浅析火电厂电气综合自动化系统

任滟

摘 要：随着现代科学技术水平的不断提高，我国变电产电子综合自动化技术也呈现多样化的发展趋势，尤其是在信息技术的推动下，自动化系统也逐渐研发并投入使用中，在实践中得到验证。实践结果表明：发展火电厂综合自动化系统是火电厂不断改造的重要体现，其发展具有重要的作用和意义。下面该文主要分析现代火电厂使用的综合自动化系统，阐述自动化系统的基本结构原理和功能，针对二次设备的自动化管理等问题进行研究，提出相关的改进措施和具体方向，以供参考。

关键词：火电厂 综合自动化系统 系统改造

中图分类号：TM92 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）06（c）-0078-02

随着现代产业结构的不断优化，传统火电厂使用的电气设备暴露的问题也越来越多，变电站作业的发展对综合自动化技术和电气设备等均提出新的要求。而随着人们科研实践活动的不断深入中，高参数、大容量火电机组被投入到电力工业的主力机组中，火电站的热控制技术也随之改善，电气自动化技术在发电厂的使用，其主要的功能是对二次设备进行监控和管理，实现数据交换，反馈信号，提升运行的安全指数和质量。

1 传统火电厂电气设备应用存在的问题

传统所使用的电气设备在实际工作中暴露的问题已经越来越多，并且生产过程中使用的电气部分也非常复杂，而且各个生产环节都有分布。而传统的火电厂工作中，电气设备的集成化水平优先，很多都是单个的运行，并且设备的性能和稳定性都存在很多差异，使得具体实践操作的难度增加。例如我国传统火电厂基本都在使用DCS系统，该系统能完成基本的操作，但是系统的实践应用却还不成熟，系统中的保护装置和安全装置是分离的，相互独立运行，并且电气运行设备的测量、保护和控制等都无法进行及时的反馈，只能反映电厂电气系统的一次画面，显示相关电气设备的基本电气量等，如有无功、电压和电流等基本情况。并且传统的控制系统采用硬连式，接入一般都是DCS模拟量，最终系统的稳定性差，已受到干扰。且很多电气设备的投入成本过高，工程整体造价上升，这些都是传统电气综合系统中存在的实际问题，使得火电厂无法实现对电气综合自监测的完善管理。

由此可见，传统的设备工艺使用的功率大、体积大、能耗高、效率低下。这些缺点和不足，促使技术人员不断研发新工艺和新设备。而从传统工艺中暴露的问题来看，要改变当前工作现状，最重要是发展集成化高、性能好以及成本投入低的电气化设备，以满足实际作业的需求。而现代电气综合自动化系统的研发，恰好能解决实际工作中存在的问题，其系统功能和结构均具有很强的实用性。

2 现代火电厂电气综合自动化系统

伴随着科技的进步，电气自动化技术在火力发电厂厂用电气系统中的综合应用愈来愈广泛，系统控制方式从传统单纯的控制作业，已转变为现在的双向反馈模式。其新型的自动化系统的构建，在很大程度上丰富了电气设备管理的功能，下面将详细介绍系统的结构和组织功能。

2.1 电气自动化设备系统的主要构成

该系统主要分为三个部分，从里到外主要包括：测控保护层、通信管理层和后台机系统。三层相互依存，相互关联。并且各自具有不同的功能。其中控制保护层的主要功能是测量和控制保护，由于各种保护和自动装置构成。系统中实现控制的主要途径是利用总线控制技术，对多层装置进行控制，解决传统分散的管理模式难以应对的问题，从而达到分散控制的目标；通信管理层主要是传递和反馈信号和指令，并且传达至每个装置，将装置上的信息反馈到DCS系统（综合自动化控制中心）中。系统中的配置需要根据通信管理层与上位机系统的链接方式的不同而选择合适的总线连接方式，并合理设计测控保护装置的数量。最后是后台系统，主要是由MES系统和电气工作站组成。DCS系统可以依靠DQO控制系统实现对各类电气设备进行控制的目标，同时还能依靠通信管理层快速获取相关设备的开关状态，并获取其他的相关信息，最终将这些信息传输到中心工作站。整个系统的控制层可以实现DCS通信管理层的连接，而在电气实际工作中，其主要是通过接收来自通信管理层的信息，根据上传的信息，进行分析处理，并完成画面的反映以及相关电气数量的显示，从而实现自动化控制的工作目标。

2.2 电气自动化设备系统的主要功能

由上述介绍可知，电气自动化设备综合控制系统主要是利用现代通信技术和信息数据技术，实现系统的自动化控制。所以，系统的主要功能体现在如下几个方面。

2.2.1 信息传递和反馈

系统中的通信管理层是主要的信息获取和传递信息，并且能及时将信息传递到总线控制中心。信息获取是实现动态控制的重要前提。通过获取信息能反映系统中每一个设备的运行状态，能根据实际作业需要，控制和调整设备数量和开关状态。

2.2.2 数据分析和处理

数据分析和处理功能是自动化系统中非常智能的一个环节，通过不同节点的监测数据，对于不同时间段可能出现设备异常的情况及时通知和报警，为工作人员顺利开展工作提供重要的依据。

2.2.3 动态跟踪和实时监控

综合自动化控制系统中总线控制中心是重要的工作地点，在两人监控的指挥中心实现对整个系统的监控，利用通信管理系统和测控保护层，实现动态、跟踪监控。动态跟踪监控极大的提升了工作的效率，使电气设备监测工作更加及时和科学，能提高工作人员的预控水平。总之系统的构建和实现具有积极的现实意义，在实际应用中，应该根据实际情况选择合理的设备。例如在现场总线选择上，应该将厂用电气系统的所有装置都选择同一总线标准，并分为子系统，每一个子系统的设备及装置与同一种总线标准相配合，然互连接到电气工作站和自动控制系统，实现监控和信息传送。

3 电气综合自动化系统二次设备的管理改进建议

目前，火电厂使用的自动化系统已经十分先进，但是在实际应用中，如何对二级设备进行有效管理，却成为目前一个重要的工作内容。

3.1 合理规划发电厂电气自动化改造的目标

在使用火电厂电气综合自动化系统的过程中，应该规划好发电厂电气自动化的改造，坚持科学、节能和高效的原则，在系统设计和配备时，应该提前准备好所需的设备和仪器，同时，还应该考虑继电保护装置、断路器以及五防系统等设备的性能和型号，不同设备的配备时，根据其功能、型号的不同，需要考虑综合接入问题。只有保证各个设备的型号可以相互匹配，才能保证在使用过程中，系统不会出现故障或震动等问题。此外，现代火电厂综合自动化系统应该符合节能、科学的基本原则，以自动化和智能化管理，节约人力、物力以及财力等资源，提升火电站整体运行效率。

3.2 坚持系统的使用原则，合理设计系统结构

创新和推广综合自动化系统的主要目标是提高运行效率，因此，电气自动化改造要注重系统的使用寿命，应该针对需要改造的旧设备进行合理的更换，尽可能的将监控设备纳入到电气综合自动化系统中。一些不能纳入的设备，应该在综合自动化系统中预留接口，以便于设备系统的升级优化。

目前，我国电气自动化技术已经逐渐成熟，在变电领域中的应用也越来越广泛，分散分布式的电子综合自动化技术也可以在发电厂系统中得到推广。其主要是由于微机设备已经完全取代了传统的装置，依靠电磁、晶体管以及集成电器等构成了电气保护系统，实现提升火电厂电气自动化技术水平的战略目标。

4 结语

综上所述，火电厂综合自动化系统的实现和研究具有重要的现实意义，是现代信息技术和变电产自动化技术相结合的产物，是传统工艺不断改进的重要体现。通过上述分析可知，火电厂综合自动化系统的主要功能是实现自动化、集成化以及智能化设备管理，对于二次设备的自动化管理，有效的提升了火电厂整体变电运行的速度和效率，确保了变电站整体的工作质量和水平。所以，在火电厂中积极推广和应用综合自动化系统进行二次设备管理具有重要意义，值得相关技术人员深入研究和探索。

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