論如何提高電廠電氣控制系統的安全運行管理

張俊英

摘要：電廠電氣控制系統如何在更多地考慮降低發電成本的同時，又能夠切實保證設備的有效穩定、安全運行，進而增強整體競爭實力，謀長期生存、發展之道。眾所周知，電氣設備的控制性能將會直接關系到企業的經濟效益、安全生產，因此它的重要性便不容置疑。

關鍵詞：控制系統；電廠電氣；運行管理

中圖分類號：TM506 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）12-0150-02

我們知道，近年來隨著我國通訊技術的飛速發展，我國電廠電氣控制系統所采用智能化的前端設備現場總線的監控方式已經成為我國在相當長的一段時間內電廠電氣監督控制系統的主要發展方向，這就將會提高我國電氣系統運行的總體管理水平，并且將會直接地關系到電廠運行的安全性和經濟性，從而全面影響我國電廠在發電市場上的整體競爭能力和水平。

1 我國當前對電廠電氣控制的主要要求

隨著我國經濟的飛速發展，我國的電廠電氣必然將會步入數字化和信息化的時代。目前我國的火電廠管理和控制系統主要可以分為三級：（1）機組級（DCS、PLC）；（2）廠級（SIS、MIS、BPS）；（3）現場設備級。近幾年隨著發展速度的提升，一、二級的建設效果成效已經逐漸展示出來，然而讓我們擔憂的是現場級的落后，它在一定程度上制約了上兩級的作用的有效發揮。然而電氣設備中有許多都在第三級，因此對信息化、數字化要求也就顯得非常迫切。目前伴隨著我國計算機的飛速發展和控制技術的全面提高以及分散控制系統（DCS）在火電廠中廣泛和成熟的應用，我國現代化大型火電廠的運行和管理水平有了不斷的提高，DCS在火力發電廠中運行的可靠性也逐漸地得到普遍的肯定和好評，與此同時運行人員也是越來越習慣地利用鍵盤和CRT進行必要的實踐操作，同時后備監視和手段也是日益的減少甚至取消，其中火電廠等大型的單元機組監控方式也正逐漸的走向全CRT的監控時代。電氣控制與機爐控制便逐漸顯得不協調，控制水平也被逐漸地拉大。因此為了更好地處理和解決這一矛盾，我國目前所采用的最有效的解決辦法便是將電氣控制設備逐漸地納入到DCS系統的監督、管理和控制之中來，這樣一來我們就既可以充分地利用DCS系統已成熟的分散控制技術，同時也能夠提高電氣設備的管理、控制水平。如果在電氣控制將電氣設備常規硬接口后，我們就可充分地利用DCS系統的方式和手段，從而使電氣防誤操作等功能的實現顯得更方便、更完備，并且能夠將相關量的顯示報警系統與電氣設備的控制調節系統有機地結合起來，這樣一來最終就會有效地提高整個電氣控制的可靠性和安全性。

2 我國電氣電廠DCS系統的配置

首先是電廠電氣控制站的配置。我們知道DCS控制站主要是按照單元機組進行設置的，例如在兩臺機組中設一集控室，電氣和熱工合用整個的一套DCS，從而達到模擬量控制系統、數據采集與處理系統、順序控制系統以及鍋爐爐膛安全監視系統等功能的最終實現，按照機組單元設置爐機電公用的DCS。然而電氣部分的每機發變組和高低壓廠用電系統是作為一個子站進入到該單元的DCS中來的；在這里每兩臺機組中要設置一個公用的控制網系統，該系統是作為一個子站掛入到相關的兩單元機組的DCS上的。而對于兩臺機組的公用系統，例如廠用公用及備用電源的系統等，而在DCS的配置在實現一臺機組的停運時，另一臺機組的運行人員能夠對這個公用的系統進行必要的監控，同時要采用可靠的閉鎖措施用來確保其控制命令的獨一性，也就是說在同一時間內要只允許一套DCS系統對這個公用的設備起控制作用，這樣就確保各機組的DCS獨立的運行起來，從而不讓兩單元機組的DCS交合在一塊，而保證機組可靠、有效地運行起來。

還有便是監控系統的配置。我國近幾十年來火力發電廠電氣早已經進入到DCS的監控過程，然而電氣監控系統的配置主要可以分為以下幾種情況：遠程智能I/O方式、I/O集中控制方式以及現場總線控制系統方式等。在這其中I/O集中方式，主要是將電氣的各饋線遮現場設置現場設備I/O接口，并且能夠通過硬接線電纜與集控室DCS I/O的相互串連，進而通過A/D處理后進入到DCS組態，進而實現DCS對全廠電氣設備的全面監督和控制。遠程智能I/O方式主要是將控制站中的I/O下放，從而在數據采集比較集中并且離控制室較遠的現場設立遠程I/O的采集柜也就是現A/D轉換機柜，而現場設備I/O的信號通過硬接線電纜與I/O采集柜的相互串聯，同時A/D轉換機柜和控制室DCS控制器主機柜主要通過光纖或者是雙絞線相互串聯。廠用電系統主要是采用現場總線的方式進入到DCS之中，主要是采用連接智能現場設備和自動化系統的數字式雙向傳輸以及多分支結構的通信網絡來代替現有的智能化的遠程I/O分散式控制系統。智能現場設備可以實現數據采集、處理以及邏輯控制等方面的各個功能，更可以在現場中實現對設備的控制、監視、保護以及通信等功能，然后通過現場總線經過通信單元將處理好的信息傳到控制站，這樣便能夠將控制站的指令下達。

3 要根據實際的具體情況選擇合適的模式

DCS+集控樓電子室I/O模式和DCS+電氣現場遠程I/O模式基本上屬于分散控制系統，它在我國已經有近十年的發展和應用，目前已經步入到成熟的發展階段，然而兩者各有自己的獨自優勢。根據國外的先進經驗前者比后者的綜合投資成本要高的多。在應用中應該要根據設備的實際情況選擇，例如發變組的控制系統本來就是設在集控室的，還有的是分散設備間中具有復雜連鎖的，則主要是應采用集控室I/O柜模式。我們知道，FCS現場總線模式是我國當前數字時代的產物也是目前的熱點技術，在石化行業之中有一定的應用規模和效應，國外電力行業已經有一定的成功應用案例。而至于那些獨立電氣的監控系統，類似變電站技術和從前的中、小機組電氣主控室方式，但是大機組沒有用過，在技術上可行，但是缺點是成本高。

目前的電氣控制系統已經逐漸的從監測走向監控時代，從I/O的集中方式到遠程I/O的方式開始逐漸的向現場總線方式初步探索，所有的這些有待在將來各工程設計實踐之中總結并升華。大型火力發電廠電氣控制全面采用DCS在國內主要是近幾十年發展起來的，但是國外的大機組電氣所采用的DCS監控早已經有成功的運行案例和實踐經驗，熱工專業所采用的DCS監控系統多年來已經積累了豐富的經驗，目前我國現行的“2000年燃煤示范電廠”自動化設計和目標便是要求大型火力發電廠電氣的控制系統全面進入道DCS時代中來，因此在火力發電廠中電氣監控系統的采用將會成為我國今后一段時間內發展的主攻方向。

4 結語

隨著我國電力行業的高速發展，DCS的應用也是越來越廣泛，但我國目前的DCS主要完成的還是汽輪機鍋爐的自動化過程控制，然而對于電氣部分的自動化結合較少，DCS未充分考慮到電氣設備的控制特點，因此無論是功能上還是系統結構上，這就與網絡微機監控系統相比在先進性、開放性性等方面都有很大的差距。目前隨著我國電廠自動化水平的不斷改善和提高，我國的電氣系統采用的計算機控制已經成為當前設計的主流，控制方式也主要從單純DCS監控逐步走向具備故障分析設備管理、信息管理、自動抄表仿真培訓等高等級的運行管理功能方向發展，進而由此也又推動了現場總線技術在電廠電氣控制系統中的應用，將FCS應用到火力發電廠的控制過程中有利于提高火力發電廠電氣系統的自動化水平，進而節約了工程投資，這樣的模式值得大力推廣應用。

參考文獻

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（責任編輯：周 瓊）