數(shù)量不斷增多，使電纜通道擁擠不堪，增加了大量的電纜工程量和調(diào)試工作量，增大了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的調(diào)試周期及調(diào)試難度。由于上述量均是通過(guò)電纜由開(kāi)關(guān)柜盤處連到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的柜上，為降低電纜及卡件費(fèi)用，僅重要的量才能進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)信息不完整，無(wú)法及時(shí)監(jiān)測(cè)到所有的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)和判斷何種保護(hù)動(dòng)作，整個(gè)系統(tǒng)由分離裝置通過(guò)控制電纜構(gòu)成，系統(tǒng)維護(hù)工作量大、易受干擾、系統(tǒng)可靠性差、投資成本高延長(zhǎng)運(yùn)行人員處理時(shí)間不能實(shí)現(xiàn)在工程師站上對(duì)電器元件進(jìn)行管理維護(hù)，給電廠運(yùn)行維護(hù)造成不便對(duì)于新建工程，調(diào)試均集中到最后系統(tǒng)的調(diào)試上。而設(shè)備一般是電廠最后訂貨的設(shè)備，其調(diào)試一般是最后進(jìn)行，且調(diào)試工作量也是電廠控制系統(tǒng)最大的，調(diào)試時(shí)間要求也很緊。由開(kāi)關(guān)柜盤處連到的這些量的調(diào)試必然增加最后的調(diào)試周期由于倒送廠用電，要求發(fā)電廠廠用電源系統(tǒng)通常在未調(diào)試之前投入運(yùn)行，即要求廠用電系統(tǒng)及其控制能提前進(jìn)行調(diào)試并投運(yùn)，此種接入方式通常無(wú)法滿足此要求通常都是由電廠的熱工人員進(jìn)行日常的維護(hù)，如果采用這種接入方式，使廠用電控制系統(tǒng)不利于電氣檢修人員的管理。

隨著機(jī)組向大容量、高參數(shù)發(fā)展，發(fā)電廠的電氣自動(dòng)化程度越來(lái)越重要。發(fā)電廠電氣自動(dòng)化的水平直接影響火電廠建設(shè)的投資效益、電廠運(yùn)行的綜合經(jīng)濟(jì)效益以及整個(gè)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化水平。目前隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)可靠性的不斷提高，同時(shí)電氣設(shè)備的控制、保護(hù)等設(shè)備在不斷的發(fā)展，這樣電氣監(jiān)控系統(tǒng)的外部條件越來(lái)越成熟。正是在這種背景下課題提出和開(kāi)發(fā)了發(fā)電廠的電氣監(jiān)控系統(tǒng)。針對(duì)目前發(fā)電廠中電氣系統(tǒng)自動(dòng)化應(yīng)用方案存在較大差異的問(wèn)題，本文結(jié)合工程實(shí)際分析了現(xiàn)今火電廠實(shí)現(xiàn)電氣監(jiān)控系統(tǒng)所采用模式的弊端，分析了電氣自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)建方案，并總結(jié)出如下，以供工程技術(shù)人員參考。在目前技術(shù)發(fā)展水平來(lái)看的應(yīng)用方案還是主要以監(jiān)控方式和關(guān)鍵硬接線電氣全通信的方式為主，這兩種方式可靠性較高，部分通訊故障不會(huì)影響全廠運(yùn)行的安全性。如果網(wǎng)絡(luò)中智能終端設(shè)備數(shù)量較少，在通訊速率能夠滿足實(shí)時(shí)性的前提下，可以采用全通訊控制模式，但首先要雙網(wǎng)架構(gòu)，通訊設(shè)備要冗余配置，同時(shí)要解決通訊電纜通道的安全性問(wèn)題，避免發(fā)生通訊電纜損壞導(dǎo)致大量設(shè)備失去控制的情況發(fā)生。

電氣監(jiān)控系統(tǒng)與集散控制系統(tǒng)的接口方式應(yīng)根據(jù)控制模式來(lái)確定，對(duì)于監(jiān)測(cè)模式，可以采用“專用網(wǎng)關(guān)”接入的以太網(wǎng)交換機(jī)的方式，當(dāng)然也可以采取“串口接入的'，和“串口十通訊網(wǎng)關(guān)”的方式，這樣數(shù)據(jù)的上送的實(shí)時(shí)性會(huì)更好。對(duì)于關(guān)鍵硬接線電氣全通訊模式，至少應(yīng)該采用“串口網(wǎng)關(guān)”的接口方式，硬接線控制的工藝設(shè)備的數(shù)據(jù)可以通過(guò)網(wǎng)關(guān)送入系統(tǒng)，而通訊方式控制的電氣電源系統(tǒng)則必須采用串口方式與的通訊，以增加響應(yīng)速度。對(duì)于全通訊模式，則要采用與的一一對(duì)應(yīng)的串口作為與接口方式。

電氣網(wǎng)絡(luò)微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用方案還是主要以雙層結(jié)構(gòu)雙層網(wǎng)方式為主，以增加通訊速率和冗余配置的安全性，方案中建議將等調(diào)度自動(dòng)化設(shè)備直接接于遠(yuǎn)動(dòng)終端設(shè)備上，以增加快速響應(yīng)的實(shí)時(shí)性。但從目前的電站自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看，在發(fā)電廠中的熱控自動(dòng)化和電氣自動(dòng)化還是完全獨(dú)立區(qū)分的，沒(méi)有有機(jī)的融合為整體，市場(chǎng)中從事電站自動(dòng)化產(chǎn)品生產(chǎn)和研發(fā)機(jī)構(gòu)也相對(duì)獨(dú)立，本人還是寄希望于自動(dòng)化產(chǎn)品的研發(fā)機(jī)構(gòu)在電站自動(dòng)化技術(shù)方面能夠相互協(xié)作，將電站自動(dòng)化技術(shù)有機(jī)融合，避免資源浪費(fèi)，自動(dòng)化產(chǎn)品。

目前，在設(shè)備管理方面，我國(guó)的工作還存在著兩個(gè)最主要的問(wèn)題：（1）我國(guó)是工業(yè)生產(chǎn)大國(guó)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的提升是基于工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高的基礎(chǔ)之上，而工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量又是基于技術(shù)的創(chuàng)新和技術(shù)的管理能力基礎(chǔ)之上。（2）一些工業(yè)上的設(shè)備隨著使用年限的增長(zhǎng)變得故障頻發(fā)，這對(duì)于我國(guó)工業(yè)的安全生產(chǎn)、資源節(jié)約、工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量W及使用設(shè)備的工人的人身安全都造成了一定的影響。隨著信息化時(shí)代的到來(lái)，就更加要求我們要做到設(shè)備管理的信息化，提高工業(yè)設(shè)備的維修技術(shù)WW。對(duì)于電力企業(yè)，設(shè)備具有很高的自動(dòng)化水平，技術(shù)先進(jìn)，涉及的領(lǐng)域較多，如電力、熱能、水處理、燃料W及管理等眾多的領(lǐng)域。

為了提高電力企業(yè)的生產(chǎn)效率，采用了一些涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)的信息管理系統(tǒng)。在這些信息管理系統(tǒng)中，是W網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，涵蓋了大多數(shù)部口甚至是整個(gè)企業(yè)，信息管理系統(tǒng)在電力行業(yè)應(yīng)用廣泛。但是也存在著一些問(wèn)題，如企業(yè)的各個(gè)部口難W很好的完成工作的協(xié)調(diào)，缺乏應(yīng)有的聯(lián)系，沒(méi)有將設(shè)備的采購(gòu)、使用、更新W及制造等流程聯(lián)系起來(lái)，管理設(shè)備的費(fèi)用也不規(guī)范，送些都使得設(shè)備管理無(wú)法更加精細(xì)化。