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摘 要：在现代电力市场改革背景下,电厂自动化技术应用成为了影响电厂经济效益、影响电厂市场竞争力的关键.在现代工控自动化技术不断发展的今天,电厂电子自动化系统应用成为了提高电厂生产效率、降低电厂综合成本的关键.为了实现我国电厂电气自动化系统的有效运用,现对现代电厂电气自动化系统应用现状与发展进行了简要论述.
关 键 词：电厂 电气自动化 应用 现状与发展
1.现代电厂电气自动化系统应用现状分析
1.1 现代电厂电气自动化系统概述.目前,电厂所采用的电气自动化系统是利用通信协议、网络通信技术、工控软件等技术综合运用发展而来的新型综合自动化系统.针对电厂电气设备可靠性要求高、功能专业化以及安装位置分散的特点,电厂电气自动化系统通过自动化技术优势实现了对工控设备的自动化监控及信息收集.随着近年来现场总线、工业以太网网络通信技术在电厂电气自动化系统应用的不断增加,传统硬接线方式的缺点日渐突出.为了满足现代电力企业生产过程中电气自动化系统需求,新的电气自动化系统技改成为了现代电厂面临的首要问题.为了实现我国电厂电气自动化系统的有效运用、实现电气自动化系统应用目标,现代电厂应对电气自动化系统应用现状进行分析.结合电厂电气自动化系统应用需求以及未来电厂发展规划确定电气自动化系统解决方案的选择,以此为基础促进电厂电气自动化系统应用目标的实现.
1.2以电厂电气自动化系统功能需求为基础的系统应用分析.
现代电厂电气自动化系统针对系统功能需求进行着不断地完善与发展.根据电厂电气设备复杂、设备布置及数量较多、分散安装情况普遍、电器元件较多、系统运行信息量大维修困难等需求,电厂电子自动化系统正进行着不断地完善与发展.利用现代工控软件及现场总线技术将电厂电气自动化各功能模块及控制点进行连接.同时根据电厂设备要求以及系统可靠性需求对电气自动化系统的相关组件进行了规范化,以统一的标准以及行业规范使系统组成具有较高的可靠性,为电厂安全稳定运行奠定了基础.另外,针对电厂设备维修需求,电气自动化系统还集成了机组运行信息收集、整理及备份功能.以机组运行数据为基础为设备维修工作提供详实、准确的系统运行数据.根据现代电厂电气自动化系统功能需求,现代电厂所采用的电气自动化系统也不断地进行着更新与完善.利用现场总线的可分解特点,以软件更新、部分组件技术优化等实现了垫带电厂电气自动化需求.
1.3 针对电厂电气自动化系统信息需求的系统应用分析.在现代电厂电子自动化系统应用中,系统信息需求促进了电气自动化技术的发展.针对电厂电气保护监控中信息采集、控制、保护、通信的需求,电厂电气自动化系统加快了信息通信技术的更新与应用.利用 ECS及其他系统的数据交换满足现代电厂信息化管理需求,实现电厂电气自动化系统信息应用目的.通过根据电厂电气自动化系统信息传递速度要求,以现场总线技术、工业以太网技术满足电气自动化系统信息传输需求,促进电厂电气自动化系统应用效果的提升、促进电厂电气自动化系统应用目标的实现.
2.电厂电气自动化技术的应用
2.1电厂电气自动化监控模式
电厂用电设备分散安装于各配电室和电动机控制中心,元件数量较多,运行管理信息量大,检修维护工作复杂.目前,电厂电气自动化监控模式主要有三种：（1）集中模式：也就是传统的硬连接方式,将强电信号转变为弱电信号,采用空接点方式和4～20mA标准直流信号,通过电缆硬接线将电气模拟量和开关量信号一对一接至DCS的I/O模件柜,进入DCS进行组态,实现对电气设备的监控.这种方式的优点是采集集中组屏,便于管理,缺点是可靠性及速度不稳定；（2）分层分布模式：即间隔层利用面向电气一次回路或电气间隔的方法进行设计,将测控单元和保护单元就地分布安装在各个开关柜或其他一次设备附近.网络层由通信管理机、光纤或电缆108网络构成,利用现场总线技术,实现数据汇总、规约转换、转送数据和传控制命令的功能.站级监控层通过通信网络,对间隔层进行管理和交换信息.
2.2电气自动化监控关键技术
电气自动化监控关键技术有：（1）间隔层终端测控保护单元：分层分布式系统以间隔层一次设备为单位,现场配置测控保护单元.该单元对其可靠性、灵敏性、速动性和选择性都有很高的要求,是保障厂用电系统安全、稳定运行最重要、最有效的技术手段,应该用专有保护装置实现.（2）通信网络：ESC系统的运行环境是高电压、大电厂的恶略环境,电磁干扰大.通信网络是ESC系统的关键组成部分,其性能直接影响到自动化系统的功能.目前大多数电厂采用的用电缆现场总线网络方式和光纤通信.（3）监控主站：监控主站是实现厂用电器设备监控和管理的主要设备,安置在站级监控层,根据发电机机组的容量和运行管理要求设计主站配置的设备和规模,可配置成单机、双机和多机系统,标准的设备主要有有数据库服务器、应用和Web服务器、操作员站、工程师站,以及其他网络设备、GPS和打印机.
2.3电气自动化技术应用的问题
在开发电厂自动化技术是,需要注意的问题有：（1）电厂监控系统的控制电源必须有直流和交流两种供电方式,自动化装置和监控系统的LCU应该使用双电源、无扰切换的供电方式.监控系统主站设备要符合国家规定,采用取交流和UPS供电方式.（2）由于监控系统和其他系统的借口采用开关量接口和通信方式联系,开关量接口采用交换的信号一一对应的方式,其优点是接线直观,易于使用人员调试和故障查处,缺点是接线较多,有些控制功能须在LCU 内编制复杂的程序,如果处理不当使调节性能不佳.（3）自动化与监控系统要协调处理,应按照自动化为主、监控为辅的原则.（4）在电厂电气自动化系统中,事件记录与故障录波是常用的运行和施工分析的方法.由于采样速度、内存等因素限制,事件记录并不能得到满足分析事故的波形.而故障录播很容易导致信号的重复收集和信号的残缺,使电缆布置和二次回路复杂化.
3.电厂电气自动化系统应用发展趋势分析
3.1 以单元制为基础的电气自动化系统发展趋势.针对现代电厂电气自动化技术应用需求以及电厂机组控制需求,现代电厂电气自动化系统的应用正向着机、炉、点一体化的单元制运行方向发展.利用单元制技术优势实现电厂电气自动化运用中单元控制需求、实现电厂电气自动化系统应用监控能力的提高.以单元制为发展方向促进电厂电气自动化技术水平的提高.
2.综合化智能技术的运用
ECS系统控制发展,使计算机控制取代了传统操作盘控制,目前又向综合智能控制和管理发展,主要表现在间隔层和站控层两方面.间隔层的保护和测控单元由向着集保护、测量、控制、远动于一体的综合化及网络化智能保护测控单元发展,站控层监控系统向全面提高运行和管理自动化水平发展.
4.结论
综上所述,现代电力市场化脚步的加快要求我国电厂加快自身技术改革与创新.针对电厂电气自动化需求进行电子自动化系统的优化与应用.从现代电厂电气自动化系统应用现状的分析及其发展趋势的探讨中可以看出,现代电厂电气自动化系统已经成为影响电厂综合技术水平、综合经济效益与成本控制目标实现的关键因素.根据电厂电气自动化需求,电厂电气自动化系统将从系统控制效率、保护策略、控制技术的发展等几个方面不断完善电气自动化系统的技术及理论.以电气自动化系统的不断发展促进电厂电气自动化系统应用目标的实现,保障电厂的安全稳定运行.