創新電氣自動化技術在火電廠的應用

摘 要：計算機、網絡、信息等技術的發展對電力行業的發展起到了很大的推動作用，國內電力行業對主力機組也做了較大改進，大幅度提高了其參數和容量，在管理與監控方面也都充分運用了信息技術與網絡技術。在現在的火力發電廠中技術人員通過電氣自動化系統可以使機組較大的發揮潛力，使對于機、爐、電的火力發電在一體化模式下進行監控管理，文章通過對該技術現狀與在火電廠實際工作中創新與應用的了解，并對其進行深入分析，對該技術在下一階段的發展提出一些見解。

關鍵詞：創新電器；自動化技術；火電廠；應用

現在火電廠中使用較多的電氣自動化系統也稱為ECS，它是近幾年火力發電廠發展過程中的主要產物，它的內容是把自動化監控技術用于實際生產工作中。現階段該技術和信息技術、網絡技術一起被大量應用于火力發電系統中，使其自動化水平有了較大進步，較大程度上提高了火力發電的安全性與可靠性。

1 電氣自動化系統的作用及其運用現狀

監視工作是該技術在火力發電過程中所起的主要作用，電氣自動化系統中的工作模式是數據交換配合著監控，監視設備使用曲線、圖標方式對火力發電中相關設備運行情況進行分析并收集數據，并且注意線路上的警告信號與異常情況，避免誤操作與危險情況。該系統中一些較高級的功能例如反饋特殊數據、計量功能或者通過脈沖信號來統計電量、對主站設備的管理等。

自動化控制系統是電氣自動化系統的主要部分，它有兩個系統組成：發電廠自動化與機爐自動化。因為火力發電的過程控制很復雜，對于機爐熱工的自動化系統就包括好幾個復雜的子系統，并且們一個都是有獨立特性的DCS/FCS系統，如單元機組的協調控制系統、爐膛的監控系統、汽輪機的監測系統等；發電廠自動化系統有電氣監控系統、網控自動化系統，它們也是有獨立特性的DCS/FCS系統。電氣監控系統有對于發電機組的監控系統、公共系統兩部分組成。每個發電機組監控系統都配備了發變組保護、濾波、勵磁、直流等一些起保護作用的測控裝置。公共部分包括高壓與低壓的測控裝置、切換裝置等。此外發電廠監控系統與DCS監控系統都是借助網關和SIS廠控相連。

以往的DCS技術在電氣自動化系統中應用時有些問題。發電廠監控系統被并入DCS監控系統后，控制系統輸出端和交流220伏、380伏電壓都連接到DCS監控系統中，容易燒壞那些弱電設備。所以在設計時要仔細考慮把強、弱電隔離開來。如果在施工中需要施工人員注意，防止燒壞設備。對于DCS監控系統的控制軟件，它在用戶權限和權限分級方面能夠做到細致、到位，在操作監護方面還有認識不到位的問題，需要給DCS廠家提出來要求對DCS進行改進使其具備監護確認程序。現在用的最多的DCS控制程序其掃描周期是100-200毫秒，這個時間不符合電器的保護動作、廠用電快切、通氣與勵磁調整的標準要求，所以發電廠監控系統被并入DCS監控系統后，這些過程的相關裝置例如繼電保護裝置、電快切裝置、勵磁調整裝置等還需要保留，使這些過程能維持準確、可靠與靈敏。DCS設備從安裝到使用的工期比用電時間要晚，所以發電廠監控系統被并入DCS監控系統后，在對用電設備進行安裝調試時也對發電廠監控設備進行安裝調試，使它在用電之前就要被投入使用。此外，對于DCS監控系統機柜室與操作室的建造工程最好是提前完成。

2 創新類型電氣自動化技術的火力發電過程系統配置

創新類型電氣自動化技術的系統配置有三種主要形式：集中監控模式、遠程智能模式與現場總線控制模式。首先是集中監控模式，把電氣設備的各條饋線設置現場的I/O接口，利用接線電纜和DCS監控系統的I/O通道連接，通過A/D轉換機柜接入DCS組態，這樣DCS就能對整個發電廠的電氣設備進行監控。該監控模式的優勢是速度快、對運行的維護較好，由于監控站防護等級低所以DCS的造價也低。這時數量很大的電氣設備都在DCS的監控范圍內，DCS主機發生冗余下降，電纜很多，占用控制樓的面積大，長距離電纜也會引進部分干擾使DCS監控系統發生可靠性降低。遠程智能模式，該模式一般是在數據采集集中和離控制室距離遠的地方安放I/O采集柜，該設備的I/O信號經過電纜和附加的采集柜連接，附加的采集柜和DCS主機柜用光纖連接。該模式的優點是所用電纜少、安裝費用少、占用控制樓的面積較小、可靠性較高。智能化的該模式還能夠進行數據的處理、自檢與校正等。該模式中的I/O卡件和電量變送器等部件的數量和上一種模式一樣。現場總線控制模式，現場總線是幾門先進技術結合在一起的產物，例如：通信、計算機與控制技術，是信息和網絡技術在控制領域的應用。現場總線摒棄了DCS和它的輸入/輸出單元，從本質上改變了以往以DCS為主的集散控制體系，把控制功能全部分散成現場設備，達到了分散程度最深的分散控制形式。

3 創新類型電氣自動化技術的火力發電過程應用

電氣自動化技術在常規控制模式中經過創新和應用，能讓較多的設備在其最佳狀態下運行，用于電力保護上時該技術在火電廠中的應用會有更大優勢。

智能控制是一項很實用的技術，是電氣自動化技術的一種，在火力發電過程中用得較多。因為計算機和網絡技術的發展速度很快，現在用發電廠監控系統代替了以往的控制模式。現在智能化技術發展較快，火電廠正在逐步引進智能化技術來實現控制、管理上的智能化，例如在發電廠監控系統中的間隔層保護與單獨的測控裝置。系統控制正在被發展成測控一體化和綜合智能化，以后的系統控制是直接用于一次設備或者機組的，不僅有現在的監控功能還有站控層互聯、誤操作防護和狀態記錄等。站控層擁有SCADA功能和對運行過程的自動化管理功能。主站選用數據采集技術，通過對以往數據的分析來對設備狀態進行預測。從功能上能分成兩部分，外部功能是對DCS監控系統與SIS系統提供數據支持，對機組在控制與管理上達到綜合性的智能化控制目的；內部功能有監控間隔層設備、自動抄表、定值與故障信息的管理、設備診斷等。

以太網技術的優點較多例如傳輸速度快、成本低，在工業領域中應用很廣泛。其他國家較為先進的電力設備有嵌入式的以太網監控系統，所以在未來階段新型的電氣自動化技術就是以太網技術。在火電廠中利用以太網技術來進行數據交換，運用網絡結構使電氣設備實現對運行的自動化控制與管理。較為先進的網絡結構很有助于電氣自動化的實現，通過監督電氣設備顯示的數據來進行有效控制。此外，技術人員還能把監控系統、辦公系統和操作系統設定成網絡結構，利用以太網在整個網絡系統中進行數據交換和通信、對數據進行集成管理和編程等，達到全集成自動化的目的。

4 結束語

現在火電廠中的發電廠監控系統，通過運用計算機網絡和信息技術已經實現了較高程度的電氣自動化，電氣自動化技術使機組充分發揮潛力，使發電機、爐、電實現一體化運行，在加強管理與運行工作上有明顯效果，對于火力發電廠提高了生產效率、自動化水平、核心競爭力。電氣自動化技術的較高水平自動化是火力發電廠在未來階段發展的目標。

參考文獻

[1]宋生麒.火力發電廠中電氣自動化技術的創新與應用[J].電力科技，2013（30）：181.

[2]鄭鴻志.發電廠電氣自動化技術的應用方案[D].北京：華北電力大學，2011.

[3]明志新，陳劍.電氣自動化技術在火力發電中的應用[J].科技向導，2013（23）.

[4]胡正春.電氣自動化技術在電力企業中的應用[J].電力技術咨詢，2013（11）：147-148.