建筑设计 ＣＯＮＳＴＲＵＣＴ１０Ｎ 综合自动化在发电厂电气系统的应用 薛涛 贵州盘江精煤股份有限公司火铺矸石发电厂５５３５３９ 摘要：近年来，微机技术越来越发达，并且成功的将其运用到自动控制系统中。本文对自动化在发电厂电气系统中的应用做了分析。对电气 系统的现状，系统结构，实施方案做了详细的分析。 关键字：自动化发电厂 现场总线 电气系统 ＾、发电厂电气系统自动化的现状 自上世纪９０年代以来，伴随着半导体芯片技术、计算机技术和 通信技术的高速发展，我国电力系统厂站自动化水平得以迅速提高， 具体表现存火电机组的热丁控制全面采用分散控制系统（ＤＣＳ），水电 机组的全盘自动化技术日趋成熟，变电站自动化发展更快，以分层分 布为主要特征的综合自动化技术得到广泛应用。与此不相协调的是发 电厂电气系统的自动化水平发展缓慢，除部分继电保护和自动装置实 现微机化并具备通讯功能外，大部分电气监控仍然停留在控制屏台上 一对一的硬于操和常规仪表、光字牌的水平，控制逻辑一般由控制开 父、继电器和开天的辅助接点通过硬接线实现。随着电力工业的快速 发展，发电机组向大容量、高参数发展，电厂规模臼益增大，随之而 来的监测任务增多，控制任务愈加复杂。因此，以计算机控制技术和 通讯技术为基础，实现发电厂电气系统的综合自动化，从而提高电源 的安全性和可靠性是一项势在必行、意义深远的任务。 二、电气综合自动化系统 发电厂综合自动化系统按照分层分布式多ＣＰＵ的体系结构，可以 设计多个层次，每一层完成不同的功能，每一层南不同的设备或子系 统组成。就地间隔层设备要求实现智能化，应有远方就地操控功能， 并具有通讯接口。由于各种智能设备所配备的通讯协议不同，需要配 置专用的通讯层进行协议转换。这样可使数据以统一规范的格式传送 到监控层，简化ｒ程序设计、提高了效率。作为上层的监控层是整个 系统功能的体现。该层可以使用通用的操作系统和标准商业数据库软 件，实现对内对外两方面功能。对内指对间隔层等下层设备的监控和 管理，以及系统向诊断功能：对外功能指与ＤＣＳ、ＭＩＳ、ＳＩＳ等系统的 接口，实现数据共享，并提供ｗｅｂ浏览功能。 现场总线技术、网络通讯技术和智能化设备是电气综合自动化系 统的核心，智能化设备的选择与可靠故障判别是保证系统安全稳定运 行的关键。 三、电气自动化控制系统的结构 发电厂电气综合自动化系统的典型网络结构，从发电厂电气自动 化系统的发展历程看，网络结构有以下三种模式： （１）集中监控方式 这种监控方式优点是运行维护方便，控制站的防护要求不高，系 统设训’容易。但由于集巾式的主要特点是将系统的各个功能集中到 一个处理器进行处理，处理器的任务相当繁重，处理速度受到影响。 南于电气设备全部进入监控，伴随着监控对象的大量增加随之而来的 足主机冗余的下降、电缆数量增加，投资加大，长距离电缆引入的干 扰也可能影响系统的可靠性。同时，隔离刀闸的操作闭锁和断路器的 联锁采用硬接线，南于隔离刀闸的辅助接点经常不到位，造成设备无 法操作。这种接线的二次接线复杂，查线不方便，大大增加了维护 量，还存在由于查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能 性。 （２）远程监控方式 远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用、节约材料、 可靠性高、组态灵活等优点。由于各种现场总线（￣ｌＬｏｎｗｏｒｋｓ总线， ＣＡＮ总线等）的通讯速度不是很高，而电厂电气部分通讯量相对又比 较大，所有这种方式适合于小系统监控，而不适应于全Ｊ一的电气自 动化系统的构建。 （３）现场总线监控方式 采用这种监控方式除了具有远程监拧方式的全部优点外，还可以 减少大量的隔离设备、端子柜、Ｉ／Ｏ卡件、模拟量变送器等，而且智 能设备就地安装，与监控系统通过通信线连接，可以节省火量控制电 缆，节约很多投资和安装维护Ｔ作量，从而降低成本。另外，各装置 的功能相对，装置之问仅通过网络连接，网络组态灵活，使整个 系统的可靠性大大提高，任一装置故障仅影响相应的元件，不会导致 系统瘫痪。凶此现场总线监控方式是今后火力发电厂计算机监控系统 的发展方向。 四、实施方案 通过现场总线，将上述众多的保护和 动装置连接起来，经通信 管理装置，接至ＤＣＳ系统和电气丁作站，基本的控制仍由ＤＣＳ系统完 成，电气工作站实现监测、维护等功能，这样的方案应是能普遍接受 的。如直流系统，可通过现场总线与上位机实现通讯功能，将系统的 电压监控、充电装置及蓄电池运行状态、系统绝缘监视、报警及事件 记录等信号反映至ＤＣＳ中，以便能随时监视直流系统运行状态并在故 障下实现快速的判断和处理。 实施过程中需要解决的问题：（１）现场总线标准问题。由于保 护和自动装置的生产厂家不同，其支持的现场总线标准可能不同，不 能简单地相连，因此可采用以下方法。将厂用电气系统的所有装置分 成几大子系统。￣１６ｋＶ子系统、４００Ｖ子系统、发一变组保护子系统、 ＡＶＲ子系统等，并要求同一子系统的装置支持同一种总线标准，如 ６ｋＶ系统的电源分支、电动机、变压器保护及厂用电快切、同期、低 压备白投等，支持同一种标准；４００Ｖ系统的保护或智能脱扣器应有统 一的标准；发电机变压器保护和ＡＶＲ可有相同或不同的标准。与ＤＣＳ 系统和电气工作站相连时，可以将这几块分别与ＤＣＳ系统和电气Ｔ作 站相连，也可以将这几块南专¨的通信管理装置相连后再统一接至 ＤＣＳ系统和电气工作站。（２）现场总线交换的电气信息内容对这个 问题，可先由电厂‘电气运行、管理、维护部门对电气丁作站提出要、 求后，由保护和自动装置的牛产厂家根据要求对现有装置进行改进， 通过通信口提供所需的信息，｝Ｈ监控系统完成总线连接、信息传送、 通信管理等，并建立电气 Ｔ作站。 五、结语 电厂用电气综合自动化系统可进一步提高电厂自动化水平，特别 是电气运行管理水平。新建和改造电厂Ｄ ＣＳ系统时，电气系统采用综 合自动化技术可节省大量的资金，提高可靠性。微机型的保护和自动 装置及成熟的通信和现场总线技术是实现厂用电气综合自动化系统的 必要技术保障。 立壅塑国国
