通讯技术在发电厂电气控制系统中的应用研究

程明杰

（酒泉职业技术学院，甘肃 酒泉 735000）

0 引言

在发电厂的运作过程中，电气控制系统占据十分重要的地位，影响着发电厂的运作效率与运作质量。为确保电气控制系统的正常运作，相关人员应积极改进更新系统运作模式，在其中融入通讯技术等利于系统运作的先进技术。发电厂科学采用通讯技术可有效推动电气控制系统的升级和创新，有利于增强发电厂的综合实力。

1 发电厂电气控制系统的基本概述

电气控制系统是指为满足一定要求，具有一定电路结构与具体功能的用电设备集合，这些用电设备被称作电气设备，其各个分离元器件被称为电器元件。划分高低压电器的标准为其耐压等级是否高于AC1200V、DC1500V，高于该标准为高压电器，反之为低压电器，低压电器的分类见表1。

表1 低压电器分类

常用的电器包括控制按钮、刀开关、接触器、断路器、继电器等。其中，电气控制设备中常用继电器为电磁式继电器，包括JZC4系列、JZC1系列接触器式中间继电器等，以JZC4系列中间继电器为例，其主要技术参数见表2。技术人员还需重视断路器的功能，断路器可起到控制作用，在正常运行时可使用断路器倒换运行方式，将设备或是线路接入电路或是退出运行。断路器还可起到保护作用，一旦线路或是设备出现故障，可快速切除故障回路，以确保无故障的部门可顺利运行。断路器的最大特点在于可断开电路中的短路电流与负荷电流，其类别主要分为：多油式断路式、少油式断路器、压缩空气断路器、真空断路器与SF6断路器。

表2 JZC4系列中间继电器主要技术参数

如今网络通讯技术广泛应用于工业领域，在一定程度上促进了我国的工业化发展步伐。发电厂需不断改进电气控制系统以提高其运行管理功能，从而满足发电厂的发展要求[1]。传统的将DCS作为核心，通过硬接线采集信息的电气控制系统自动化水平不足，逐渐落后于时代。在目前的发电厂控制系统中，将通讯技术作为重要支撑的电气控制系统已经成为主流方案，越发受到相关人员的重视[2]。电气控制系统借助通讯技术可拥有控制功能与信息采集功能，同时还具有故障分析、仿真培训等运行管理功能。如今的发电厂电气控制系统中，一般应用硬接线结合通信或是全通讯的监控方案，可有效提升系统的自动化水平。

2 发电厂电气控制系统的常规方案

当前发电厂电气控制系统常用控制方案为通过硬接线在DCS中纳入电气系统，DCS实现全部的监控功能[3]。该控制方案的具体内容为：电气系统中全部电气设备的模拟量与开关量都通过硬接线送至DCS模拟量输入模件与数字量输入模件。这种控制方案有着十分充足的运行经验，经过长时间的改进与完善，在DCS硬件稳定性、运行安全性、系统软件一致性等方面都具有明显的优势。但是该控制方案的缺点也十分明显，DCS最开始基于机、炉控制特点设计，不能直接用在电气系统的管理与监控方面。因为DCS系统在I/O采集方式与I/O点数总量控制的限制，通过硬接线将电气管理信息接入DCS将会极大程度增加硬件采购成本与现场施工管理成本，降低发电厂的经济效益[4]。DCS系统有着高可靠性、开放性、协调性、灵活性等特点。同集中控制系统比较，DCS的优点在于系统整体安全性高，分散系统扩充性能好。工作功能较为简单，可提升效率，并且各工作站能够就地安装，可节约大量电缆，工作站间通过数字量传输有着更高的可靠性。

3 通讯技术在发电厂电气控制系统中的应用

3.1 通讯技术结合硬接线的应用

相关人员需要给予通讯技术与硬接线结合内容足够的重视才能最大程度发挥出电气控制系统中通讯技术的作用[5]。DCS硬接线在发电厂电气控制系统中十分关键，直接影响到系统的监测与信息采集工作。在发电厂电气控制系统中有机结合通讯技术与硬接线能够有效提升系统的运作水平，在结合过程中相关人员需要分析二者的关系并制定应用方案。在电气控制系统中有一个DCS硬接线子系统，这个子系统可以有效检测系统整体的控制状态、接线方式等内容并进行数据采集，待到信息采集完毕之后将其送至DCS总系统之中，以此为电气控制系统的实际运作提供可靠参考。

通讯技术和硬接线的结合能够有效提高DCS系统的运作质量，有助于顺利开展相关数据与指令的传输工作。科学使用通信技术能够对DCS监控系统的具体运作流程进行简化，降低调试工作量，推动系统正常运作。一旦DCS系统产生故障，通讯技术可在短时间内通知维修人员进行处理，有效降低故障问题对于控制系统运作产生的影响。应用通讯技术会影响DCS系统中软硬件的配合，相关人员需关注研究通讯技术的原理与应用特点。并且在应用通讯技术时会受到一些因素的影响导致传输过程出现延时，工作人员需合理处理硬接线系统同通讯技术间的关系。

3.2 全通讯电气系统的应用

在全通讯电气系统中，通讯技术发挥关键性作用。相关人员需依照全通讯电气系统的实际运作情况来制定监控方案，保证监控方案的科学性与可行性，同时借助DCS系统分析并整理电气系统中的技术难点，为通信技术的应用提供便利条件。相关人员在采用通讯技术前还需全面分析并掌握电气监控管理系统中关系到的细节内容，比如电开关与信息采集设备等。如此工作人员在使用通讯技术时刻依照电气监控管理系统的内部结构安放相关的通讯仪器设备，确保监控系统可以顺利运行。并且相关人员还需全方位分析并掌握电气系统的逻辑组态，了解各切换条件间的具体关系，在电气控制系统中最大程度发挥出通讯技术的价值。电气自动化控制系统的监控方式可分为远程监控方式、集中监控方式与现场总线监控方式。目前，现场总线监控方式是使用范围最为广泛的发电厂自动化电气监控模式，具有远程式监控的优势，不同的间隔能够有不同功能，可按照间隔的具体情况进行设计。与此同时，现场总线监控方式的各装置功能较为独立，各装置间借助网络连接，若出现装置故障仅仅影响到相关元件，不会造成系统瘫痪，灵活的网络组态极大程度提升了系统的可靠性。

4 发电厂电气控制相关注意事项

4.1 发电厂电气控制工程概况

发电厂电气设备监控方式中包括集中监控和非集中监控两种方案，区别在于电气控制是否在中央控制内集中完成。新建的机组与125MW以上的机组使用集控方式，老机组或是125MW以下机组两种方式均有，或者应用机炉集控方式，设置单独控制室。不论采用何种方式，针对升压站区域设备都需设立单独的网控室或是网络继电器室。电力设计规定，50MW以上的机组应设立独立网控室，110kV出线则要有地调控制。

4.2 对电气设备的控制

当前，我国在发电厂电气设备系统中常见强电控制、弱电控制与微机监控控制。强电控制被大部分发电厂选择，其操作较为简便，对设备的调试易于进行，可有效保障安全性与可靠性。弱电控制的接线比较复杂，操作过程相对繁琐复杂容易出现问题。微机控制技术是一种自动化控制技术，随着科技水平的提升，在电气控制中采用微机监控方式能够实现系统的机组运行自动化。

5 结语

社会发展至现阶段，许多发电厂都在积极改进完善电气控制系统，科学采用通讯技术并结合电气控制系统的运作模式与运作特点适当调整通讯技术的应用方式，最大程度发挥通讯技术的作用，推动电气控制系统的顺利运行。但如今仍有部分发电厂因为对通讯技术重视程度不足或是对通讯技术技巧掌握不到位，在调整电气控制系统时未能有效提高电气控制系统运作水平。因此，发电厂在改进完善电气控制系统的同时还应研究通讯技术的原理与应用忒单，鼓励相关人员学习通讯技术知识，为电气控制系统的平稳运作与发电厂的可持续发展提供助力。