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摘要：工业企业电气自动化技术简称电气自动化技术，由于具有在生产中反应速度快、能量综合平衡、临界点稳定工艺等优点在生活中受到广泛的应用。本文分析了电厂电气综合自动化技术的应用，并分析了其发展趋势。关键词：电厂电气；综合自动化技术；应用
中图分类号：F470.6 文献标识码：A 一、电厂电气自动化系统概述 电厂电气综合自动化系统是指采用监控系统、通信接口、测控、保护等电气设备来信息管理、保护、控制、检测电厂全部电气设备。电气系统在过去往往都是自动化水平相对落后，采用”一对一”的仪表监视和硬件连接。而随着科学技术的快速进步，绝大多数发电厂的热工系统自动化运行都是采用集散控制系统，集散控制系统是一种相对较为独立的电气控制系统，包括厂用子系统、机组子系统和升压站子系统等电气子系统计。电厂电气自动化系统主要由站控层、网络通讯层、间隔层三层系统组成。 1、网络通讯层 主要包括网络交换机、网络中继器、规约转换装置、通讯管理装置。 2、间隔层 主要是通过间隔分布式的方法来将间隔层设备布置在电气自动化系统中，直接将厂用电保护测控装置下放至开关场中，减少大量的二次接线，各设备相对独立，将原本引入到主控室的保护电缆、控制电缆、测量电缆、信号电缆统统取消，与网络通讯层的设备通讯只是依靠现场总线来进行，这样一来，既大幅度降低了维护工作量和安装调试工作量，又节省了投资，一举两得。间隔层的主要设备有： 2.1 安全自动装置。励磁调节系统、直流系统、故障录波、安全稳定装置、升压站子系统、自动准同期装置、厂用电快速切换装置、备用电源自投装置。 2.2 厂用电子系统。400V厂用电保护与测控装置、10/6kV厂用电保护与测控装置。 2.3 机组子系统。综合测控装置、母线保护装置、线路保护装置、升压变压器保护、发电机（发变组）保护。 3、站控层 站控层的主要设备有：卫星对时装置（GPS）、不间断电源（UPS）、通信服务器、工程师站、操作员站、服务器。采用开放式设计、分布式设计来完成站控层内监控功能，配置模式选为多种，这样既能够使得电厂内所有电气设备的管理、监控变得更加地合理、灵活，又能够确保整个系统可靠。 二、电厂电气自动化技术的应用 1、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以下两种： 1.1 集中模式 也就是传统的硬连接方式，将强电信号转变为弱电信号，采用空接点方式和4-20mA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。这种方式的优点是采集集中组屏，便于管理，缺点是可靠性及速度不稳定。 1.2 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。网络层由通信管理机、光纤或电缆108网络构成，利用现场总线技术，实现数据汇总、规约转换、转送数据和传控制命令的功能。站级监控层通过通信网络，对间隔层进行管理和交换信息。 2、电气自动化监控关键技术 2.1 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。该单元对其可靠性、灵敏性、速动性和选择性都有很高的要求，是保障厂用电系统安全、稳定运行最重要、最有效的技术手段，应该用专有保护装置实现。2.2 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。通信网络是ESC系统的关键组成部分，其性能直接影响到自动化系统的功能。目前大多数电厂采用的用电缆现场总线网络方式和光纤通信。2.3 监控主站 监控主站是实现厂用电器设备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。 三、电气自动化技术应用的问题 1、电厂监控系统的控制电源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。监控系统主站设备要符合国家规定，采用取交流和UPS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，开关量接口采用交換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，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。由于采样速度、内存等因素限制，事件记录并不能得到满足分析事故的波形。而故障录播很容易导致信号的重复收集和信号的残缺，使电缆布置和二次回路复杂化。 四、电气自动化系统技术发展的趋势 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。 五、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。 4.1嵌入式工业以太网技术的应用为主 电厂电气自动化系统的未来发展趋势之一就是以嵌入式工业以太网技术的应用为主，这是因为以太网具有低成本、网络拓扑结构灵活、容量大、传输速度快等特点，能够满足现场总线通信协议技术标准的多样性要求，目前已经大规模地在工业领域和商业领域中得到了大规模的应用。 结束语 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 ] 刘炬. 电厂电气自动化系统典型方案分析[ J ] . 电力设备,2007,(02). [ 2 ] 罗宇杰. 浅谈电气自动化在电力系统中的应用[ J ] . 广东科技,2007,(11).
中图分类号：F470.6 文献标识码：A 一、电厂电气自动化系统概述 电厂电气综合自动化系统是指采用监控系统、通信接口、测控、保护等电气设备来信息管理、保护、控制、检测电厂全部电气设备。电气系统在过去往往都是自动化水平相对落后，采用”一对一”的仪表监视和硬件连接。而随着科学技术的快速进步，绝大多数发电厂的热工系统自动化运行都是采用集散控制系统，集散控制系统是一种相对较为独立的电气控制系统，包括厂用子系统、机组子系统和升压站子系统等电气子系统计。电厂电气自动化系统主要由站控层、网络通讯层、间隔层三层系统组成。 1、网络通讯层 主要包括网络交换机、网络中继器、规约转换装置、通讯管理装置。 2、间隔层 主要是通过间隔分布式的方法来将间隔层设备布置在电气自动化系统中，直接将厂用电保护测控装置下放至开关场中，减少大量的二次接线，各设备相对独立，将原本引入到主控室的保护电缆、控制电缆、测量电缆、信号电缆统统取消，与网络通讯层的设备通讯只是依靠现场总线来进行，这样一来，既大幅度降低了维护工作量和安装调试工作量，又节省了投资，一举两得。间隔层的主要设备有： 2.1 安全自动装置。励磁调节系统、直流系统、故障录波、安全稳定装置、升压站子系统、自动准同期装置、厂用电快速切换装置、备用电源自投装置。 2.2 厂用电子系统。400V厂用电保护与测控装置、10/6kV厂用电保护与测控装置。 2.3 机组子系统。综合测控装置、母线保护装置、线路保护装置、升压变压器保护、发电机（发变组）保护。 3、站控层 站控层的主要设备有：卫星对时装置（GPS）、不间断电源（UPS）、通信服务器、工程师站、操作员站、服务器。采用开放式设计、分布式设计来完成站控层内监控功能，配置模式选为多种，这样既能够使得电厂内所有电气设备的管理、监控变得更加地合理、灵活，又能够确保整个系统可靠。 二、电厂电气自动化技术的应用 1、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以下两种： 1.1 集中模式 也就是传统的硬连接方式，将强电信号转变为弱电信号，采用空接点方式和4-20mA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。这种方式的优点是采集集中组屏，便于管理，缺点是可靠性及速度不稳定。 1.2 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。网络层由通信管理机、光纤或电缆108网络构成，利用现场总线技术，实现数据汇总、规约转换、转送数据和传控制命令的功能。站级监控层通过通信网络，对间隔层进行管理和交换信息。 2、电气自动化监控关键技术 2.1 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。该单元对其可靠性、灵敏性、速动性和选择性都有很高的要求，是保障厂用电系统安全、稳定运行最重要、最有效的技术手段，应该用专有保护装置实现。2.2 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。通信网络是ESC系统的关键组成部分，其性能直接影响到自动化系统的功能。目前大多数电厂采用的用电缆现场总线网络方式和光纤通信。2.3 监控主站 监控主站是实现厂用电器设备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。 三、电气自动化技术应用的问题 1、电厂监控系统的控制电源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。监控系统主站设备要符合国家规定，采用取交流和UPS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，开关量接口采用交換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，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。由于采样速度、内存等因素限制，事件记录并不能得到满足分析事故的波形。而故障录播很容易导致信号的重复收集和信号的残缺，使电缆布置和二次回路复杂化。 四、电气自动化系统技术发展的趋势 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。 五、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。 4.1嵌入式工业以太网技术的应用为主 电厂电气自动化系统的未来发展趋势之一就是以嵌入式工业以太网技术的应用为主，这是因为以太网具有低成本、网络拓扑结构灵活、容量大、传输速度快等特点，能够满足现场总线通信协议技术标准的多样性要求，目前已经大规模地在工业领域和商业领域中得到了大规模的应用。 结束语 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 ] 刘炬. 电厂电气自动化系统典型方案分析[ J ] . 电力设备,2007,(02). [ 2 ] 罗宇杰. 浅谈电气自动化在电力系统中的应用[ J ] . 广东科技,2007,(11).