電廠電氣自動化系統(tǒng)中監(jiān)控技術的應用分析

1、<p>　　電廠電氣自動化系統(tǒng)中監(jiān)控技術的應用分析</p><p>　　摘要：隨著經濟的快速發(fā)展，建設數(shù)字信息化電廠的口號提出，沒有可靠、實時、準確的自動化平臺做支撐，就不可能建設真正的數(shù)字化、信息化的電廠。本文在闡述電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)的具體功能的基礎上，展望了工業(yè)控制網絡的發(fā)展趨勢。 </p><p>　　關鍵詞：電廠，電氣，監(jiān)控 </p><p>　　中

2、圖分類號：F470.6 文獻標識碼：A </p><p><b>　　1、引言 </b></p><p>　　隨著社會經濟的不斷發(fā)展，我國電力事業(yè)進入發(fā)展高峰期，電廠生產是一個極其復雜的工業(yè)過程，包含了以下幾個主要工藝過程: 燃料系統(tǒng)、熱力系統(tǒng)及鍋爐和汽輪機發(fā)電機組、除渣出灰系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)、發(fā)配電系統(tǒng)。涵蓋了工廠自動化和過程自動化的內容。在傳統(tǒng)的電廠控制系

3、統(tǒng)模式中，主廠房區(qū)域熱力生產過程通常采用集散控制系統(tǒng)( DCS) 作為主要的控制系統(tǒng)，其他輔助系統(tǒng)則采用以可編程控制器( PLC) 為核心控制系統(tǒng)。近幾年現(xiàn)場總線技術( FCS) 被大量的采用，成為控制技術發(fā)展的趨勢。 </p><p>　　2、電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)的具體功能 </p><p><b>　　2.1基礎功能 </b></p><p>

4、　　（1）數(shù)據(jù)的采集及處理。系統(tǒng)的現(xiàn)場測控單元的主要作用就是采集相關信息，對事件、系統(tǒng)運行狀態(tài)或者變位信號、模擬量以及故障情況、越限信息等進行檢測，校驗數(shù)據(jù)的合理性以及其它的預處理，并將數(shù)據(jù)庫實時更新。數(shù)據(jù)采集信號類型包括模擬量、狀態(tài)量以及脈沖量，其中模擬量的主要內容包括電流電壓、有功及無功功率和頻率、溫度以及功率因數(shù)等; 狀態(tài)量的主要內容則包括斷路器及隔離開關、接地開關的位置信號、繼電保護裝置與安全自動裝置的動作及報警，還有相關的運行

5、監(jiān)測信號等; 而脈沖量主要為有功及無功電能。 </p><p>　?。?）畫面顯示。系統(tǒng)的模擬畫面可以將一次設備及整個系統(tǒng)實時運行狀態(tài)真實的再現(xiàn)，系統(tǒng)的實際電壓電流等模擬量、計算量以及隔離開關和斷路器等實際開關狀態(tài)、掛牌檢修狀態(tài)等等均可以實時的顯示出來，并自動生成歷史趨勢圖。 </p><p>　?。?）運行監(jiān)視及報警。CRT( Cathode Ray Tube) 即采用陰極射線管的顯示器

6、，它可以將開關站的實時運行信息，諸如系統(tǒng)運行狀態(tài)、操作指導以及設備的相關參數(shù)等完整的顯示出來。系統(tǒng)中采用兩個 CRT 終端，可以分別顯示不同的信息，而且可以獨立、同步的生成相關的報告及畫面顯示。如果模擬量有所越限，還可以將報警信息及時做出反映并打印出來，顯示的報警信息主要內容包括越限對象的名稱、參數(shù)值以及編號和越限時間等，而且可以將越限的次數(shù)累計計算。此外，報警方式又分為兩種，即事故報警及預告報警，兩種方式的報警要以不同的顏色及音響加以

7、區(qū)別。 </p><p>　　（4）操作控制。操作控制的模式分為就地控制及上位機或者 DCS 系統(tǒng)。操作命令的優(yōu)先級設置按照先就地控制再進行上位機或者 DCS 控制的順序實現(xiàn)。保證設備現(xiàn)場與遠程監(jiān)控互相結合并互相協(xié)調，實現(xiàn)遠程監(jiān)控與現(xiàn)場常規(guī)監(jiān)控的和諧統(tǒng)一，以保證控制操作控制的安全性及一致性。 </p><p>　　（5）事件記錄。如果設備在運行過程中出現(xiàn)故障問題，則系統(tǒng)可以把動作的繼電保護

8、、斷路器信息以及相應的安全自動裝置信息記錄下來，其具體內容可以細化到信號的名稱、編號、動作的性質、信號的狀態(tài)及動作的時間等，并按照實際發(fā)生的時間順序生成事件順序記錄表格，并通過 CRT 顯示或者打印輸出，也可以存儲到硬盤中長期保存。后續(xù)針對系統(tǒng)的故障起因以及保護動作的判定等均可以此為依據(jù)。 </p><p><b>　　2.2高級功能 </b></p><p>　?。?/p>

9、1）電氣設備的管理。其主要功能包括電氣設備管理的臺帳、維護記錄及相關檔案的保護及自動設置，并且電氣主站系統(tǒng)可以實時的進行在線設備管理，比如對設備動作的實時狀態(tài)進行統(tǒng)計，將統(tǒng)計結果輸送至 MIS 系統(tǒng)( ManagementInformation System，管理信息系統(tǒng)) ，對該系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行補充。（2）故障信息管理。系統(tǒng)故障信息管理功能包括針對動作以及常規(guī)事件進行信息記錄、追溯、重演以及錄波分析等，其中事故重演和錄波分析在進行事故原因

10、分析時有著重要的現(xiàn)實意義，可以有效的進行事故防范。（3）自動發(fā)電控制。自動發(fā)電控制技術是以電廠的安全運行為前提，遵循經濟運行的原則，以實際運行中運行方式及運行工況的不同，針對全廠的機組制定出實時的控制決策，從而電廠機組的運行臺數(shù)、機組的組合及相關的負荷分配就由該自動發(fā)電控制技術來決定，使得系統(tǒng)頻率或者全廠的有功功率自動保持著當時的設定值，使得電廠整體自動運行的水平得以進一步提高。 </p><p>　　3、電氣自

11、動化系統(tǒng)監(jiān)控技術應用前景 </p><p>　　3.1充分發(fā)揮以太網技術的優(yōu)勢 </p><p>　　因為多樣性的現(xiàn)場總線通信協(xié)議技術標準，所以它并不能夠對嵌入式工業(yè)的性能有所幫助，但以太網技術運用于電氣自動化的監(jiān)控過程中，不僅能夠使傳輸速度加快，容量變大，還能夠解決監(jiān)控程序與技術雜亂無章的問題，并能夠使電氣綜合自動化的無縫通信作用充分發(fā)揮。尤其是在全雙工通信、交換技術的猛烈發(fā)展后，既解決

12、了以太網的通信確定性問題，又能夠起到更好地保護作用，對在工業(yè)現(xiàn)場設備之間的通信中運用以太網，以技術支持的方式提供了幫助。嵌入式以太網是指在單片機系統(tǒng)上通過嵌入式軟、硬件的方法，把工業(yè)以太網技術運用到網絡中。國外的電力設備供應商把嵌入式以太網的微機保護測控設備推入了市場，國內的電力設備制造商也在對最新綜合自動化系統(tǒng)進行研發(fā)，在二次保護控制設備中成功運用嵌入式以太網。因此，嵌入式以太網給電氣綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展指明了方向。 </p&g

13、t;<p>　　3.2智能化技術的應用 </p><p>　　從一開始傳統(tǒng)的操作盤控制到如今的計算機控制是ECS系統(tǒng)的發(fā)展歷史，目前又有向綜合智能控制和管理發(fā)展的態(tài)勢。主要表現(xiàn)在間隔層和站控層兩方面。間隔層的保護和測控單元由傳統(tǒng)的相對獨立設計，向著集保護、測量、控制、遠動于一體的綜合化及網絡化智能保護測控單元發(fā)展，直接面向一次設備或設備組合，就地安裝，除實現(xiàn)繼電保護、實時電量監(jiān)控、狀態(tài)信息記錄及歷史

14、記錄等基本功能外，還能與站控層聯(lián)網實現(xiàn)事故分析、狀態(tài)監(jiān)視、微機防誤操作和安全保障等功能。站控層監(jiān)控系統(tǒng)由滿足基本運行 SCADA 功能，向全面提高運行和管理自動化水平發(fā)展。監(jiān)控主站采用先進的數(shù)據(jù)挖掘技術對電氣實時數(shù)據(jù)倉庫和歷史數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)進行分析，提供一系列的高級應用功能。這些功能分為對外和對內兩大部分。對外的功能是指給 DCS 和 SIS 等其他系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)，實現(xiàn)機組優(yōu)化控制和優(yōu)化管理等綜合智能控制；對內的功能是指集間隔層裝置的監(jiān)控

15、管理、自動抄表、設備管理、定值管理、故障信息管理、設備在線診斷和小電流接地選線等功能于一體。 </p><p>　　3.3標準應用技術的研發(fā) </p><p>　　依據(jù)一定的標準進行產品地生產加工，是其中不可缺少的重要組成部分。像國際電工委員會制定的IEC61850國際標準，不僅體現(xiàn)了電氣自動化發(fā)展的趨勢要求，更為企業(yè)的生產提供了可參考藍本。為了實現(xiàn)不同廠家 IED 設備的信息共享和互操作

16、性，使廠站電氣綜合自動化系統(tǒng)成為開發(fā)系統(tǒng)，國際電工委員會制定了IEC 61850 國際標準。該標準具有信息分層、面向對象的數(shù)據(jù)對象統(tǒng)一建模、數(shù)據(jù)自描述、抽象通信服務接口 ACSI 等主要特點。該標準為數(shù)字化廠站系統(tǒng)的發(fā)展奠定了基礎。IEC 61850在邏輯結構上將電氣綜合自動化系統(tǒng)分為三個層次：過程層、間隔層和站控層。過程層是一次與二次設備的結合面，主要完成開關量I/O、模擬量采集和控制命令發(fā)送等與一次設備相關的功能；間隔層設備主要實現(xiàn)

17、控制和保護功能，并實現(xiàn)間隔層設備間的相互對話機制；站控層完成對站內間隔層設備、一次設備的控制及與遠方控制中心DCS 及 SIS 系統(tǒng)通信的功能。 </p><p><b>　　4、結語 </b></p><p>　　在電廠電氣自動化系統(tǒng)監(jiān)控技術運用中，我們應該根據(jù)廠用的特點要求，綜合運用好ECS與DCS技術、通信技術等來設計好監(jiān)控，不僅能夠使得自動化的監(jiān)控發(fā)揮好應有作

18、用，還能夠滿足生產需要。該技術的發(fā)展運用具有一定的廣闊前景，值得我們去探索。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]錢素娟.淺談發(fā)電廠電氣自動化系統(tǒng)監(jiān)控技術發(fā)展趨勢[J].沿海企業(yè)與科技,2009 </p><p>　　[2]張堅.低壓電氣自動化在水電廠監(jiān)控系統(tǒng)中的應用[J].科技天地,2010 </