電廠電氣自動化系統(tǒng)管理及通訊技術(shù)探析

李江

摘 要：當(dāng)今社會，電力需求不斷增加，這就使得電廠結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，從當(dāng)前形勢來看，電廠電氣系統(tǒng)雖然做出了相應(yīng)轉(zhuǎn)變及調(diào)整，但是其變組保護(hù)等內(nèi)部系統(tǒng)的自動化程度仍舊難以與實際需求相契合，為了促使電廠電氣運行更加高效、便利，就需要進(jìn)一步強化其電氣自動化系統(tǒng)管理，大力引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及測控技術(shù)，這樣電氣自動化系統(tǒng)就會與網(wǎng)絡(luò)之間形成密切聯(lián)系，相對的該系統(tǒng)的功能也會更加完善，而電廠電氣系統(tǒng)也能有效實現(xiàn)一體化的信息管理，無論是信息監(jiān)控還是電能管理等項目也會更加細(xì)化。

關(guān)鍵詞：電氣自動化；系統(tǒng)管理；通訊技術(shù)

電廠的電氣自動化系統(tǒng)能夠與廠家網(wǎng)絡(luò)建立智能化聯(lián)系，電廠的測控及危機(jī)保護(hù)等裝置在與互聯(lián)網(wǎng)成功銜接后，就能進(jìn)一步實現(xiàn)對管理框架的優(yōu)化，相對的管理方向也更加趨于智能化，這種以網(wǎng)絡(luò)通信為依托不斷發(fā)展的現(xiàn)代電能運行形式，能夠為不同功能模塊之間的信息交換提供有效渠道。電廠電氣自動化系統(tǒng)能夠為電氣運行高效運行提供基礎(chǔ)保障，并且一旦在其運行環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)就能對其進(jìn)行精準(zhǔn)定位，這樣電氣系統(tǒng)運行就會更加安全、穩(wěn)定。本文就從電廠電氣自動化系統(tǒng)管理入手，對其通訊技術(shù)進(jìn)行進(jìn)行了闡述及分析。

一、電廠電氣自動化系統(tǒng)的管理研究

電廠電氣自動化系統(tǒng)在運行過程中會受到各個功能的作用及保護(hù)，無論是對故障進(jìn)行分析，還是實現(xiàn)信息管理，都可以通過這一系統(tǒng)集中運行，從其本質(zhì)進(jìn)行研究可以發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)運行是以計算機(jī)控制及測控技術(shù)為主導(dǎo)，這樣就能在復(fù)雜的系統(tǒng)環(huán)境下進(jìn)行分層管理，而通信技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢也能進(jìn)一步凸顯。電廠電氣自動化系統(tǒng)能夠簡化及優(yōu)化電氣運行流程，為后續(xù)電氣運行及管理提供便利條件，這不僅能夠有效提高電氣信息應(yīng)用能效，更能強化電廠內(nèi)部聯(lián)系，確保各個關(guān)聯(lián)項目之間都能精準(zhǔn)銜接。

電力電氣系統(tǒng)在實際運行過程中能夠充分發(fā)揮其信息報警及圖形接口等作用，電氣設(shè)備在運行中的實時狀態(tài)可以通過繪制曲線圖等形式表現(xiàn)出來，數(shù)據(jù)等信息能夠精準(zhǔn)顯示，就能使得運行環(huán)境更為清晰、明了的表現(xiàn)出來，這也就能夠為潮流監(jiān)控功能的實現(xiàn)提供基礎(chǔ)保障。信息報警涵蓋多種報警項目，在系統(tǒng)運作時，只要各項運行指標(biāo)的能效發(fā)揮狀態(tài)超出預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、智能設(shè)備出現(xiàn)異常運行狀態(tài)等，系統(tǒng)就會自動報警；事件報告能夠?qū)θ斯げ僮鞯软椖康倪\行流程進(jìn)行記錄，并以報告形式展現(xiàn)出來；圖形接口能夠在結(jié)合實際運行標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，對報表數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整；報表功能則能夠?qū)Τ绷骷半娏窟M(jìn)行記錄，無論是開關(guān)動作次數(shù)還是電氣設(shè)備檢修都能以報表形式得以顯示。

首先，電氣設(shè)備管理。利用此系統(tǒng)測控裝置的計量和轉(zhuǎn)換電表脈沖信號的功能，在系統(tǒng)主站進(jìn)行電量在線統(tǒng)計生成報表，可實現(xiàn)廠用電抄表系統(tǒng)的全部功能，另外可統(tǒng)計系統(tǒng)實時潮流信息。系統(tǒng)可實現(xiàn)對在線的電氣設(shè)備管理，現(xiàn)場信息可傳送到MIS系統(tǒng)，補充MIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)對電氣設(shè)備檔案、臺賬、維修記錄的統(tǒng)計等等。

其次，故障信息管理。可對設(shè)備動作，事件信息SOE、事故重演、事件追憶、錄波分析等功能實現(xiàn)信息管理，可對事故原因分析起到重要作用，對事故防范提供借鑒。例如可通過對電動機(jī)啟動時的波形和在線運行狀態(tài)，分析電動機(jī)相關(guān)故障，實現(xiàn)對電動機(jī)的故障檢修。

第三，定值管理。此系統(tǒng)可實現(xiàn)對定值的在線校核和遠(yuǎn)方修改。隨著科技的不斷發(fā)展，電廠未來電氣的主站系統(tǒng)可擴(kuò)展為可視化電廠定值管理系統(tǒng)和繼電保護(hù)整定計算；最后，小電流接地選線管理。目前的小電流接地選線技術(shù)還是由獨立的系統(tǒng)單片機(jī)計算得到，而電廠電氣系統(tǒng)形成的網(wǎng)絡(luò)可使每路CPU間可并行采集計算，極大的優(yōu)于目前的小電流接地選線裝置技術(shù)。使小電流接地選線管理水平得到極大的提高。

二、電廠電氣自動化系統(tǒng)通訊技術(shù)

1.網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的應(yīng)用

在現(xiàn)場總線通訊技術(shù)之前，電廠電氣系統(tǒng)廣泛采用串行通信技術(shù)。這種通訊技術(shù)在實際應(yīng)用中不斷暴露出各種問題，諸如通信速率低、較難實現(xiàn)星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時系統(tǒng)站點和功能的擴(kuò)展、不能在通信網(wǎng)中設(shè)置一個以上的主機(jī)等等。隨著生產(chǎn)現(xiàn)場對自動化技術(shù)要求的不斷提高，現(xiàn)場總線在電廠電氣自動化系統(tǒng)應(yīng)用中的不足逐步凸顯，主要表現(xiàn)為系統(tǒng)的通訊節(jié)點超過一定數(shù)量時，系統(tǒng)的響應(yīng)速度不能滿足廠家系統(tǒng)對通訊的要求；拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)任何一個節(jié)點都可能導(dǎo)致整個系統(tǒng)的崩潰；系統(tǒng)的大量數(shù)據(jù)的傳輸延時不能滿足系統(tǒng)要求等等。

因此具有可擴(kuò)展性、高帶寬、可靠性等諸多優(yōu)點的以太網(wǎng)逐步成為電廠電氣自動化系統(tǒng)的主導(dǎo)通訊技術(shù)。以太網(wǎng)以其優(yōu)越的性能成為網(wǎng)絡(luò)連接的標(biāo)準(zhǔn)，不僅在電廠電氣系統(tǒng)得到應(yīng)用，也應(yīng)用到大量工業(yè)控制領(lǐng)域。以太網(wǎng)具有以下優(yōu)勢：可根據(jù)通訊要求在一個網(wǎng)絡(luò)中混合使用光纖、雙絞線等各種通訊介質(zhì)；以太網(wǎng)被通訊用的交換式集線器分為多個沖突域，這樣就大大增加了系統(tǒng)的響應(yīng)速率，就目前形勢和可見的將來，以太網(wǎng)完全可以滿足電廠電氣系統(tǒng)的通訊節(jié)點和通訊實時性的要求；以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3已經(jīng)成為國際通用標(biāo)準(zhǔn)，具有開放系統(tǒng)的共性。隨著以太網(wǎng)的不斷推廣，各種網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備和工具也得到大量使用，使得以太網(wǎng)的成本得到大大的降低；以太網(wǎng)的布線技術(shù)是基于集線器的總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使得以太網(wǎng)通訊達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)的可靠性，每個節(jié)點都被集線器隔離開來。因此單環(huán)的環(huán)網(wǎng)可做到任何一點的固執(zhí)都不會影響整個系統(tǒng)的通訊，可準(zhǔn)確定位故障點，大大優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)通訊。

2.分層分布技術(shù)的應(yīng)用

分層分布技術(shù)綜合了IED裝于開關(guān)設(shè)備上或離開關(guān)設(shè)備較近的地方，數(shù)據(jù)具有分散性，且IED與通訊網(wǎng)絡(luò)相連接，分層分布的RTU不承擔(dān)數(shù)據(jù)的采集和數(shù)據(jù)的輸入輸出，主要用于數(shù)據(jù)的規(guī)約轉(zhuǎn)換，優(yōu)化了數(shù)據(jù)管理能力。分層分布技術(shù)的應(yīng)用對電廠電氣系統(tǒng)的硬件優(yōu)化布置尤為突出，分層分布的通訊方式極大的減少了二次電纜的鋪設(shè)，取消了中央信號屏幕，減少了屏幕控制柜，在系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試等方面的工作量也得到了極大的優(yōu)化。

電廠的電氣自動化系統(tǒng)通過廠家網(wǎng)絡(luò)將測控、微機(jī)保護(hù)、備用投入等智能化裝置聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)智能化管理，利用網(wǎng)絡(luò)通信的方式實現(xiàn)與電網(wǎng)調(diào)度、電廠DCS系統(tǒng)的信息交換。電廠電氣自動化系統(tǒng)為電氣系統(tǒng)的電氣運行、電氣故障定位分析提供了資源保障，也提高了電氣系統(tǒng)的安全性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性。本文根據(jù)電廠電氣自動化系統(tǒng)特點分層從電氣設(shè)備管理、故障信息管理、定值管理、小電流接地選線管理四個方面提出了電廠電氣系統(tǒng)的相關(guān)要求。從目前電廠電氣系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通訊方面提出了基于以太網(wǎng)的通訊技術(shù)和分層分布技術(shù)在電廠電氣系統(tǒng)中的應(yīng)用，分析結(jié)果表明以太網(wǎng)技術(shù)和分層分布技術(shù)的應(yīng)用極大提高了系統(tǒng)的通訊功能。

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