浅谈发电厂电气监控系统
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Байду номын сангаас０电力与能源 Ｏ
Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ＆Ｔ Ｅ Ｃ ＨＮ Ｏ Ｌ Ｏ ＧＹ Ｉ Ｎ Ｆ ＯＲ ＭＡ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ
２ ０ １ ３年
第１ ９期
浅谈发 电厂 电气监控系统
唐 卫勇 （ 乌鲁提瓦建管局 ， 新疆 和田 ８ ４ ８ ０ ０ ０ ）
【 摘 要】 随着科 学的不断进 步， 提升 电气 自 动化水平 的要求也越来越 高， 发 电厂 电气监控 系统的完善和加 强已显得 至关重要。 本文论述 了 发电厂电气监控 系统的特点 以及监控 系统在发 展 中所存在 的问题 ． 并结合 我厂 实际运行 中出现 的问题提 出一些见解 ， 最后论述 了有关 电厂 电 气监控 系统发展 的趋势。 【 关键词】 发电厂 ； 电气监控 系统 ； 自动化
发电厂 电气监控系统 ｆ Ｅ ｃ ｓ ） 是为 了提高发电厂 电气 系统的 自动化 和运行管理水平应 用计算机 、 现场总线技术和通信技 术、 测量保护和 控制 ． 进而实现发电厂电气 系统的电气运行 、 控制、 保护和故障诊 断等 功能的综 合 自动化监 控管理 系统 。随着计算 机技术 、 测量控制技术 和 通讯 网络 、 人机 接 口技术 的发展 成熟 ． 发 电厂电气监控 系统向深层次 发展成为必然 存 在不同的差异 ． 通信接 口缺乏 统一的生产标准 ， 因而导致 Ｅ Ｃ Ｓ系统 组网的工作量加 大
２ － ３ 系 统 接 入 问 题
当前 ． 我 国大多发 电厂 电气 系统与 Ｄ Ｃ Ｓ相连接 ． 采取“ 硬链接 ” 方 法 ．但是这种方法 的经济性不佳 ．需要投 资量较大 ．而 Ｄ Ｃ Ｓ采取按 “ 点” 收费形 式 ． 每一个 “ 点” 的增加 ， 都涉 及到 电缆与 Ｄ Ｃ Ｓ连接 的增 多． 增加了投资 １ 发电厂 电气 监控 系统 的特点及应用 ２ ． ４ 电气联锁 问题 在发电厂运行过程 中 ， 涉及到各种联锁 回路 问题 。虽 然支撑联锁 １ ． １ 对于 电气设备 中的 自动化装置 、 自我保护装置来说 ， 要求具有极 但是 由于电气 自身操作较 为复杂 ． 再加上通信 高的快速性 和可靠性 。例如 ， 要求发变组 的保护动作 速度约 ４ ０ ｍ ｓ ； 在 反应的原理较 为简单 ． 不稳定状 态 ． 可能造成通信 中断问题 ， 引发联锁失效 。因此 ， 在选择联 自动准 同期 ．采取 同步 电压 形式 ．其滑压 、转速 以及 电压调整等约 锁通信时 ． 大多为“ 硬接 线” 形式 ５ ｍ ｓ ： 在 电厂用电切换 装置 中 ， 快速切 换的时 间控制在 ６ ０ — ８ ０ ｍ ｓ 范 围 内． 且 同步鉴定 的相位差为 ５度～２ Ｏ度之间 ： 而 电压 自动调整装 置快 ３ 发电厂电气 监控 系统 的运行建议 速励 磁要求时间极其短暂 ： 另． 相较热工设备 而言 ． 电气设备 的控制对 象相对较少 ． 操作频 率也低 ． 一些设备或系统 （ 如发电机， 变压器组 、 厂 ３ ． １ 当前 ． 计算机监控 系统 已经 在电厂广泛应用 ． 为了进一步提高分 用电源等 ） 在正常使用状态下 ， 可能几个 月才操作一次 ． 但需要操作 时 析事故的能力 ． 应统一全厂互联 系统 的时钟 ． ２ 在发电厂电气监 控系统 中． 有关 Ｄ Ｃ Ｓ系统接 口的问题至关重要 叉要求其必须有很高的准确性 、 可靠 性， 否则 一旦出现问题 ， 将造成严 ３ 重后果 。而 Ｅ Ｃ Ｓ系统具有 的电气智 能装置分层 、 分布理 念 ， 使其 具备 经大量探索与实践 ，当前专 门应 用于电气 的设 备已经 具有较 为成熟 、 高可用性和高可靠性 的特点 ． 因此能很好满足电气系统运行的高要求 可靠 的专 门装 置 ． 如 自动 准同步装置 、 自动励磁调节器或 厂用 电快速 １ ． ２ ３ ０ ０ ＭＷ 及 以上容量机组 ． 通常是 ２台机组共用～ 台启 动／ 备用变 切换器 、 发 变组保 护设备等 。一般情况下 ． 完善 的 Ｄ Ｃ Ｓ系统可 满足各 压器 通过优化 Ｅ Ｃ Ｓ 接人集散 控制 系统 （ Ｄ Ｃ Ｓ ） 的方式 ， 即“ 硬接线＋ 通 种功能需求 ， 但是考虑到装置的原理非常复杂 ， 对专业 性要求 较高 ． 因 如果完全满足功 能． 将涉 信” 为 Ｄ Ｃ Ｓ系统提供实时 、 响应速度高的电气系统的相关信息 。 确保 此对 电气设备 的保护装置也 提出较高要求 ． 只能有一 台机组 的 Ｄ Ｃ Ｓ 实现对公用部分 的控制 ．同时另一机组 Ｄ Ｃ Ｓ 及 巨额的投资与开发费用。 因此 ． 结合实际情 况来看 ． 一些功能不适合 能够实现实时监视 ． 并且这种操作控制权 能实现切 换。 这样 一来 ． 对任 通过 Ｄ Ｃ Ｓ而实现 ． 这就需 要充分 考虑 Ｄ Ｃ Ｓ与装置之间 的接 口问题 另 台机组进行检修作业 ， 都不会影响另一 台机组 的正常生产。而 Ｅ Ｃ Ｓ 外 ．有关 电除尘程控 系统 、网控计算机监控系统等如何 与 Ｄ Ｃ Ｓ 相连 与厂 内各 电气智能设备数据交换为计算机通讯方式 ， 抗干扰 能力 强 ， 接． 也是需要 关注的问题 。如果 出现接 口处理不 当问题 ． 将对 Ｄ Ｃ Ｓ 监 能节省大量 的电缆和二次设备 （ 如变送器等 ） ． 这带来 的直 接好处 就是 控功能的顺利实现造成影响 ： 有关 接 口的连接问题 ． 可包括通信 Ⅵ 网 减少 了 Ｄ Ｃ Ｓ 硬件设备 ． 减轻 Ｄ Ｃ Ｓ 负担 。 络连接 、 硬接线连接等两种形式 当前 ， 我国国内已经加快研究并应用 １ ＿ ３ 基 于电气设 备和系统的连锁逻辑较为简单 ．而电气设备 的本身 硬接线方式 在 网络速度与电气设计需 求相符 的情 况下 ． 也可考虑采 操作 复杂 ． 构建 Ｅ Ｃ Ｓ 与 Ｄ Ｃ Ｓ 连接 ． 就 可 以通 过 Ｅ Ｃ Ｓ 收集发 电厂 内电 用 ｖＩ 网络连接。 气设备 的所有信息 （ 如 电压 、 电流 、 有功 、 无功 、 保护定值等 等） ， 除实现 ３ ． ３ 对 于现场总线 的设计 ， 可 以结合 具体 的工程情况 、 控 制对象 、 控 正常运行操 作外 ． 还可利用 Ｅ Ｃ Ｓ 的信息存储和统计计 算功能 ． 实现实 制范 围等 ， 设置不 同的段。例如 ， 既可以在较 为分散 的开关柜中布置 ． 时显示异常运行和故障状态下 的各种数据 ． 并提供相应 的操作 指导和 也可 以在相对集 中的办公楼 、 专用房间等进行 电气分场布置 应急处理办法 充分利用存储的电气信息资源 ． 给 电厂运行维 护人员 ３ ． ４ 有关机组公用电气系统问题。在两台机组 的公用电气系统中 ． 如 提供 丰富的控制操作 ． 可 进一步提 高可靠 性 ． 保证 电气 系统能在 安全 备用 电源 、 高压起 动等 ， 通过 Ｄ Ｃ Ｓ 公用控制 网实现控制作用 在 Ｄ Ｃ Ｓ 稳 定 的条 件 下 运 行 公用 系统 中 ． 形成相对独 立的公用控制 网络 ． 并与另外两 台机组 相连 接， 可 以将数 据纳入 到 Ｄ Ｃ Ｓ 系统 中。任何一 台机组的操作人员 ， 都 可 ２ 发 电 厂 电气 监 控 系 统 在 发 展 中存 在 的 问题 以在权 限范围内进行 公用系统操作处理 ． 但是应该注意到 ． 在Ｄ Ｃ Ｓ系 统之 间需要通 过软件支持 闭锁功能 ． 确保在 同一时间 ． 仅有一项 操作 ２ ． １ Ｅ Ｃ Ｓ接 口问 题 确保各项工作有序开展。 目前 我国 Ｄ Ｃ Ｓ硬件普遍采用的都是进 口设 备 ．然而进 口的 Ｄ Ｃ Ｓ 为有效状态 ． ． ５ 电气运行人员作 为操作 的主体 ． 其能否发挥主观能动性 ． 非 常重 通信开放 性在很大程度上受到 限制 ． 导致 Ｅ Ｃ Ｓ 与Ｄ Ｃ Ｓ的接 口 存 在一 ３ 要 通 过 Ｃ Ｒ Ｔ系统 ． 对 电气工作 站的电气设 备运行状况有所了解 ． 再 些 问题 ． 并体现在 以下两个方 面 ： 一 方面是一般情况下 Ｄ Ｃ Ｓ系统较为
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Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ＆Ｔ Ｅ Ｃ ＨＮ Ｏ Ｌ Ｏ ＧＹ Ｉ Ｎ Ｆ ＯＲ ＭＡ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ
２ ０ １ ３年
第１ ９期
浅谈发 电厂 电气监控系统
唐 卫勇 （ 乌鲁提瓦建管局 ， 新疆 和田 ８ ４ ８ ０ ０ ０ ）
【 摘 要】 随着科 学的不断进 步， 提升 电气 自 动化水平 的要求也越来越 高， 发 电厂 电气监控 系统的完善和加 强已显得 至关重要。 本文论述 了 发电厂电气监控 系统的特点 以及监控 系统在发 展 中所存在 的问题 ． 并结合 我厂 实际运行 中出现 的问题提 出一些见解 ， 最后论述 了有关 电厂 电 气监控 系统发展 的趋势。 【 关键词】 发电厂 ； 电气监控 系统 ； 自动化
发电厂 电气监控系统 ｆ Ｅ ｃ ｓ ） 是为 了提高发电厂 电气 系统的 自动化 和运行管理水平应 用计算机 、 现场总线技术和通信技 术、 测量保护和 控制 ． 进而实现发电厂电气 系统的电气运行 、 控制、 保护和故障诊 断等 功能的综 合 自动化监 控管理 系统 。随着计算 机技术 、 测量控制技术 和 通讯 网络 、 人机 接 口技术 的发展 成熟 ． 发 电厂电气监控 系统向深层次 发展成为必然 存 在不同的差异 ． 通信接 口缺乏 统一的生产标准 ， 因而导致 Ｅ Ｃ Ｓ系统 组网的工作量加 大
２ － ３ 系 统 接 入 问 题
当前 ． 我 国大多发 电厂 电气 系统与 Ｄ Ｃ Ｓ相连接 ． 采取“ 硬链接 ” 方 法 ．但是这种方法 的经济性不佳 ．需要投 资量较大 ．而 Ｄ Ｃ Ｓ采取按 “ 点” 收费形 式 ． 每一个 “ 点” 的增加 ， 都涉 及到 电缆与 Ｄ Ｃ Ｓ连接 的增 多． 增加了投资 １ 发电厂 电气 监控 系统 的特点及应用 ２ ． ４ 电气联锁 问题 在发电厂运行过程 中 ， 涉及到各种联锁 回路 问题 。虽 然支撑联锁 １ ． １ 对于 电气设备 中的 自动化装置 、 自我保护装置来说 ， 要求具有极 但是 由于电气 自身操作较 为复杂 ． 再加上通信 高的快速性 和可靠性 。例如 ， 要求发变组 的保护动作 速度约 ４ ０ ｍ ｓ ； 在 反应的原理较 为简单 ． 不稳定状 态 ． 可能造成通信 中断问题 ， 引发联锁失效 。因此 ， 在选择联 自动准 同期 ．采取 同步 电压 形式 ．其滑压 、转速 以及 电压调整等约 锁通信时 ． 大多为“ 硬接 线” 形式 ５ ｍ ｓ ： 在 电厂用电切换 装置 中 ， 快速切 换的时 间控制在 ６ ０ — ８ ０ ｍ ｓ 范 围 内． 且 同步鉴定 的相位差为 ５度～２ Ｏ度之间 ： 而 电压 自动调整装 置快 ３ 发电厂电气 监控 系统 的运行建议 速励 磁要求时间极其短暂 ： 另． 相较热工设备 而言 ． 电气设备 的控制对 象相对较少 ． 操作频 率也低 ． 一些设备或系统 （ 如发电机， 变压器组 、 厂 ３ ． １ 当前 ． 计算机监控 系统 已经 在电厂广泛应用 ． 为了进一步提高分 用电源等 ） 在正常使用状态下 ， 可能几个 月才操作一次 ． 但需要操作 时 析事故的能力 ． 应统一全厂互联 系统 的时钟 ． ２ 在发电厂电气监 控系统 中． 有关 Ｄ Ｃ Ｓ系统接 口的问题至关重要 叉要求其必须有很高的准确性 、 可靠 性， 否则 一旦出现问题 ， 将造成严 ３ 重后果 。而 Ｅ Ｃ Ｓ系统具有 的电气智 能装置分层 、 分布理 念 ， 使其 具备 经大量探索与实践 ，当前专 门应 用于电气 的设 备已经 具有较 为成熟 、 高可用性和高可靠性 的特点 ． 因此能很好满足电气系统运行的高要求 可靠 的专 门装 置 ． 如 自动 准同步装置 、 自动励磁调节器或 厂用 电快速 １ ． ２ ３ ０ ０ ＭＷ 及 以上容量机组 ． 通常是 ２台机组共用～ 台启 动／ 备用变 切换器 、 发 变组保 护设备等 。一般情况下 ． 完善 的 Ｄ Ｃ Ｓ系统可 满足各 压器 通过优化 Ｅ Ｃ Ｓ 接人集散 控制 系统 （ Ｄ Ｃ Ｓ ） 的方式 ， 即“ 硬接线＋ 通 种功能需求 ， 但是考虑到装置的原理非常复杂 ， 对专业 性要求 较高 ． 因 如果完全满足功 能． 将涉 信” 为 Ｄ Ｃ Ｓ系统提供实时 、 响应速度高的电气系统的相关信息 。 确保 此对 电气设备 的保护装置也 提出较高要求 ． 只能有一 台机组 的 Ｄ Ｃ Ｓ 实现对公用部分 的控制 ．同时另一机组 Ｄ Ｃ Ｓ 及 巨额的投资与开发费用。 因此 ． 结合实际情 况来看 ． 一些功能不适合 能够实现实时监视 ． 并且这种操作控制权 能实现切 换。 这样 一来 ． 对任 通过 Ｄ Ｃ Ｓ而实现 ． 这就需 要充分 考虑 Ｄ Ｃ Ｓ与装置之间 的接 口问题 另 台机组进行检修作业 ， 都不会影响另一 台机组 的正常生产。而 Ｅ Ｃ Ｓ 外 ．有关 电除尘程控 系统 、网控计算机监控系统等如何 与 Ｄ Ｃ Ｓ 相连 与厂 内各 电气智能设备数据交换为计算机通讯方式 ， 抗干扰 能力 强 ， 接． 也是需要 关注的问题 。如果 出现接 口处理不 当问题 ． 将对 Ｄ Ｃ Ｓ 监 能节省大量 的电缆和二次设备 （ 如变送器等 ） ． 这带来 的直 接好处 就是 控功能的顺利实现造成影响 ： 有关 接 口的连接问题 ． 可包括通信 Ⅵ 网 减少 了 Ｄ Ｃ Ｓ 硬件设备 ． 减轻 Ｄ Ｃ Ｓ 负担 。 络连接 、 硬接线连接等两种形式 当前 ， 我国国内已经加快研究并应用 １ ＿ ３ 基 于电气设 备和系统的连锁逻辑较为简单 ．而电气设备 的本身 硬接线方式 在 网络速度与电气设计需 求相符 的情 况下 ． 也可考虑采 操作 复杂 ． 构建 Ｅ Ｃ Ｓ 与 Ｄ Ｃ Ｓ 连接 ． 就 可 以通 过 Ｅ Ｃ Ｓ 收集发 电厂 内电 用 ｖＩ 网络连接。 气设备 的所有信息 （ 如 电压 、 电流 、 有功 、 无功 、 保护定值等 等） ， 除实现 ３ ． ３ 对 于现场总线 的设计 ， 可 以结合 具体 的工程情况 、 控 制对象 、 控 正常运行操 作外 ． 还可利用 Ｅ Ｃ Ｓ 的信息存储和统计计 算功能 ． 实现实 制范 围等 ， 设置不 同的段。例如 ， 既可以在较 为分散 的开关柜中布置 ． 时显示异常运行和故障状态下 的各种数据 ． 并提供相应 的操作 指导和 也可 以在相对集 中的办公楼 、 专用房间等进行 电气分场布置 应急处理办法 充分利用存储的电气信息资源 ． 给 电厂运行维 护人员 ３ ． ４ 有关机组公用电气系统问题。在两台机组 的公用电气系统中 ． 如 提供 丰富的控制操作 ． 可 进一步提 高可靠 性 ． 保证 电气 系统能在 安全 备用 电源 、 高压起 动等 ， 通过 Ｄ Ｃ Ｓ 公用控制 网实现控制作用 在 Ｄ Ｃ Ｓ 稳 定 的条 件 下 运 行 公用 系统 中 ． 形成相对独 立的公用控制 网络 ． 并与另外两 台机组 相连 接， 可 以将数 据纳入 到 Ｄ Ｃ Ｓ 系统 中。任何一 台机组的操作人员 ， 都 可 ２ 发 电 厂 电气 监 控 系 统 在 发 展 中存 在 的 问题 以在权 限范围内进行 公用系统操作处理 ． 但是应该注意到 ． 在Ｄ Ｃ Ｓ系 统之 间需要通 过软件支持 闭锁功能 ． 确保在 同一时间 ． 仅有一项 操作 ２ ． １ Ｅ Ｃ Ｓ接 口问 题 确保各项工作有序开展。 目前 我国 Ｄ Ｃ Ｓ硬件普遍采用的都是进 口设 备 ．然而进 口的 Ｄ Ｃ Ｓ 为有效状态 ． ． ５ 电气运行人员作 为操作 的主体 ． 其能否发挥主观能动性 ． 非 常重 通信开放 性在很大程度上受到 限制 ． 导致 Ｅ Ｃ Ｓ 与Ｄ Ｃ Ｓ的接 口 存 在一 ３ 要 通 过 Ｃ Ｒ Ｔ系统 ． 对 电气工作 站的电气设 备运行状况有所了解 ． 再 些 问题 ． 并体现在 以下两个方 面 ： 一 方面是一般情况下 Ｄ Ｃ Ｓ系统较为
