1、电厂电气自动化技术的应用及发展趋势摘要：随着现代科学技术的突飞猛进，我国电力工业为满足社会的需求不断发展和创新其发电技术，电厂采用电气自动化技术后不仅提高电厂运行的经济性和工作的可靠性，保证电能的质量；而且提高劳动的生产效率、改善劳动条件和减少运行人员，从而提高电力工业的运行效益。 关键词：电厂；电气自动化技术；电力工业 中图分类号：X773 文献标识码：A 文章编号： 1.电气自动化技术的优点及其在火力发电中的必要性 1.1 电气自动化技术的优点 电气自动化技术主要是针对电能、电力设备、电力技术等 3 个方面实施改革更新，创造出一种全新的运行模式服务于电力行业。在计算机技术、电子技术、信息技
2、术等逐渐融为一体的趋势中，电气自动化技术的运用变得更加广泛。在火力发电过程中引进电气自动化技术的优势表现为： （1）提升效率。火力发电厂每年向社会输送大量的电能，电力行业是我国社会现代化生产的基础条件。 （2）降低成本。煤、石油等原始材料是火力发电的主要燃料，电能生产技术水平的落后会使得燃料消耗量增加，提高了火力发电的成本投资。 （3）技术革新。电气自动化技术根本上是各类技术的融合体，包括：计算机、电子信息、电气控制等多方面实用技术。 （4）优化资源。工业电能生产需投入各方面的资源，如：电力设备、燃烧原料、作业人员等，这些因素对电能产量的提升都有很大的影响。 （5）整合模式。自动化技术带来的是
3、一体化操作，火电厂将摆脱传统的生产作业方式而实现人机操控的新局面。 1.2 电气自动化技术在火力发电中的必要性 一般来说，传统的火力发电厂中的集散控制系统有一定程度地不便，无法实现轻松、快捷、简便的系统操作，非常不利于其对火力发电厂的事故进行及时地分析与解决。因此，建立火力发电厂的电气系统通信网络，充分利用其联网信息多样化和全面化的优势，进行电气系统深层次的相关数据挖掘，实现火力发电厂中电气系统的自动化，提高整个火力发电厂电气自动化系统的运行和管理水平，这对于火力发电厂的长远发展发挥着至关重要的作用。 2 火力发电厂电气自动化技术应用 2.1 自动化技术系统的配置应用 智能化远程控制利用硬接线
4、电缆将采集柜和现场的信号进行连接，并利用光纤、双绞线等将 DCS 主机和采集柜进行连接，这种方式将电缆材料极大的节省了，简化了安装环节，降低了操作成本，有效降低了控制面积，将整体系统的可靠性和智能型提升了一个较高的层次，实现了自检、数据处理及自校正等功能。集中控制主要是通过利用现场的电气馈线设置设备的接口，然后采用硬接线电缆合理连接集散控制系统的通道，实施对发电全场的监控。 2.2 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
5、转变为弱电信号，采用空接点方式和 420mA 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。 （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。 2.3 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。 （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。 （3）监控主站：监控主站是实现厂用电器设备
6、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。 2.4 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，外围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。（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
7、，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。 2.5 电气自动化技术在设备保护中的运用 从目前企业的运行状况看，电气自动化技术对火力发电厂的设备保护的运用主要体现在： （1）联锁保护。火电厂在正常运行状态下会遇到各种不同的故障，导致电力系统无法正常启动作业。 （2）继电保护。通过计算机与继电器之间的连接，可建立一道自动化的控制模式来调控火力发电厂的继电运行。 （3）装置保护。电厂生产需要用到的保护装置种
8、类较多，如：机械的、电动的等，具备设备包括锅炉的安全门汽轮机的危急保安器等。 （4）防雷保护。部分机电设备在电能生产中会受到雷击的干扰，出现线路烧坏、连接中断等问题，严重时可直接造成设备损坏。 2.6 电气自动化技术在火电厂常规控制中的运用 因火电生产是一个综合性复杂性的控制流程，把握好常规生产控制操作是火电厂的另外一大重点内容，传统的电厂运行模式缺少必要的控制技术改革，使得很多设备在运行中难以发挥最佳性能。若能将电气自动化相关技术运用到火电厂常规控制中，其显现出来的生产优势也是很明显的。 （1）就地控制。对于一些小规模的火力发电厂而言，在具体生产控制中运用到的设备相对较少，但同样需要构建综合
9、性的控制体系。 （2）集中控制。对于规模较大、电能产量多的火电厂，厂内生产的设备数量较多，处理好不同设备之间的协调运行问题尤为关键，这也是企业制定生产计划最难的一点。 （3）自动控制。电气自动化技术必然会带动电能生产的自动化，如：计算机技术的运用摆脱了人员控制设备的模式。 （4）故障控制。除了在电能生产中具备多方面的使用价值外，电气自动化技术在设备故障方面的控制也能起到关键作用。 3.电气自动化系统技术发展的趋势 3.1 电厂的电气自动化技术在实现了监控、测量、保护目标三者于一体的功能同时还将太网和现场总线技术系统一体化的网络，运用分层分布的方式实现对整体系统的监视、控制，将信息通信和数据采集
10、推向了更为先进的领域，有效摆脱了下层功能依赖上层网络和设备的硬伤。电厂内含监控技术已经可以和相关类的监控系统实现良好的数据交换，能够对电厂的运行生产进行实时的动态控制及信息化的控制与管理。ECS 监控系统将逐渐取代传统的操作系统，实现控制的科学性及管理的智能化转变，实现控制系统的一体化测量，推动网络智能化管理综合发展。基于太网的综合优势，电厂还将实现综合的自动系统化功能。 3.2 电气自动化技术的创新应用与管理 （1）实现了监控运行一体化模式的转变，使 DCS 系统能够分析、汇总整体机组的信息状况和运行参数，最大限度的将机组潜力发掘出来，并激发了系统自身的控制功能，将控制时进行了合理的缩减，简
11、化了控制系统。单元化统一火电机组方便了信息的采集和提供，对电网的系统管理运行进行了强化，大大提高了工作效率。 （2）可以通过计算机系统进行实时的保护、控制，能够尽早的发现安全隐患，并进行合理的调整、更新，转变保护策略，实现防患于未然的管理目标，保障自动化电气系统能够安全、良好的持续运行。 （3）目前电气自动化系统还没有根本的满足 DCS 系统进行全通信电气控制的目标。电气自动化系统和之间始终需要部分硬接线。我们首先应该解决连锁热工工艺问题，将后台电气系统的实际应用水平提高，并将电气系统的控制水平、逻辑，自动化能力，管理运行绩效等全面提升。（4）优质通用型网络结构更够提供电气系统良好服务运营的支
12、撑。科学的运用创新型自动化电气技术，能够完善并保障电厂实现对现场控制设备的实时监控，同时营造了良好的信息数据传输、汇集环境，对电厂全集成性自动化运行目标的实现有积极的意义。 4.总结 电厂的电气自动化技术对于电厂的运行起到了极大的功能作用，极大的激发了火电机组运行服务潜力，形成了单元控制运行模式，对电网服务的统一管理进行了有效的强化。提高了系统管理的效率，并对成本进行了有效的降低与控制，有效的促进了电厂的综合竞争能力。伴随着科学技术的进一步发展，我国石油石化企业的电厂电气自动化控制技术也会得到长足的发展与进步，最终实现电气自动化技术的全局自动化。 参考文献： 1陈永波，关于电气自动化技术在电厂中的应用及探讨，科学时代，2011. 2杜晓伟，论火电厂电气自动化系统建设，价值工程，2012. 3王建峰，火力发电厂电气自动化应用探讨，科协论坛：下半月，2011.
