電氣自動化問題發展研究

翟賠聰

【摘要】本文以發電站為例介紹了電氣自動化在發展方面的問題探索和研究。信息技術的快速發展為電力企業電氣自動化設備管理信息化建設奠定了基礎。在本文中，結合電力企業電氣自動化設備管理的實際情況，提出了一套基于工作流的電氣自動化設備管理信息系統的技術方案。

【關鍵詞】電氣 自動化

按照常規方式，發電廠廠用電氣設備與分散控制系統的聯系一般采用硬接線方式，即由廠用電氣設備現場開關柜，盤處用電纜將電氣量信號一對一地送到計算機系統的柜上。對于系統采用常規方式時，微機保護裝置往往只采用單純的保護功能，操作回路依靠外部分離元器件構成，外置電度表進行電能累計，通過控制電纜與聯系，實現在控制和狀態監視。通過電流或電壓變送器向提供電流或電壓的模擬量信號，通過模件采集開關位置、保護動作、控制回路斷線、裝置故障、遠方就地等狀態信號，并通過開關量輸出模件輸出并經過中間繼電器來控制開關。對于系統采用常規方式時，通過電流或電壓變送器向提供電流或電壓的模擬量信號，部分回路包括饋線和電機安裝電度表進行電能計量。通過模件采集開關位置、保護動作、控制回路斷線等狀態信號、并通過開關量輸出模件輸出并經過中間繼電器來控制開關。

常規的廠用電氣系統接入的控制監視方案具有如下的特點數據一對一傳輸，傳輸線多，易受干擾影響，且受輸入點數量的影響，采樣數據受到了很大的限制，系統卡件多，現場開關柜變送器多，設備投資增加所有量均是通過電纜由開關柜盤處連到計算機系統的柜上，隨著采集的數據量的不斷增大，電纜的數量不斷增多，使電纜通道擁擠不堪，增加了大量的電纜工程量和調試工作量，增大了計算機系統的調試周期及調試難度。由于上述量均是通過電纜由開關柜盤處連到計算機系統的柜上，為降低電纜及卡件費用，僅重要的量才能進入計算機系統，計算機系統監測信息不完整，無法及時監測到所有的實時運行參數和判斷何種保護動作，整個系統由分離裝置通過控制電纜構成，系統維護工作量大、易受干擾、系統可靠性差、投資成本高延長運行人員處理時間不能實現在工程師站上對電器元件進行管理維護，給電廠運行維護造成不便對于新建工程，調試均集中到最后系統的調試上。而設備一般是電廠最后訂貨的設備，其調試一般是最后進行，且調試工作量也是電廠控制系統最大的，調試時間要求也很緊。由開關柜盤處連到的這些量的調試必然增加最后的調試周期由于倒送廠用電，要求發電廠廠用電源系統通常在未調試之前投入運行，即要求廠用電系統及其控制能提前進行調試并投運，此種接入方式通常無法滿足此要求通常都是由電廠的熱工人員進行日常的維護，如果采用這種接入方式，使廠用電控制系統不利于電氣檢修人員的管理。

隨著機組向大容量、高參數發展，發電廠的電氣自動化程度越來越重要。發電廠電氣自動化的水平直接影響火電廠建設的投資效益、電廠運行的綜合經濟效益以及整個電力系統的自動化水平。目前隨著網絡技術的不斷發展和網絡可靠性的不斷提高，同時電氣設備的控制、保護等設備在不斷的發展，這樣電氣監控系統的外部條件越來越成熟。正是在這種背景下課題提出和開發了發電廠的電氣監控系統。針對目前發電廠中電氣系統自動化應用方案存在較大差異的問題，本文結合工程實際分析了現今火電廠實現電氣監控系統所采用模式的弊端，分析了電氣自動化系統構建方案，并總結出如下，以供工程技術人員參考。在目前技術發展水平來看的應用方案還是主要以監控方式和關鍵硬接線電氣全通信的方式為主，這兩種方式可靠性較高，部分通訊故障不會影響全廠運行的安全性。如果網絡中智能終端設備數量較少，在通訊速率能夠滿足實時性的前提下，可以采用全通訊控制模式，但首先要雙網架構，通訊設備要冗余配置，同時要解決通訊電纜通道的安全性問題，避免發生通訊電纜損壞導致大量設備失去控制的情況發生。

電氣監控系統與集散控制系統的接口方式應根據控制模式來確定，對于監測模式，可以采用“專用網關”接入的以太網交換機的方式，當然也可以采取“串口接入的'，和“串口十通訊網關”的方式，這樣數據的上送的實時性會更好。對于關鍵硬接線電氣全通訊模式，至少應該采用“串口網關”的接口方式，硬接線控制的工藝設備的數據可以通過網關送入系統，而通訊方式控制的電氣電源系統則必須采用串口方式與的通訊，以增加響應速度。對于全通訊模式，則要采用與的一一對應的串口作為與接口方式。

電氣網絡微機監控系統應用方案還是主要以雙層結構雙層網方式為主，以增加通訊速率和冗余配置的安全性，方案中建議將等調度自動化設備直接接于遠動終端設備上，以增加快速響應的實時性。但從目前的電站自動化技術發展狀況來看，在發電廠中的熱控自動化和電氣自動化還是完全獨立區分的，沒有有機的融合為整體，市場中從事電站自動化產品生產和研發機構也相對獨立，本人還是寄希望于自動化產品的研發機構在電站自動化技術方面能夠相互協作，將電站自動化技術有機融合，避免資源浪費，自動化產品。

目前，在設備管理方面，我國的工作還存在著兩個最主要的問題：（1）我國是工業生產大國，市場競爭力的提升是基于工業產品質量的不斷提高的基礎之上，而工業產品質量又是基于技術的創新和技術的管理能力基礎之上。（2）一些工業上的設備隨著使用年限的增長變得故障頻發，這對于我國工業的安全生產、資源節約、工業產品的質量W及使用設備的工人的人身安全都造成了一定的影響。隨著信息化時代的到來，就更加要求我們要做到設備管理的信息化，提高工業設備的維修技術WW。對于電力企業，設備具有很高的自動化水平，技術先進，涉及的領域較多，如電力、熱能、水處理、燃料W及管理等眾多的領域。

為了提高電力企業的生產效率，采用了一些涉及計算機技術的信息管理系統。在這些信息管理系統中，是W網絡為基礎，涵蓋了大多數部口甚至是整個企業，信息管理系統在電力行業應用廣泛。但是也存在著一些問題，如企業的各個部口難W很好的完成工作的協調，缺乏應有的聯系，沒有將設備的采購、使用、更新W及制造等流程聯系起來，管理設備的費用也不規范，送些都使得設備管理無法更加精細化。