1、电厂电气自动控制的发展趋势摘要：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趋势进行了简要论述。关键词：电厂；电气自动化；应用；现状；发展趋势 中图分类号： S972.7+4 文献标识码： A 文章编号： 一、电厂电气自动化概述 电气自动化(automation)是指采用检测与控制系统, 对生产过程进行生产作朴, 代替人工直接操作的措施二对于火电厂, 是热力生
2、产过程与电力发供电过程控制的总称, 在一些国家中称“仪表与控制”( instrumenL (2)机组级( DCS、PLC) ; (3)现场设备级。 近几年一、二级的建设初见成效, 但现场级的落后, 制约了上两级的作用发挥。而电气设备有许多都在第三级, 因此对它的数字化、信息化要求日益迫切。随着计算机的快速发展和控制技术的不断提高, 随着分散控制系统( DCS) 在火电厂应用的广泛和成熟, 现代化大型火电厂运行和管理水平不断提高, DCS 在火力发电厂运行的可靠性得到普遍的肯定, 运行人员越来越习惯于利用 CRT 和键盘进行操作 , 后备监视和手段日益减少或全部取消, 火电厂大型单元机组监控方式
3、正走向全 CRT 监控。机炉控制与电气控制日益显得不协调, 控制水平也逐渐拉大。为了解决这一矛盾, 目前最有效的办法就是将电气控制设备纳入 DCS 系统控制之中, 这样既利用 DCS 系统已成熟的分散控制技术 , 又能提高电气设备的控制水平和管理水平。 2、分散控制系统的成熟和数字时代技术显现 目前大容量机组电气控制模式主要有: DCS+ 电气现场远程 I/ O 模式、DCS+ 集控楼电子室 I/O 模式、以常规 DCS 为主体电气某些子系统采用现场总线控制( FCS) 模式、采用独立的电气微机监控系统。 2.1 DCS+ 集控楼电子室 I/O 柜模式 这种模式将用于处理各类电气设备信息和控制
4、用的 I/O 与处理器/控制器柜集中布置在集控室, 绝大部分电气操作是通过集控室的人机界面完成。现场各电气设备先通过分散的控制电缆或低电平电缆与集控室的转接柜连接, 转接柜负责把现场信息分配给相应的 I/ O 柜和把控制命令传给现场。I/O 和处理器/控制器柜与操作员站之间通过数据高速公路连接。 2.2 DCS+ 电气现场远程 I/O 模式 国内外各主要 DCS 厂商, 均开发了专用的远程 I/O 产品。远程 I/O主要由数据采集、A/D( D/A) 转换、数据存储、越限报警、事件记录、自检和自诊断等功能。远程 I/O 柜分散布置在相关电气设备附近, 各电气设备的信息通过电缆接到电气现场 I/
5、O 柜。经处理后, 采用串行通信方式, 由数据通信电缆, 送达集控室内相应控制柜。 2.3 以常规 DCS 为主体部分电气子系统采用现场总线控制( FCS) 模式 IEC1158 对 FCS 的定义为安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线。从电气控制看, FCS 具有以下优点: (1)FCS 功能下放比较彻底, 数字智能现场装置应用后, 大量信息现场处理, 使控制器功能和重要性相对减少, 且易于扩建和分布调试。 (2)DCS 是封闭式系统, 不同厂家的产品基本不兼容。而 FCS 是开放式系统, 只要遵循统一的总线协议,用户原则上可以选用不同
6、厂家的产品。(3)DCS 的信息全是二进制或模拟信号形成的, 必须具有 A/D、D/A转换。而 FCS 是全数字化, 不需要转换, 其精度可从 0.5%提高到 0.1% (4)FCS 采用全数字化技术, 具备检测信息差错的功能, 可以对现场装置进行远方诊断、维护和组态。而 DCS 无法在工程师站上对现场装置进行远方诊断、维护和组态。 (5)FCS 控制周期为 10 - 120 次 , 而目前 DCS 是 2 次- 15 次 (6)FCS 信息处理现场化, 可省去相当数量的隔离器、端子柜、I/O柜。 5 电气纳入 DCS 5.1 集控室及主厂房内电气控制系统集控室及主厂房内电气控制系统都可以加入
7、 DCS 系统, 它们主要包括: (1)发变组系统( 不包括变压器本身的通风系统) ; (2)励磁调节的系统( 指原控制台部分) ; (3)高压厂用电系统: (4)低压厂用电系统; (5)公用系统; (6)自动同期系统; (7)直流系统。 5.2 电气系统保留部分 (1)发变组厂高变保护装置; (2)自动准同期装置( ASS) ; (3)自动电压调整装置( AVR) ; d、厂用电备自投装置; (4)低周切机装置; (5)故障录波装置; (6)应急柴油机和保安电源。 5.3 主厂房外辅助系统的电气系统 主厂房外辅助系统的电气系统如输煤、化水、除灰、电除尘等可不加入 DCS 系统。但目前也有厂商
8、开发一体化设计加入 DCS, 采用电气现场远程 I/ O 模式,I/ O 柜安装在相关电气设备附近 , 各安装单元的现场信息通过电缆接到电气现场远程 I/ O 柜。处理后信息以串行通信方式, 由数据电缆传到集控室 DCS。 结束语 综上所述，现阶段老电厂电气控制模式的改造方向为结合自身实际, 以 DCS+ 电气现场远程 I/O 模式和 DCS+ 集控楼电子室 I/O 模式相结合为主体。为适应数字化时代的到来, FCS(现场总线控制系统) 是今后数字化管理发展的必然方向, 所以部分有条件实现 FCS 的应使用, 以积累经验。 参考文献 1 宋伟军.电厂电气自动化系统概论J.电力科技，2010（2）. 2 常志鹏.电厂电气自动化系统应用现状及发展J.工控资讯，2011（2）.
