电厂600MW机组电气控制系统ECS设计要点分析

吕松臣

摘 要：我国电力行业是生产技术随着现代科学技术在生产中的应用不断优化。作为现代行业发展中最重要的技术之一，电子信息技术对提高电厂生产质量和效率具有十分关键的意义，同时也是推动我国电力生产技术进一步改进、对整个电力生产系统进行智能化管理的重要前提条件。ECS是电气控制系统的简称，从各种因素出发对该系统的设计方案进行充分考量及补充使意见非常重要的任务，其设计质量会对整个电力系统的运行质量和电厂生产的效率产生直接影响。因此，本文将对电厂中600MW机组电气控制系统ECS设计要点进行简要分析。

关键词：电厂600MW机组；电气控制系统；ECS设计要点

信息技术发展使我国各行业工作的发展效率加快，特别是像电力系统这样对运行精确性要求较高的生产活动对信息技术的应用跟家普遍。而针对目前人们对用电需求增加所带来的生产要求增加的情况，增强电厂的分散控制（DCS）效果成为电厂建设发展的重要任务，同时还要建立相应的信息监视（SIS）和生产管理（MIS）体系，这些技术及制度体系在电厂系统运行中的应用能够在很大程度上为我国生产质量提高创造了有力前提，对我国电力事业发展有明显的积极性意义。

1 电气监控系统发展现状

电气监控系统为提高电气系统自动化与管理水平，用计算机与测量保护、现场总线和通信技术，实现电气系统运行、保护、故障管理及诊断等功能的自动在线监控系统。主要用于发电厂用电系统。电气控制和热工自动化两个系统相比在要求与运行中不同点很多，电气控制主要特点是：

600MW机组侮2台共用1台变压器，任一机组故障或者检修不能影响另一台正常运行，ECS控制考虑控制方式，确保1台机组ECS控制共用部分；同时，另一ECS能实时监视，这种控制权可实现切换。

电气设备连锁逻辑简单，但本身操作机构复杂机组电气系统并入DCS，控制系统要有较高可靠性。除了能正常启停与操作，还能实时显示运行异常与事故各种数据及状态，提高操作指导与应急处理，保证自动控制最安全工况下工作。

近年来，分散控制DCS性能提高，可靠性、开发性与性价比也提高，机、炉、电的安全、经济与稳定运行是电厂自动化的发展趋势。汽机与锅炉DCS中控制非常成熟，监控系统并入DCS成为可能，将发电厂控制系统ECS并入DCS中，大大提高机组自动控制水平与安全经济运行，锅炉、汽机与发电机实现协调控制，提高运行效率，实现一体化控制，为全厂管控一体化给出条件。

2 电气控制系统ECS设计

2.1 硬连接

很多电厂对ECS系统和DCS系统联系用直接连接，开关量和模拟量直接接入DCS或输出模块，称硬连接。这种接口受限电缆与采样点数量，一台机组电气I/O点接入DCS约在3000点数据量有限，导致系统测量、定值整定、电量与潮流报表等运行参数在DCS无法反应。此种接口属常规设计，但可靠性高完善DCS系统监测电气量，势必增加電缆和I/O插件模块，导致投资增大。

如果用通信接口，通信线缆接到ECS主机可解决DCS数据量不够。用通信接口，要电气系统侮个对象独立微机型测控装置，这些装置有现场总线接口，支持Canbus与Modbus等通信规约。电气人员的开关量与模拟量由保护装置采集后，经总线网传至ECS系统，再经网络传至DCS通信，实现信息共享其优点是大量保护装置信息与参数能被监视，省去大量I/O插件与控制电缆、电量变送器按600MW机组电气信息量占DCS中I/O点比例来估计，整体工程投资大大降低。

2.2 监控系统

发电厂监控系统（ECS）采用分层式结构设计，为保证运行安全性与可靠性，系统分为三层：间隔层、系统层与通信管理层。

2.2.1 间隔层

就间隔层来看，其在电厂600MW机组电气控制系统中实现了对综合智能单元设备的有序分散，能够对信息进行精准采取，从而保证系统的稳定高效运行。通过研究分析可知，该间隔层内包含多种功能，主要体现在测量、通信、控制等多个方面，并包含一定特殊功能。在实际应用中，间隔层能够依照系统运行综合需求开展分散布置，以确保系统各项功能的高效发挥。一般情况下，以间隔分散布置作为主要因素，系统功能配置具有一定独立性。在机组电气控制系统实际运行过程中，间隔层的主要任务是对系统运行状态进行规范监控，以便在发现问题的第一时间进行妥善处理。该系统运行过程中，间隔层内部设备主要包含发变组、电源切换装置以及10KV综合测控装置等，不同的装置均具有其独特的功能，通过各项设备的协调配合，保证整个系统的稳定运行。间隔层中控制单元的安装具有一定特殊性，其基于现场总线为主要介质，实现与管理机的有序通信。

2.2.2 系统层

由工程师站、后台数据库与网络设备等组成。对系统处理实时或者历史数据，同时有监视、打印、报表生成与系统自诊断等功能，设备集中系统层为外部系统给出网络与串行接口，达到信息共享。现场应用中，根据运行配备操作员站，以供人员操作。也可取消该种站，让DCS操作员站操作，保留一工程师站为备用与维护，这样达到一体化管理。

2.2.3 通信管理层

通信管理层是整个电气控制系统中非常重要的一个组成方式，整个系统的设计和运行具有非常重要的意义。其使用性能、配置情况和运行的整体安全性对通信层的网络运行功能和服务器运行的质量有一定影响。在整个通信层运行使其可操作性非常重要，多种配置设备在运行时都应该遵照相关的规章制度来严格执行，这样才能确保其整体运行质量得到有效提高，同时满足电力系统网络运行中间隔层的配置需要。为满足和间隔层通信，根据间隔层拓扑结构、位置配置管理机电厂工程中，管理机按电气安装地点配置。

2.3 带有控制间隔层设备接口方式

在整个电厂运行的过程中，生产过程会受到很多因素影响，其中包含很多不同专业的步骤，总体构成非常复杂。其中所涉及到的辅助机械和电机活动和操作都是由DCS控制系统来完成的。在具体操作在中，为提高系统设备运行的可靠性和安全性，相关工作人员需要对给水泵、二次风机等设备进行控制，在接线时需要将其中一些硬接线进行保留；另外，开关分位、分闸等位置在运行过程中可以完成相关命令的执行任务，采用半通信的模式来完成操作；而类似于电源线及变压器等系统设备在运行时可以不通过DCS系统的控制来完成所有操作过程，通过全通讯的方式来完成数据的上传和分析。

结束语

综上所述，在电厂机组设备的ECS设计是一项由多个环节共同组成的复杂的工作环节，其整个设计过程会受到多种因素共同作用而发生变化。在本文中通过讨论对600MW机组的ECS设计过程中需要注意的问题进行简要分析能够促进我国城市建设质量提高的重要前提，对我国电力行业运行水平提高具有基础的推动作用。对电厂600MW机组电气控制系统进行优化能够在很大程度上为电厂生产水平及管理效果提高奠定基础，是电力行业发展的必然选择，也是推动我国可持续发展的重要前提。

参考文献

[1]乔振宇.国电霍州发电厂600MW机组电气控制系统ECS设计与研究[D].华北电力大学（河北）.2010.

[2]徐昊.浅谈电气监控系统（ECS）在发电厂机组中的应用[J].城市建设理论研究：电子版.2012（17）.