摘要：本文主要分析了發(fā)電廠電氣系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的現(xiàn)狀及發(fā)展，并進(jìn)一步的介紹了電氣系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)方式，與此同時(shí)還提出了將微機(jī)綜合自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于發(fā)電廠電氣系統(tǒng)的新思路。最后筆者結(jié)合現(xiàn)階段的發(fā)展?fàn)顩r，針對(duì)發(fā)電廠電氣自動(dòng)化的改造談了幾點(diǎn)自己的看法。

　　關(guān)鍵字：發(fā)電廠,電氣自動(dòng)化,自動(dòng)化控制

　　集測(cè)量、監(jiān)控、通訊、繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置等功能于一體的現(xiàn)代電廠電氣系統(tǒng)就是電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。目前我國(guó)絕大部分110千伏之的變電站大都達(dá)到了自動(dòng)化，不用人員現(xiàn)場(chǎng)看護(hù)操作，而220千伏之上變電站電氣系統(tǒng)也正不斷提高其自動(dòng)化的技術(shù)水平，整理現(xiàn)場(chǎng)看護(hù)操作人員大大減少。但電廠的電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的特殊要求，還沒(méi)有很好的將微機(jī)綜合自動(dòng)化這一新技術(shù)應(yīng)用在這一系統(tǒng)之中，從而導(dǎo)致目前的電廠系統(tǒng)的各種保護(hù)和安全自動(dòng)裝置都處于相對(duì)獨(dú)立運(yùn)行的現(xiàn)狀難以改變。基于此，改造電廠電氣系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化就顯得尤為重要，確保電廠安全可靠穩(wěn)定的運(yùn)行。

　　一、我國(guó)電廠電氣系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的現(xiàn)狀

　　當(dāng)前，我國(guó)很多電廠大都采用DCS系統(tǒng)，雖然能達(dá)到基本運(yùn)行和控制等基礎(chǔ)性的功能，但應(yīng)用電氣系統(tǒng)還比較缺乏。一般情況下，目前的電廠系統(tǒng)的各種保護(hù)和安全自動(dòng)裝置都處于相對(duì)獨(dú)立運(yùn)行的現(xiàn)狀，并與DCS系統(tǒng)時(shí)尚信號(hào)交換和有效控制，但DCS系統(tǒng)無(wú)法反映電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)的測(cè)量、事故的追蹤及保護(hù)動(dòng)作等信息，只能體現(xiàn)出電廠電氣系統(tǒng)的單一畫(huà)面，顯示電氣運(yùn)行設(shè)備是否有功、電壓及電流等基本電氣量，只能達(dá)到控制開(kāi)關(guān)和調(diào)整勵(lì)磁等簡(jiǎn)單的控制。因?yàn)殡姀S中應(yīng)用DCS系統(tǒng)較為廣泛，這就必須將DCS系統(tǒng)的可行性接入電氣系統(tǒng)。通常情況下采取硬接的方式，接入量一般是DO、DI和模擬量三種。但這種連接方式將擁有抗干擾力不強(qiáng)的缺點(diǎn)，且由于接入量的增加而增加投資成本，導(dǎo)致信息監(jiān)測(cè)不健全和工程造價(jià)高等后果的發(fā)生，最終造成無(wú)法全面實(shí)施電氣系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的管理。而采用微機(jī)系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化，其采用的分散分布技術(shù)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便靈活。維護(hù)簡(jiǎn)單、安全可靠、節(jié)約資源等特點(diǎn)，因此，將微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用在電廠電氣系統(tǒng)中顯得極其重要，不僅降低了成本，也減少了人員的需求，提升了性能，大大加快電廠電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的改進(jìn)進(jìn)程。

　　二、電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想

　　1、遠(yuǎn)程監(jiān)控方式

　　遠(yuǎn)程監(jiān)控方式具有節(jié)約大量電纜、節(jié)省安裝費(fèi)用、，節(jié)約材料、可靠性高、組態(tài)靈活等優(yōu)點(diǎn)。由于各種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的通訊速度不是很高，而電廠電氣部分通訊量相對(duì)又比較大，所有這種方式適合于小系統(tǒng)監(jiān)控，而不適應(yīng)于全廠的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建。

　　2、集中監(jiān)控方式

　　這種監(jiān)控方式優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行維護(hù)方便，控制站的防護(hù)要求不高，系統(tǒng)設(shè)計(jì)容易。但由于集中式的主要特點(diǎn)是將系統(tǒng)的各個(gè)功能集中到一個(gè)處理器進(jìn)行處理，處理器的任務(wù)相當(dāng)繁重，處理速度受到影響。由于電氣設(shè)備全部進(jìn)入監(jiān)控，伴隨著監(jiān)控對(duì)象的大量增加隨之而來(lái)的是主機(jī)冗余的下降、電纜數(shù)量增加，投資加大，長(zhǎng)距離電纜引入的干擾也可能影響系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)，隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯(lián)鎖采用硬接線(xiàn)，由于隔離刀閘的輔助接點(diǎn)經(jīng)常不到位，造成設(shè)備無(wú)法操作。這種接線(xiàn)的二次接線(xiàn)復(fù)雜，查線(xiàn)不方便，大大增加了維護(hù)量，還存在由于查線(xiàn)或傳動(dòng)過(guò)程中由于接線(xiàn)復(fù)雜而造成誤操作的可能性。

　　3、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)監(jiān)控方式

　　現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)監(jiān)控方式使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加有針對(duì)性，對(duì)于不同的間隔可以有不同的功能，這樣可以根據(jù)間隔的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。采用這種監(jiān)控方式除了具有遠(yuǎn)程監(jiān)控方式的全部?jī)?yōu)點(diǎn)外，還可以減少大量的隔離設(shè)備、端子柜、I/0卡件、模擬量變送器等，而且智能設(shè)備就地安裝，與監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)通信線(xiàn)連接，可以節(jié)省大量控制電纜，節(jié)約很多投資和安裝維護(hù)工作量，從而降低成本。另外，各裝置的功能相對(duì)獨(dú)立，裝置之間僅通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接，網(wǎng)絡(luò)組態(tài)靈活，使整個(gè)系統(tǒng)的可靠性大大提高，任一裝置故障僅影響相應(yīng)的元件，不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。因此現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)監(jiān)控方式是今后發(fā)電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。

　　三、如何實(shí)現(xiàn)電廠電氣系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化

　　通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)和電氣保護(hù)自動(dòng)裝置的綜合形成電廠的電氣監(jiān)控系統(tǒng),并與DCS的有效結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠的電氣綜合自動(dòng)化。其中,DCS系統(tǒng)是電廠中自動(dòng)化系統(tǒng)的核心。在電廠電氣綜合自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)過(guò)程中要解決以下兩方面的問(wèn)題。

　　1、注意現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)

　　對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn),由于保護(hù)和自動(dòng)裝置的生產(chǎn)廠家不同,其標(biāo)準(zhǔn)可能不同,不能簡(jiǎn)單地相連接。可行的辦法是:將廠用電氣系統(tǒng)的所有裝置按照同一總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)分為子系統(tǒng),每一子系統(tǒng)里的設(shè)備及裝置與同一種總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)適合。再將這幾部分的子系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)和電氣工作站相連,并由監(jiān)控系統(tǒng)完成總線(xiàn)連接及信息傳送等。

　　2、電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建

　　整個(gè)系統(tǒng)分為三層,由里到外依次是測(cè)控保護(hù)層、通信管理層、后臺(tái)機(jī)系統(tǒng),各層間相互聯(lián)系,履行各自的功能。對(duì)于測(cè)控保護(hù)層,其功能是測(cè)量與控制保護(hù),由各種保護(hù)和自動(dòng)裝置構(gòu)成。利用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)能很好的解決該層裝置多且分散的問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)分散控制;對(duì)于通信管理層,該層行使傳遞和反饋信息的功能,它將DCS對(duì)上一層的控制命令送往各個(gè)相關(guān)的裝置,并將各裝置上的信息反饋到DCS系統(tǒng)。根據(jù)通信管理層與上位機(jī)系統(tǒng)的連接方式、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)方式、測(cè)控保護(hù)裝置的數(shù)量等,可有不同的配置;對(duì)于后臺(tái)機(jī)系統(tǒng),其主要由DCS系統(tǒng)和電氣工作站組成。DCS系統(tǒng)不僅可依靠DO、DI控制各類(lèi)電氣設(shè)備,還可以通過(guò)信息管理層獲得所需的諸如開(kāi)關(guān)狀態(tài)等其他信息,并將這些信息傳送至工作站。DCS的控制層可實(shí)現(xiàn)DCS與通信管理層的連接。而電氣工作站,主要就是接收來(lái)自通信管理裝置上傳的所有信息,進(jìn)行相應(yīng)的分析處理,并完成畫(huà)面的反映及相關(guān)整理電氣量的顯示,實(shí)現(xiàn)廠用電系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控功能。

　　四、發(fā)電廠電氣系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的優(yōu)越性

　　在發(fā)電廠的電氣系統(tǒng)實(shí)施綜合自動(dòng)化，其最終目標(biāo)是運(yùn)行人員憑借綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，通過(guò)操作員工作站的顯示器、鼠標(biāo)和鍵盤(pán)對(duì)全廠電氣設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和管理。發(fā)電廠電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)越性體現(xiàn)在以下方面：

　　1、采用常規(guī)控制模式時(shí)所有斷路器需要運(yùn)行人員一對(duì)一手動(dòng)操作，接線(xiàn)復(fù)雜且造價(jià)高。另一方面由于受到控制室屏面的限制，大量廠用電系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)只能就地操作。電氣設(shè)備進(jìn)入綜合自動(dòng)化系統(tǒng)后，取消了常規(guī)的強(qiáng)電控制屏臺(tái)，取消了大量的常規(guī)表計(jì)和光字牌，所有斷路器的控制操作均可在操作員工作站上實(shí)現(xiàn)軟手操，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度且節(jié)省投資。

　　2、發(fā)電機(jī)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)由零起升速、升壓到并網(wǎng)帶初始負(fù)荷的程序控制和軟手操控制。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行水平和設(shè)備可靠性，機(jī)組程控并網(wǎng)可設(shè)置人工間斷點(diǎn)，分步進(jìn)行。

　　3、廠用電系統(tǒng)按啟動(dòng)/停機(jī)階段和正常運(yùn)行階段的要求實(shí)現(xiàn)程序控制和軟手操控制。廠用電系統(tǒng)采用微機(jī)型綜合保護(hù)測(cè)控裝置，可分布安裝在各電氣間隔，真正做到了分層分布，系統(tǒng)可靠性高。

　　4、易于實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠電氣系統(tǒng)防誤閉鎖功能，減少誤操作。

　　5、升壓站的網(wǎng)控自動(dòng)化作為一個(gè)專(zhuān)門(mén)子系統(tǒng)納入電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，取消獨(dú)立設(shè)置的網(wǎng)控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

　　6、系統(tǒng)軟件為電氣各子系統(tǒng)提供結(jié)構(gòu)清晰的系統(tǒng)圖，如發(fā)變組系統(tǒng)圖、廠用電系統(tǒng)圖、廠用電公用部分系統(tǒng)圖和升壓站系統(tǒng)圖等。系統(tǒng)軟件具有數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)、事故報(bào)警記錄和追憶、畫(huà)面生成和顯示、報(bào)表生成和打印等諸多后臺(tái)功能。對(duì)于繼電保護(hù)和其它電氣專(zhuān)用自動(dòng)裝置以及電氣程序控制，系統(tǒng)軟件提供專(zhuān)用操作窗口。

　　7、實(shí)現(xiàn)對(duì)所有電氣設(shè)備的測(cè)量、保護(hù)、控制、監(jiān)視和信息管理。電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與電廠DCS 系統(tǒng)之間采用網(wǎng)絡(luò)通信方式，二者交換的信息量不受限制，并可節(jié)省大量控制電纜和變送器，改變了只有少數(shù)重要電氣量才接入DCS 的狀況，提高了發(fā)電廠的自動(dòng)化水平。

　　五、結(jié)語(yǔ)

　　在科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，發(fā)電廠電氣部分的綜合自動(dòng)化是一種趨勢(shì)，對(duì)于它的成功改造，將會(huì)大大的提高發(fā)電廠的自動(dòng)化水平。同時(shí)，采用電氣綜合自動(dòng)化技術(shù)，能夠節(jié)約大量的成本，提高電氣系統(tǒng)的可靠性。