探究大型火力發(fā)電廠電氣控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)模式

石毅

摘 要

有效實(shí)現(xiàn)電氣控制系統(tǒng)能夠保障大型火力發(fā)電廠內(nèi)應(yīng)用電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行?；诖耍疚膹碾姎饪刂葡到y(tǒng)一體化、系統(tǒng)線路設(shè)計、系統(tǒng)設(shè)施的設(shè)計以及ECMS系統(tǒng)、EFCS系統(tǒng)、DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用這幾個方面深入探究了大型火力發(fā)電廠電氣控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)模式，希望能夠?yàn)榛鹆Πl(fā)電廠的發(fā)展提供助力。

關(guān)鍵詞

火力發(fā)電;電氣控制;控制系統(tǒng)

中圖分類號： TM621 ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.15.066

0 引言

電氣控制系統(tǒng)是指一個由各類不同控制回路所組成，具有自動控制、保護(hù)、監(jiān)視等功能的系統(tǒng)，它是維護(hù)火電廠安全、可靠運(yùn)用的重要因素，因此需要深入分析電氣控制系統(tǒng)落實(shí)方法，并采取有效方式，優(yōu)化大型火力發(fā)電廠的電氣運(yùn)行水平，推動我國電力事業(yè)的發(fā)展。

1 一體化電氣控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

1.1 電氣、熱控一體化系統(tǒng)構(gòu)建

一般來說，電氣控制與熱控制兩者的控制對象存在差異。其中熱工DCS系統(tǒng)中的控制其無法正常處理包含錄波等類型的電氣大數(shù)據(jù)包信號，影響了一體化控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，因此需要采用專業(yè)的通訊控制器，來分離不同類型的數(shù)據(jù)。然后構(gòu)建一個一體化的數(shù)據(jù)庫，使各類設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)能夠被統(tǒng)一的儲存和處理。之后，再以國際標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置一套電氣、熱控的工程組態(tài)軟件，構(gòu)建出一體化系統(tǒng)的全部組態(tài)功能。在此基礎(chǔ)上，主要引進(jìn)畫面組態(tài)軟件，來解決信號處理問題，使一體化系統(tǒng)能夠正常落實(shí)。在此過程中，主要注意確保通訊控制器具有緩沖功能，使信息口的時鐘能夠保持同步，提高電氣控制系統(tǒng)一體化模式的順利實(shí)現(xiàn)。

1.2 監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)

監(jiān)控系統(tǒng)作為保障控制系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，需要在一體化系統(tǒng)的構(gòu)建中加入視頻、音頻聯(lián)動的監(jiān)視系統(tǒng)，以便于進(jìn)行設(shè)備的同步跟蹤管控，并且也為預(yù)警功能的實(shí)現(xiàn)打下了基礎(chǔ)。在監(jiān)視系統(tǒng)的構(gòu)建中，應(yīng)當(dāng)將在控制系統(tǒng)運(yùn)作中所獲得的數(shù)據(jù)傳遞到全時激勵仿真系統(tǒng)中，為后續(xù)的生產(chǎn)管理提供依據(jù)，同時在仿真系統(tǒng)中，通過系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源切換功能，可以得到實(shí)時的設(shè)備運(yùn)作信息，當(dāng)出現(xiàn)故障時，還可以借此觀看故障的回放，構(gòu)建出修正模型，深入優(yōu)化火力發(fā)電廠中的設(shè)備性能，增強(qiáng)一體化電氣控制系統(tǒng)的構(gòu)建效果。此外，可以采用系統(tǒng)的“宏I/0”，來提高系統(tǒng)的工作效率，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化的控制體系。

2 系統(tǒng)線路的設(shè)計

2.1 主接線設(shè)計

大型火力發(fā)電廠內(nèi)的設(shè)備儀器規(guī)模較大，內(nèi)部硬件設(shè)施的線路結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，因此為了保護(hù)發(fā)電廠生產(chǎn)運(yùn)作的安全性，需要在電氣控制系統(tǒng)的構(gòu)建中，做好主接線設(shè)計工作，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的安全實(shí)現(xiàn)模式。在主接線設(shè)計中，設(shè)計者必須嚴(yán)格依照任務(wù)書中的數(shù)據(jù)資料，來開展設(shè)計工作，并深入分析各類設(shè)計方案的優(yōu)勢和劣勢，從中選出契合當(dāng)前火力發(fā)電廠實(shí)際情況的方案。為此，設(shè)計者要按照設(shè)備結(jié)構(gòu)情況，合理設(shè)計主要電氣設(shè)備的位置，為人工操作檢修、控制提供方面，同時還要滿足對開關(guān)的靈活控制，預(yù)防斷電故障的發(fā)生。此外，設(shè)計者應(yīng)該確保主接線系統(tǒng)具有足夠的可靠性，提升控制系統(tǒng)的有效性，規(guī)避潛在的電力事故風(fēng)險。

2.2 短路電流計算

在線路設(shè)計中，準(zhǔn)確的計算出電路的短路電流，能夠?yàn)樵O(shè)計者的控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供依據(jù)，從而有效規(guī)避短路故障風(fēng)險。在電流計算中，設(shè)計者要秉承著在最大范圍內(nèi)減少故障影響的理念，繪制對等值網(wǎng)絡(luò)圖，提高電氣控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)模式的準(zhǔn)確性。在此過程中，設(shè)計者需要在短路的情況下，來校驗(yàn)設(shè)備，使其能夠在故障狀態(tài)下保持穩(wěn)定。同時，合理設(shè)計接線方案，降低短路故障發(fā)生的幾率。此外，如果需要在室外設(shè)置高壓配電裝置，那么設(shè)計者就應(yīng)當(dāng)仔細(xì)的校驗(yàn)其在短路狀態(tài)下的對地安全距離等參數(shù)，深入優(yōu)化控制系統(tǒng)運(yùn)作的安全性，提升大型火力發(fā)電廠的安全生產(chǎn)水平。

3 ECMS系統(tǒng)的應(yīng)用

3.1 ECMS的構(gòu)建

在大型火力發(fā)電廠電氣控制系統(tǒng)的構(gòu)建中，這種基于ECMS系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)模式，能夠結(jié)合現(xiàn)場總線路技術(shù)，使各項(xiàng)系統(tǒng)準(zhǔn)確的契合發(fā)電廠內(nèi)部的不同電氣體系，促進(jìn)了各類電氣控制任務(wù)的順利落實(shí)。在ECMS系統(tǒng)構(gòu)建中，需要設(shè)置一個能夠覆蓋全體控制器節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)框架體系。然后在此基礎(chǔ)上，對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行深入的了解和管控，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電氣控制。為了使該系統(tǒng)能夠保持穩(wěn)定的運(yùn)作，應(yīng)當(dāng)做好電動機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用管理工作，及其與DCS之間的對接處理，降低該系統(tǒng)故障發(fā)生的概率，確保大型火力發(fā)電廠的運(yùn)行能夠得到嚴(yán)格的監(jiān)督和管控，推動發(fā)電廠電氣控制工作的開展。

3.2 構(gòu)建問題的解決

就目前來看，在電氣控制方面，人們對生產(chǎn)資源消耗量的重視程度越來越高，但ECMS系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)的對接失誤故障，使其難以起到很好的資源節(jié)約作用。因此為了實(shí)現(xiàn)資源的高效利用，需要健全故障防范系統(tǒng)，減少由故障引起的資源浪費(fèi)問題，提升火力發(fā)電廠電氣控制水平。在問題解決方面，應(yīng)當(dāng)深刻認(rèn)識到系統(tǒng)外界環(huán)境對系統(tǒng)本身運(yùn)作產(chǎn)生的影響，并在系統(tǒng)的構(gòu)建中保持各類電氣控制應(yīng)用系統(tǒng)的獨(dú)立性，同時針對系統(tǒng)間容易產(chǎn)生的聯(lián)系，進(jìn)行科學(xué)合理的管控，使電氣控制系統(tǒng)能夠獨(dú)立、穩(wěn)定的運(yùn)行，以免系統(tǒng)之間互相干擾引發(fā)故障，降低火力發(fā)電廠的生產(chǎn)水平，保障電力生產(chǎn)活動的可靠運(yùn)作。

4 EFCS系統(tǒng)的應(yīng)用

4.1 EFCS的構(gòu)建

在火力發(fā)電廠的電氣控制系統(tǒng)中，EFCS系統(tǒng)能夠在達(dá)到ECMS系統(tǒng)效用的基礎(chǔ)上，充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更好的電氣管理控制效果，提升電力生產(chǎn)水平。在系統(tǒng)的構(gòu)建中，需要基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，來應(yīng)用DCS系統(tǒng)鏈接通訊，強(qiáng)化控制系統(tǒng)內(nèi)部的通訊質(zhì)量，避免EFCS系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)之間的對接失敗，提高火電廠資源利用率。同時，系統(tǒng)內(nèi)部優(yōu)質(zhì)的通訊效果，也使得各項(xiàng)分支系統(tǒng)能夠更加高效地完成電氣管控工作，使生產(chǎn)體系長期保持一個良好的工作狀態(tài)。此外，還可以在該系統(tǒng)的構(gòu)建中融入現(xiàn)場總線技術(shù)，提高系統(tǒng)的開放性，使在選擇設(shè)備的時候，能夠打破固定的廠家局限，促進(jìn)生產(chǎn)電氣設(shè)備體系的整體優(yōu)化，有助于火電廠生產(chǎn)水平的提升。

4.2 構(gòu)建問題的解決

在電氣控制系統(tǒng)的落實(shí)中，EFCS系統(tǒng)的構(gòu)建雖然能夠優(yōu)化電氣控制工作的效果，但是在實(shí)際的應(yīng)用中，該系統(tǒng)的后臺經(jīng)常會出現(xiàn)漏洞的問題，導(dǎo)致故障的發(fā)生，降低了電氣控制系統(tǒng)的運(yùn)作效果。但一般來說，如果能夠保證漏洞的及時修復(fù)，故障基本不會對電力的生產(chǎn)造成過度的損害。為此，應(yīng)當(dāng)針對系統(tǒng)的運(yùn)作規(guī)律，全面了解各類漏洞出現(xiàn)的原因，并提前制定相應(yīng)的漏洞修復(fù)方案和應(yīng)急措施，提高自身的故障反應(yīng)能力，降低漏洞故障對電氣控制系統(tǒng)運(yùn)作的影響。此外，由于接線方式的差異性也會在一定程度上影響該系統(tǒng)的運(yùn)作，所以要注意選擇合適的接線方式，為系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)作提供良好的條件。

5 DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用

5.1 程序的優(yōu)化和調(diào)試

在電氣控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)模式中，DCS控制系統(tǒng)在應(yīng)用于之前必須對其進(jìn)行程序設(shè)計優(yōu)化和調(diào)試，使其能夠順利地投入到使用中，保障電氣控制的效果。在程序設(shè)計優(yōu)化和調(diào)試中，應(yīng)當(dāng)基于該系統(tǒng)在火電廠電氣控制中的實(shí)際運(yùn)行情況，來進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化組態(tài)程序設(shè)計，并且還要按照保護(hù)邏輯聯(lián)鎖的判斷依據(jù)，做好硬件、軟件的保護(hù)措施，實(shí)現(xiàn)模擬量、開關(guān)量的有效組合。在此過程中，可以采取三取二保護(hù)的機(jī)制，來開展設(shè)計工作，這樣能夠增強(qiáng)DCS系統(tǒng)的可靠性，為后續(xù)的電氣控制工作奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。在調(diào)試上，DCS系統(tǒng)從在線調(diào)整到正式投入運(yùn)行需要多個操作程序，要注意保持邏輯控制保護(hù)設(shè)計以及組態(tài)設(shè)計這兩個方面的合理性，并且仔細(xì)的測試系統(tǒng)內(nèi)部各項(xiàng)回路，以便于及時的發(fā)現(xiàn)和解決系統(tǒng)中的問題，強(qiáng)化電氣控制系統(tǒng)的使用性能。

5.2 系統(tǒng)選型

在電氣控制系統(tǒng)的落實(shí)中，系統(tǒng)選型工作的效果在很大程度上決定了電氣控制系統(tǒng)運(yùn)作的可靠性水平，因此必須重視選型工作，確保DCS系統(tǒng)能夠滿足火力發(fā)電廠設(shè)備體系的控制需求。在選型中，需要綜合考慮系統(tǒng)所需硬件設(shè)備的可靠性，盡量選擇功能全面、性能良好的硬件設(shè)施，同時，還需要該硬件設(shè)施具有過硬的抗干擾、運(yùn)作、儲存能力。此外，為了降低故障對系統(tǒng)的影響，要注意考察DCS的冗余程度，使其能夠在故障的情況下，最大限度的保持機(jī)組整體的穩(wěn)定、安全運(yùn)行，并且注重系統(tǒng)的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性，避免使用后期出現(xiàn)控制器死機(jī)或系統(tǒng)崩潰等狀況[1]。

6 系統(tǒng)設(shè)施的設(shè)計

6.1 系統(tǒng)配套設(shè)施的配置設(shè)計

為了提高系統(tǒng)設(shè)計工作的智能化水平，應(yīng)當(dāng)做好配套設(shè)施的選擇工作，確保電氣控制系統(tǒng)的質(zhì)量，促進(jìn)大型火力發(fā)電廠電氣控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)模式的有效性。在系統(tǒng)配套設(shè)施方面，可以在控制系統(tǒng)中接入機(jī)組用電、廠用電等，這樣有助于提高系統(tǒng)的協(xié)調(diào)能力，同時，最好在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)將控制室面積盡量縮小，并且靈活運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，來簡化監(jiān)控設(shè)備，提高電氣控制系統(tǒng)配套設(shè)備性能。此外，還可以通過合理的劃分單元機(jī)控制系統(tǒng)，來分散配套設(shè)備，取消電纜夾層，降低電纜的用量，節(jié)約生產(chǎn)成本。而在輔助系統(tǒng)方面，要順應(yīng)信息時代的發(fā)展，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢，構(gòu)建相應(yīng)的信息管理系統(tǒng)、生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，并做好輔助系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)備的配置，提高系統(tǒng)運(yùn)作效果[2]。

6.2 配套設(shè)備質(zhì)量設(shè)計

在系統(tǒng)的落實(shí)過程中，工要把控好配套設(shè)備的質(zhì)量，并嚴(yán)格按照設(shè)計方面，選擇相應(yīng)質(zhì)量水平的設(shè)施，使系統(tǒng)能夠正常的發(fā)揮作用，提高火電廠的電氣控制效果。在質(zhì)量設(shè)計上，就目前來看，國產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)逐步代替了進(jìn)口設(shè)備，使得配套設(shè)備的性價比得到了進(jìn)一步的提高，同時也給予了更大的選擇空間，因此需要結(jié)合火電廠的生產(chǎn)運(yùn)作情況，來設(shè)計設(shè)備的穩(wěn)定性水平、安全性水平、負(fù)荷承載水平等質(zhì)量方面，確保各類設(shè)備的使用性能可以滿足系統(tǒng)的運(yùn)作要求，使系統(tǒng)能夠順利投入使用，提升發(fā)電廠的生產(chǎn)運(yùn)作水平[3]。

7 結(jié)論

綜上所述，大型火力發(fā)電廠電氣控制系統(tǒng)的科學(xué)建設(shè)，有助于提升發(fā)電廠的生產(chǎn)水平。在發(fā)電廠的運(yùn)作中，利用電氣控制系統(tǒng)能夠提高火電廠生產(chǎn)效率、保障電力生產(chǎn)的安全性、促進(jìn)火力發(fā)電廠的高效運(yùn)作、節(jié)約電力生產(chǎn)資源、強(qiáng)化生產(chǎn)運(yùn)作可靠性、優(yōu)化電氣控制工作水平，從而增強(qiáng)發(fā)電廠的安全生產(chǎn)效果。

參考文獻(xiàn)

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[2]畢然.火力發(fā)電廠電氣一次設(shè)計的技術(shù)要點(diǎn)分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2019（17）：78-79.