浅谈发电厂的电气综合自动化系统
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电力系统中的电气自动化技术 刘二保
电力系统中的电气自动化技术刘二保 发表时间：2017-12-05T11:59:20.030Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第18期作者：刘二保1 张全国2 [导读] 在电力系统的发展和创新下，电气自动化技术的应用越来越广泛，并在电力系统的生产发展进程当中取得了相当优异的成绩。摘要：伴随国内近几年来不断的进步和发展，科学技术的水平有了很大提高，在电力系统当中，电气自动化这一技术的优势也在不断的探索和完善过程中显现出来，而电力系统的发展也进入到了一个全新的阶段。电气自动化这一技术在不断的探索和创新当中，适用性是非常 广泛的，并且专业性也极强，随着国家对电网和电力系统事业加大建设力度，电气自动化的发展也日益蓬勃。关键词：电力系统；电气自动化；技术分析；应用 导言 随着人们对电力需求的不断增多，传统电力企业在满足社会生产对于电力的需求方面已经逐渐力不从心，而原来运用在电力系统当中的传统技术的弊端与不足也逐渐显露出来。在科学技术蓬勃发展的时代背景之下，电气自动化技术应运而生，将其运用在电力系统当中不仅能够大大减少工作人员的工作量，与此同时，还能够有效提升生产效率，促进电力系统的长效稳健发展。为此，研究电气自动化技术在电力系统当中的运用也具有极为重要的现实意义。 1 电力系统中电气自动化技术的使用背景和现状电力系统对于保持社会稳定和推动社会进步有着相当关键的作业，能够极大推动社会生产力的发展，确保国家军事信息的安全。近几年来，电力系统正在逐步进行各个方面的完善，但是与此同时也面对着能源枯竭的问题，其中的原因是由于电力系统和能源之间有着紧密的联系。目前，国内采取的发电类型主要包括两种，一个是火力发电，二是水力发电。前者发电形式使用的资源主要为不能再生的煤炭，众所周知，煤炭能源的匮乏让这一发电形式步入末路。而对于水力发电来说，国内的水资源应用规模仍然很小，处理措施尚不成熟，想要稳定应用水资源来进行发电还有很长一段路要走。电气系统中电气自动化技术的发展现状对于电力系统的发展过程中电气自动化技术的应用，可以划分成两个类型，首先是计算机网络方面的应用，其次是 PLC 方面的应用。然而电气自动化技术与其它行业领域的技术一样，具备自身的核心技术支持，而这两个类型中的计算机网络技术可以说是其核心技术支持，同时该技术也是电力系统中应用比较普遍的技术。可以说，电力系统能够具备自动化配电功能，很大程度上是由于计算机网络技术的应用，无论是对于供电变电过程，还是输电配电的过程，计算机技术都有着重要的作用。2电气自动化的技术特点2.1电气自动化是信息化水平发展到一定高度的综合体现信息技术是指导电气自动化技术的发展的必要条件，信息技术在电气自动化技术中时刻能够体现出来，信息技术在电气自动化技术中的渗透于不单单表现在电气自动化设备的运行过程中，还表现在电气自动化的管理与处理等方面。随着科学技术的不断进步，信息技术在各个领域也得到了广泛的应用，为了使生产设备之间减少空间及概念上的距离，应当使单独的设备进行有效融合，消除其间的界限，这样才能使得生产效率得到提高，同时特提高了生产的管理水平。 2.2电气自动化具有良好的维护性，操作简单笔者从多年的实际工作经验中发现，电气自动化技术与网络技术是密不可分的，两者相辅相成、互相弥补。网络技术能够凭借自身较强的可操作性及完善的功能将所需要的重要信息从复杂的信息数据中筛选出来，并对所筛选的结果进行有效整合。现阶段计算机技术也逐渐趋于成熟，将计算机技术与网络技术进行有效结合，形成一个稳定可操控的系统，并将其应用于电气自动化系统中，从而提高电气自动化系统的可控性。 2.3有利于控制成本的，提高工作效率在电力系统中应用电气自动化能够最大程度上提高企电力企业的工作效率，减少操作电力系统的人力，有效保障了供电的安全性等，从而提高电力企业的经济效益、降低电力企业的运营成本。3电气系统对电气自动化技术的需求 3.1电力系统控制的数据化需求当前，国内每个行业领域都逐渐朝着数据化的方向发展，要想适应社会与经济的发展需求，电力系统的发展就需要不断提升本身的数据化水平。而且对于电力领域来讲，社会对输出单位电力的资源耗损的需求与对电厂生产过程中对能源造成的损失需求愈来愈高，这便需要电厂通过一定的技术手段来着实减少本身生产单位千瓦时电力的能源消耗量，改变企业的电力系统工作效果。电气自动化技术不但具备其它控制系统自动控制设备作业的特点，而且由于该技术是在数据化的基础上成长起来的，因此还具有信息采集、输送与处理的能力，使得电力管理部门可以简便地监控电力系统的运行情况，在很大程度上改善了电力系统的工作效果。 3.2电力系统控制的稳定性需求要提高一个国家的经济水平，就必须先要将电力系统的建设做好。任何行业都不能离开电力行业的建设，电力是其他行业发展的根基，无论是普通用户的平日生活，还是大型企业的制造运营，都与电力系统有着密切的关系。国内已经步入电气化阶段，电力系统已经变为保持社会稳定和提高经济水平的关键工具，其对电力系统的稳定可靠输电有着较高要求。这便需要电力系统拥有发现故障、查找故障和处理故障的能力，尽量地简化设施人工操作程度。如果电力系统出现问题，需要系统能够以最快的速度来进行故障诊断与维修。电气自动化技术与以往电力系统使用的物理操作形式不一样，其具备控制方式简捷、控制过程安全稳定等特点，将电气自动化技术使用到电力系统中，能够满足电力系统对自动化与智能化的需求，方便快速查找电力系统中的问题部位且做出合理的调节。4电气自动化技术在电力系统中的应用 4.1仿真技术的应用在电气自动化技术应用的过程中促进了电气自动化技术的发展。随着电气自动化技术的快速发展，该技术已经实现了对复杂实验数据同步控制，使该技术的发展趋于真实化。在仿真技术中使用电气自动化技术，能够达到时刻监控电力系统的目的。 4.2智能技术的应用
光伏电站集控中心监控系统
光伏电站集控中心监控系统（SPSIC-3000）简介 如今光伏电站分布地域广、运行管理人员少、运行管理工作量大。为了减少场站监管的工作量、实现不同类型各光伏电站的统一监管、多层监控、从而实现无人值班少人值守的运营模式，国能日新推出了光伏电站集控中心监控系统的解决方案。 光伏电站集控中心监控系统（SPSIC-3000）是在已有的各光伏电站监控的基础上建立统一的实时历史数据库平台以及集中监控平台来实现对光伏电站群的远程监控和管理的总体目标。集控系统将现有光伏电站本地的监控系统、功率预测系统等相关信息进行整合构建成统一的生产信息系统平台，实现各光伏电站监控系统和统一系统平台之间的数据交互，并能够向各个监控点提供统一的运行相关信息，实现新能源公司在监控层面上的一致性。因此，基于远程的集中监控系统平台能够实现对其区域内的光伏电站进行监控调度功能，实现对光伏电站群的集中运行管理、集中检修管理、集中经营管理和集中后勤管理，通过人力资源、工具和备件、资金和技术的合理调配与运用，达到人、财、物的高效运作和资源的优化利用，保障实现光伏电站群综合利用效益最大化。 集控系统充分总结了调度自动化系统的成功运行经验，涵盖了调度主站、变电站、集控中心站运行工作的各种业务需求，可以向用户提供各种规模的调度运行、集控中心、变电站的完整解决方案。系统采用模块化设计，基于厂站一体化综合信息平台，搭建站内各种应用子系统，各子系统相对独立；通过配置的方式改变运行方式，应用子系统可以合并到一台机器/嵌入式工控机上运行，也可以分散到多个机器上运行。在此背景上，紧密跟踪国际上电网调度自动化技术的最新发展，广泛吸取国内外的调度自动化系统的实际经验而产生的新一代平台系统。 光伏电站集控中心监控系统（SPSIC-3000）可实现如下功能： 1、升压站监控系统功能； 2、光功率预测系统； 3、电站视频/安防监控系统； 4、故障报警系统； 5、光伏电站生产运营分析系统； 6、能量综合管理子系统； 7、监控中心GPS； 国能日新24小时技术支持服务，为客户的利益保驾护航。
浅谈发电厂电气自动化系统监控技术发展趋势
浅谈发电厂电气自动化系统监控技术发展趋势 发表时间：2019-11-07T15:56:28.483Z 来源：《基层建设》2019年第23期作者：辛子健张慧康[导读] 摘要：电力能源已经成为社会生活不可或缺的能源，通过分析电气自动化监控系统的设计理念，讨论自动化监控系统在发电厂的实际应用，展望自动化监控系统的未来发展，希望以此提升电子控制的自动化与智能化水平，并且加快电气自动化控制的发展速度，实现精准控制与监控，并且通过分析现有技术水平与数据合理性，为相关人员起到参考性价值。 中国联合工程有限公司浙江杭州 310000摘要：电力能源已经成为社会生活不可或缺的能源，通过分析电气自动化监控系统的设计理念，讨论自动化监控系统在发电厂的实际应用，展望自动化监控系统的未来发展，希望以此提升电子控制的自动化与智能化水平，并且加快电气自动化控制的发展速度，实现精准控制与监控，并且通过分析现有技术水平与数据合理性，为相关人员起到参考性价值。 关键词：发电厂；电气自动化系统监控技术；发展趋势厂用电设备在布设方式和数量方面具有特殊性，该类设备主要安装在配电室和电动机控制中心，运行管理的信息数据量比较多，并且检修维护的复杂性也比较高。相比于热工系统来说，电气设备操作频率比较低，部分设备处于正常运行状态时，操作间隔时间比较长。电气设备保护自动装备对于可靠性要求比较高，操作速度比较快，需要在极短时间内完成保护动作。对于电气设备的构造来说，操作结构复杂性高，连锁机构比较简便。对于控制方式来说，厂用电设备的设备监控需要与分布式控制系统相连接。通过分析上述特点能够看出，在建设电气控制系统时，系统结构和联网方式能够确保系统运行可靠性。不仅能够实现正常的运行操作，还能够实现出事故状态和异常运行状态下的数据状态，提供应急处理措施和操作指导，确保电气系统在安全状况下工作。 1、电气自动化系统监控技术的设计理念 1.1集中化监控方式 通过集中化监控能够有效维护设备运行与检测效果，该项功能对于监控的要求比较低，能够高效完成系统设置。然而因集中控制功能需要借助处理器实现，监控对象的增加或减少都会使主机设备电缆量增加，相应加大成本投资。当电缆线长度比较长时，也会对系统运行可靠性造成影响。所以必须合理设计设备接线，以此维护线路的安全运行。 1.2远程监控方式 远程监控能够明显降低费用成本，还能够减少材料、设备与电缆的数量，提升监控灵活度，还有助于降低设备成本。实时监控总线通信设备，能够确保电气自动化系统的运行稳定性，还有助于降低运行成本。 1.3现场电缆总线的监控处理方法 针对互联网技术来说，通过电缆总线就可以实现电气自动化系统控制，确保整个运行过程的智能化，还能够促进电气自动化设备的发展，降低网络系统控制能耗。在控制现场系统总线时，必须确保系统设计的准确性，基于不同功能采用相应的监控方法，确保系统监控问题的处理高效性。此外，电气自动化系统监控技术还能够对现场总线实施设备数据隔离，连接到监控系统线路中，以此降低电气控制的自动化管理成本。针对独立设备来说，需要利用网络实现合理化连接，以此确保网络监控的灵活性，还有助于提升系统可靠性，避免设备拒动。所以电气自动化系统监控技术的未来发展就是以现场总线监控方式为主。 2、电厂中电气自动化监控技术的具体应用分析 在电厂运行过程中，电气自动化监控系统的应用覆盖范围比较大，基础应用主要包括以下方面：第一，数据采集与处理应用。电气自动化监控系统能够实现现场测试与控制功能，能够对设备运行数据信息进行采集，还能够有效监测设备运行状态、实际运行状态以及变位信号等，还能够对数据合理性进行校验，实施数据预处理，还能够对数据库内容进行实时更新。 第二，画面显示。该系统能够通过模拟画面功能，显示出一次设备和系统的运行状态，并且实施显示出系统实际电流和电压、断路器状态、隔离开关状态等，形成系统运行趋势图，能够有效作用于系统管理与操作中。 第三，运行监视功能和报警功能。通过阴极射线管显示屏，能够实时显示出开关站运行信息、操作步骤和设备参数。一般情况下，电气自动化监控系统能够通过显示终端，显示出各类信息，还能够生成报告画面，当模拟出现超限问题时，能够及时打印相关信息数据，以此发挥出报警效果。 第四，电气元器件：由于电子元器件可靠性会直接影响自动化控制设备的可靠性，因此必须按照自动化控制设备的工作环境选择适宜的元器件。在电子元器件选择时需要考虑标准要求，如果该电子元器件缺乏标准要求，就必须确保替换品数量，在世界生产应用期间随时更换损坏的元器件。由于环境因素对电气自动化控制设备的运行影响比较大，因此必须确保电子元器件的散热性能。若电气自动化控制设备运行功率比较大，则应当注重提升电子元器件的散热性能。所以合理选择电子元器件可以有效提升电气自动化控制设备可靠性。 3、电气自动化监控系统未来发展趋势 3.1OPC过程控制技术 该项技术属于工业化测试标准，能够有效处理自动化系统，合理控制系统方法标准、数据接口等。在计算机技术快速发展过程中，网络技术开发力度不断加大，计算机已经成为各行业领域应用的重要设备。计算机服务器结构，互联网技术，都能够促进电气自动化的发展，还能够关联到计算机系统中，从根本上提升电力产业的发展速度。企业管理层可以利用系统对企业财务、人力资源等数据进行监测控制，以此确保现场施工的合理性。在组建视频技术和开发虚拟技术时，需要应用到自动化产品。在软件技术快速发展中，通过应用通信化技术和信息软件技术，能够确保电气自动化建设的合理性。 3.2变换器系统的发展 在电气自动化设备不断升级更新中，也应当注重变换器更新工作。针对常用晶闸管来说，直流变化器属于一种重要的整流方式。利用PWM变换器更新电气自动化系统，有助于提升功率因数，降低高谐波的电网管理复杂性问题，还能够处理电动机低频区域的转矩动脉问题。然而变换器电压和电流的谐波分量会作用于转矩动脉中，从而导致电机组出现振动噪声。此时为了确保逆变器的工作效率，需要加大高开关频率的限制，避免电气自动化电压损伤问题出现。对于零谐振器来说，通过电气零电压力和电流能够对开关状态进行控制，避免开关过度损耗，降低逆变器运行成本，确保其始终处于安全稳定运行状态。 3.3调速控制的发展
变电站综合自动化系统的组成和主要功能
变电站综合自动化系统的组成和主要功能； 系统概述； 本次设计采用YH-B2000变电站综合自动化系统，其系统是面向110KV及以下电压等级变电站的成套自动化设备其是陕西银河网电科技有限公司开发研制的新型设备，该系统是在总结我国微机变电站运行经验基础上，根据国内外新的发展趋势，以提高电网的安全经济运行为宗旨，以方便现场安装调试、无人值守为目的，向智能化迈进的全新概念综合自动化系统。 其设备从变电站整体出发，统一考虑保护、监测、控制、远动、直流和五防等功能，避免了功能装置重复备置等弊病，及减少投资，又有利于变电站运行管理和维护。 YH-B2000变电站综合自动化系统组成结构如下图；
该系统在我国首次集微机保护和远动为一体，并率先把这种装置直接安装于高压开关柜上，系统总体结构设计是以单元分散型嵌入式为指导思想，系统装置中每个单元的结构、外观和尺寸是完全一致的。其可把各个单元分散安装在一次设备上，或集中组屏按装。相比两者具有明显的优点；可以大大减少连接开关柜控制屏及控制室的各种电缆，减少控制室面积，从而节省了变电站综合造价，简化了施工，方便了维护，并且提高了变电站的可控性，可扩展性和灵活性有了很大提高。消除了因设备之间错综复杂的二次电缆引线接错造成的问题，提高可靠性 YH-B2000变电站综合自动化系统是面向对象设计的。系统中每一种单元都面向变电站内的各种一次设备。如线路单元，就是面向开关柜设计的，它包含了对该开关柜的控制、测量、事故记录和线路的各种保护等；电容器单元也像线路单元一样，它是面向电容器组的；变压器是变电站的核心设计，YH-B2000型变电站综合自动化系统对变压器设计了三种面向它的完全独立的功能单元。第一是主保护单元，它主要完成变压器差动保护等。第二是后备保护，它主要完成变压器的过流保护等。第三是变压器的测控单元，主要完成主变的有载调压控制和电气量的测量。备自投单元是完成变电站两路电源的自动投切功能的。直流子系统也被YH-B2000型变电站综合自动化系统纳入了整体成套范围，作为系统的一个单元整体规划设计。 YH-B2000型变电站综合自动化系统无论是以何种方式安装，所有单元均通过一梗三芯通讯电缆同后台总控单元实现实时数据交换。
关于火力发电厂的电气一次系统设计方法分析
关于火力发电厂的电气一次系统设计方法分析 摘要电是支持人们生产经营活动顺利开展的重要支柱，随着我国社会经济的飞速发展，对于电力的需求逐渐增大，极大程度上提升了电能资源生产压力。当前，我国仍以火力发电的方式为主，因此，为提升发电质量和效率，保障电力运输的稳定性，应加大对火力发电厂中电力一次系统设计的重视程度，注意设备之间的连接方式，通过引进先进电气一次系统设计理念等方式，创新火力发电程序，转变传统火电厂发电模式。本文从选择发电机、主变压器等五个方面重点分析电气一次系统设计的方式。 关键词电力一次系统；发电机；变压器；接线方式 火力发电仍是我国主要的发电方式，因此，应重视对火力发电厂的建设，电气一次系统作为发电厂运行过程中重要组成部分，不仅直接关系着发电厂工作模式，也影响着整体工作效率。工作人员需结合发电厂实际情况，创新电气一次系统的设计方式，在设计过程中必须严格遵循我国相关标准，并不断引进先进接线方式和电气设备，做好电气一次系统的日常维护，确保火力发电厂的顺利运行。 1 选择合适的发电机 一次设备是电力系统的主体，主要是指直接生产、运送、调配电能的设备[1]，发电机是其中重要组成部分，在设计电力一次系统时，应根据火力发电厂的实际供电范围，选择恰当的发电机容量，须坚持与发电厂汽轮机容量相一致的原则，具体包括以下几方面：首先，根据发电厂的额定电压、功率因数确定发电机型号与容量；其次，有机统一汽轮机额定出力能与发电机额定容量；接着，保障汽轮机最大连续容量与发电机最大连续容量相协调；最后，确保冷却器（发电机零部件）进水温度与汽轮机冷却水的温度相一致[2]。发电机的选择应同时满足以上四个原则，使其更好地运行，进而提升发电厂整体工作效率和经济效益。 2 选择恰当的主变压器 选择主变压器主要与机组容量有关，不同的机组容量，主变压器的形式也有所不同，具体包括以下三种形式，如表1所示[3]： 从表1中可知，主变压器共有两种形式，即单相变压器与三相变压器，在选择单相变压器时，应注意其备用相的设置原则：当系统中的安装机组≦2台时，可不设置备用相；当系统中的安装机组≧3台时[4]，应设置一台或一台以上的备用相，但需要注意的是，如果发电厂附近有企业所属电厂已经设置备用相（同等参数），也可以不在系统中设置备用相。 连接主变压器设备和发电机设备采取单元的方式，因此，在确定主变压器本身容量时，应注意遵循以下原则：主变压器本身容量=发电机最大连续容量-常用工作变压器计算负荷。
电厂电气自动化系统
发电厂电气自动化解决方案 发电厂电气自动化解决方案１.PDS-7000电厂电气自动化系统 电厂电气自动化系统（ECS）是指使用保护、测控、通信接口、监控系统等设备实现所有电厂电气设备的监测、控制、保护和信息管理。是实现发电厂电气自动化的全面解决方案。 国内大部分发电厂都采用集散控制系统（DCS）来实现热工系统的自动化运行，而传统的电气系统一般采用“一对一”的硬连接控制以及仪表监视，自动化水平相对落后。为了提升电气系统的自动化水平，应考虑建设相对独立的电气控制系统，ECS系统包括电厂所有电气子系统即升压站子系统、机组子系统和厂用电子系统。 PDS-7000电厂电气自动化系统适用于中小型电厂的电厂电气系统。 １.１系统特点 ★完整的电厂电气自动化解决方案 PDS-7000系统贯彻“以高性能的子系统构筑优异的电厂电气自动化系统” 的设计思想，包含了计算机监控系统、发电机机组子系统、升压站子系统、厂用电子系统，实现与电网调度通讯、与DCS通讯以及电厂内其它智能电气设备的接入等功能，构成了一个完整的电厂电气自动化系统。 PDS-7000电厂电气自动化系统采用分层分布式结构，从间隔层设备、通信网络到监控系统等各方面综合考虑，提供了完整的电厂电气自动化解决方案，系统结构更加清晰，信息的获得更加快捷，系统的维护更加简便，扩展更加灵活。 ★开放性设计思想 PDS-7000的开放性设计思想满足了系统扩展的灵活性，在从间隔层到站控层的各个环节的设计中，PDS-7000除了保持其自身的系统性和完整性以外，还可以方便的实现与其他智能设备的互相联接。 在系统的互联设计中，PDS-7000系统提供了与其它通信方式(以太网、RS-232C、EIA422/485或现场总线)的兼容性设计，这使得电厂电气自动化的设计或改造选择性更多、更灵活，能够方便的被接入DCS、SIS和远方调度。 ★可靠性
变电站综合自动化的基本概念及发展过程
变电站综合自动化的基本概念及发展过程 变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息，数据共享，完成变电站运行监视和控制任务。变电站综合自动化替代了变电站常规二次设备，简化了变电站二次接线。变电站综合自动化是提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要技术措施。 一、发展变电站综合自动化的必要性 变电站作为整个电网中的一个节点，担负着电能传输、分配的监测、控制和管理的任务。变电站继电保护、监控自动化系统是保证上述任务完成的基础。在电网统一指挥和协调下，电网各节点(如变电站、发电厂)具体实施和保障电网的安全、稳定、可靠运行。因此，变电站自动化是电网自动系统的一个重要组成部分。作为变电站自动化系统，它应确保实现以下要求： (1)检测电网故障，尽快隔离故障部分。 (2)采集变电站运行实时信息，对变电站运行进行监视、计量和控制。 (3)采集一次设备状态数据，供维护一次设备参考。 (4)实现当地后备控制和紧急控制。 (5)确保通信要求。 因此，要求变电站综合自动化系统运行高效、实时、可靠，对变电站内设备进行统一监测、管理、协调和控制。同时，又必须与电网系统进行实时、有效的信息交换、共享，优化电网操作，提高电网安全稳定运行水平，提高经济效益，并为电网自动化的进一步发展留下空间。 传统变电站中，其自动化系统存在诸多缺点，难以满足上述要求。例如： (1)传统二次设备、继电保护、自动和远动装置等大多采取电磁型或小规模集成电路，缺乏自检和自诊断能力，其结构复杂、可靠性低。 (2)二次设备主要依赖大量电缆，通过触点、模拟信号来交换信息，信息量小、灵活性差、可靠性低。 (3)由于上述两个原因，传统变电站占地面积大、使用电缆多，电压互感器、电流互感器负担重，二次设备冗余配置多。 (4)远动功能不够完善，提供给调度控制中心的信息量少、精度差，且变电站内自动控制和调节手段不全，缺乏协调和配合力量，难以满足电网实时监测和控制的要求。 (5)电磁型或小规模集成电路调试和维护工作量大，自动化程度低，不能远方修改保护及自
电厂电气自动化系统管理及通讯技术探讨
电厂电气自动化系统管理及通讯技术探讨 发表时间：2019-09-03T10:11:39.713Z 来源：《建筑模拟》2019年第30期作者：张新梅[导读] 电厂的电气自动化系统通过厂家网络将测控、微机保护、备用投入等智能化装置联网实现智能化管理，利用网络通信的方式实现与电网调度、电厂DCS系统的信息交换。 张新梅 大唐三门峡发电有限责任公司河南省三门峡市 472143 摘要：电厂的电气自动化系统通过厂家网络将测控、微机保护、备用投入等智能化装置联网实现智能化管理，利用网络通信的方式实现与电网调度、电厂DCS系统的信息交换。电厂电气自动化系统为电气系统的电气运行、电气故障定位分析提供了资源保障，也提高了电气系统的安全性、经济性、可靠性。本文对电厂电气自动化系统管理及通讯技术进行探讨。 关键词：电气自动化；系统管理；通讯技术 引言：目前电厂电气系统包括发变组保护、厂用电、励磁系统等等的自动化水平还相对落后。文中在此基础上，利用先进的测控技术、网络技术，研发了基于网络的火电厂电气分层分布式的电气自动化系统。该系统集管理、通信、测控、保护等功能于一体，可完成电厂整个电气系统的信息管理、实时信息监控、电能管理、GPS对时等功能。为电气系统的运行管理和故障分析提供了可靠的数据保障，可大大提高电厂电气系统的自动化水平。 一、电厂电气自动化技术特征 1、发电效率的提升 在社会经济发展作用下，人们对于电力供应质量与数量的需求不断提升，这也使得电厂运行期间有了全新的挑战，并使得强化电厂运行效率逐渐成为了人们关注与研究的主要问题之一。在以往的电厂设备中，通常需要工作人员对其进行操作与控制，使其运行效率的提升受到阻碍。而对电气自动化进行使用，可确保电厂自动化运行与控制的实现，促进其发电效率快速提升，更好的满足社会供电需求。 2、发电成本下降 现阶段，电厂使用的发电原材料主要为石油以及煤炭等资源，同时传统电厂技术也存在着较为明显的不足，使得这种资源利用率相对较多，发电效果也相对较差，使用资源较多但却没有产生预期的电量，使得发电成本快速提升。而在电厂中使用电气自动化技术，可较好实现对各种燃烧模式进行自动化控制，使燃料燃烧率得到全面的提升，有效降低燃料燃烧费用，使发电成本明显的降低了。 二、电厂电气自动化系统的管理研究 电厂电气自动化系统在运行过程中会受到各个功能的作用及保护，无论是对故障进行分析，还是实现信息管理，都可以通过这一系统集中运行，从其本质进行研究可以发现，该系统运行是以计算机控制及测控技术为主导，这样就能在复杂的系统环境下进行分层管理，而通信技术的应用优势也能进一步凸显。电厂电气自动化系统能够简化及优化电气运行流程，为后续电气运行及管理提供便利条件，这不仅能够有效提高电气信息应用能效，更能强化电厂内部联系，确保各个关联项目之间都能精准衔接。 电力电气系统在实际运行过程中能够充分发挥其信息报警及图形接口等作用，电气设备在运行中的实时状态可以通过绘制曲线图等形式表现出来，数据等信息能够精准显示，就能使得运行环境更为清晰、明了的表现出来，这也就能够为潮流监控功能的实现提供基础保障。信息报警涵盖多种报警项目，在系统运作时，只要各项运行指标的能效发挥状态超出预设标准、智能设备出现异常运行状态等，系统就会自动报警；事件报告能够对人工操作等项目的运行流程进行记录，并以报告形式展现出来；图形接口能够在结合实际运行标准的基础上，对报表数据进行调整；报表功能则能够对潮流及电量进行记录，无论是开关动作次数还是电气设备检修都能以报表形式得以显示。 首先，电气设备管理。利用此系统测控装置的计量和转换电表脉冲信号的功能，在系统主站进行电量在线统计生成报表，可实现厂用电抄表系统的全部功能，另外可统计系统实时潮流信息。系统可实现对在线的电气设备管理，现场信息可传送到MIS系统，补充MIS系统的数据，可实现对电气设备档案、台账、维修记录的统计等等。 其次，故障信息管理。可对设备动作，事件信息SOE、事故重演、事件追忆、录波分析等功能实现信息管理，可对事故原因分析起到重要作用，对事故防范提供借鉴。例如可通过对电动机启动时的波形和在线运行状态，分析电动机相关故障，实现对电动机的故障检修。 第三，定值管理。此系统可实现对定值的在线校核和远方修改。随着科技的不断发展，电厂未来电气的主站系统可扩展为可视化电厂定值管理系统和继电保护整定计算；最后，小电流接地选线管理。目前的小电流接地选线技术还是由独立的系统单片机计算得到，而电厂电气系统形成的网络可使每路CPU间可并行采集计算，极大的优于目前的小电流接地选线装置技术。使小电流接地选线管理水平得到极大的提高。 三、电厂电气自动化系统通讯技术 1、网络通讯技术的应用 在现场总线通讯技术之前，电厂电气系统广泛采用串行通信技术。这种通讯技术在实际应用中不断暴露出各种问题，诸如通信速率低、较难实现星型拓扑结构时系统站点和功能的扩展、不能在通信网中设置一个以上的主机等等。随着生产现场对自动化技术要求的不断提高，现场总线在电厂电气自动化系统应用中的不足逐步凸显，主要表现为系统的通讯节点超过一定数量时，系统的响应速度不能满足厂家系统对通讯的要求；拓扑结构的网络系统任何一个节点都可能导致整个系统的崩溃；系统的大量数据的传输延时不能满足系统要求等等。 因此具有可擴展性、高带宽、可靠性等诸多优点的以太网逐步成为电厂电气自动化系统的主导通讯技术。以太网以其优越的性能成为网络连接的标准，不仅在电厂电气系统得到应用，也应用到大量工业控制领域。以太网具有以下优势：可根据通讯要求在一个网络中混合使用光纤、双绞线等各种通讯介质；以太网被通讯用的交换式集线器分为多个冲突域，这样就大大增加了系统的响应速率，就目前形势和可见的将来，以太网完全可以满足电厂电气系统的通讯节点和通讯实时性的要求；以太网的标准IEEE802.3已经成为国际通用标准，具有开放系统的共性。随着以太网的不断推广，各种网络通讯设备和工具也得到大量使用，使得以太网的成本得到大大的降低；以太网的布线技术是基于集线器的总线拓扑结构，使得以太网通讯达到高标准的可靠性，每个节点都被集线器隔离开来。因此单环的环网可做到任何一点的固执都不会影响整个系统的通讯，可准确定位故障点，大大优化了网络通讯。
火力发电厂电气事故案例大全
电气事故 鸭溪电厂做50%甩负荷试验违章指挥造成#2高压厂变严重损坏（2005年）［序］2005年6月11日9时42分#2机组在做50%甩负荷试验过程中造成#2高压厂变损坏,给整个试运及机组移交后的安全运行带来了严重的影响,为吸取经验教训,落实责任,督促各部门认真执行和落实防范措施,特通报如下: 【事故经过】 2005年6月11日9时30分#2机组首次带负荷至150MW，准备做甩50%负荷试验，试验前由于考虑到甩负荷应接近运行的实际工况，厂用电未按试验方案倒至备用电源运行。9时39分中试所试运指挥钟晶亮下令做甩50%负荷试验，运行值长向海扬接令并向中调申请同意后下令给电气运行副操王飞手动按下5022、5023开关跳闸按钮，同时锅炉手动停运B球磨机及D1、D4火嘴，机组甩负荷后带厂用电运行，汽轮机转速最高飞升至3061r/min，转速下降后在2748~2870 r/min之间波动，汽包水位随之大幅度波动（最高+160mm，最低-241mm），开大电动给水泵勺管开度至90%。9时42分钟，晶亮下令用并切方式切换厂用电，电厂参加试运人员及时向其提出不能采用并切方式，但其继续下达了并切厂用电的命令，运行值长向海扬接令后又向电气运行副操王飞下达了并切厂用电的命令，王飞用并切半自动首先切换6kVⅡA段厂用电源,在备用电源开关6202合上后拉开工作电源开关6201时, #2发变组故障跳机, 6kVⅡB段保护启动切换成功,检查高厂变复压过流，高厂变轻、重瓦斯，高厂变差动保护动作,#2高压厂变呼吸器处喷油。 事后对#2高压厂变吊盖解体检查发现低压侧A分支：A相线圈扭曲；B相线圈上部有两处匝间短路；C相线圈下部有多匝线圈烧熔、铁芯9处损伤、10片局部烧熔。 【事故原因】 1．发电机甩负荷后转速不能维持3000 r/min在2748～2870 r/min之间波动是因为发电机带有厂用负荷，中缸排汽压力超过动作定值，造成OPC频繁动作所至。 2．#2高压厂变损坏的主要原因是发电机甩负荷后与鸭电线220 kV系统已成为两个独立的系统，由于错误地采用了并切厂用电的方式造成非同期合环，导致发电机振荡，在远大于高压厂变额定电流的振荡冲击电流长达10秒钟的交变冲击作用下引起。（后从发电机录波数据中查核为1700A～8000A)。 【暴露的问题】 1．对汽轮机的热工保护不熟悉，未深入研究分析带厂用电甩负荷可能出现的问题，从
浅谈现代电厂自动控制系统的发展
摘要：本文从分散控制系统的现状和行业需求出发，结合已经成熟的技术，分析预见了先进DCS系统架构的发展方向以及各种已经成熟的技术和标准在DCS中应用。 论文关键词：需求,OPC,模糊PID,一体化 1 DCS产品现状 当前各厂家的DCS基本包括：至少各一台现场控制站、操作员站、工程师站（也可用操作员站兼做工程师站）和一条系统网络，如图1。此外，还可扩充专门功能站、生产管理和信息处理功能的信息网络、及实现现场仪表、执行机构数字化的现场总线网络。控制站是系统中直接与现场进行I/O 数据采样、信息交互、控制运算、逻辑控制的核心单元，完成实时控制功能，并实现各种I/O 接口。 图1 典型的DCS拓扑结构 控制站通过工业以太网与工程师站、操作员站等交换信息，采集控制站信号并通过工业以太网传送到工程师站、操作员站，工程师站、操作员站将系统组态信息通过工业以太网传送到控制站。 2 发电企业的需求 随着我国煤炭价格持续增长，煤电联动响应不足，电价市场化定价机制迟迟不能确定的行业背景下，发电企业对生产现场的控制和把握有了更高的要求，生产成本的严格控制要求自动化程度更高，生产岗位减少，生产人员人均控制装机容量增加，这就要求DCS系统的核心单元要有更为先进的控制算法，先进的专家PID算法，模糊PID算法以适应类似于循环流化床锅炉这种更经济锅炉的本身的大延迟，变工况的属性。生产决策必须及时就要求生产控制系统、厂级信息系统和协同管理系统一体化。随着国家对智能电网的发展的提倡，要求各大发电站的调峰、二次调频能力更强，AGC投切率更高且能适应先进的实时的潮流计算，并且要求大电站的DCS系统有更为稳定的协调控制方案和调节能力以应对负荷扰动，现如今的电企较之以前，生产设备调整周期更短，要求DCS要组态灵活方便，而且更严格执行IEC61131语言标准，便于升级换代。基于此番种种形势，各生产厂家均 3 发展方向 1软件数据接口更加多样化 软件工业的发展使各种系统兼容在软件层面实现成为可能，今后的DCS为满足厂区各种不同系统之间的通信，将会引入或执行各种协议或标准。如现有的各大DCS厂家均已支持OPC、ODBC等协议。 （1）OPC标准：OPC标准的制订，使所有的工业软件产品间的通信连接问题变得简单，它提供了一种软件的总线形式，任何一种设备只需提供一种驱动就可以供任何DCS软件系统使用，应用程序(OPC Client)只需知道如何从OPC数据源获取数据，设备的驱动程
变电站综合自动化技术发展趋势
变电站综合自动化技术发展趋势 在变电站正常运行过程中，通过综合自动化技术的合理应用，能够妥善解决原有变电站监视、控制方面存在的问题，从而提升电力系统的安全性与可靠性。此外，通过综合自动化技术的应用，还能够降低变电站运行成本，为广大居民提供更加优质的电力服务，促进我国电力行业的持续发展。 标签：综合自动化技术；变电站；应用 引言 电力能源是我国最为重要的能源之一，对于确保社会的正常发展以及人们的正常生活具有非常重要的作用。随着变电站技术水平的不断提升以及电力能源方面的供应需求，我国不断加快变电站综合自动化系统的技术改造以及新技术应用。通过变电站综合自动化技术应用能够对变电站进行在线监控，能够满足变电站运行自动化方面的要求，能够确保变电站安全运行。 1变电站综合自动化系统设计原则 1）将调度作为中心设计思想。设计完善的变电站综合自动化系统，必须将调度作为中心设计原则，使调度中心成为变电站综合自动化系统的重要子系统。从整体结构来分析，调度中心并非独立的系统，它需要和其他子系统相结合才能充分发挥电力资源调度作用。 2）配置分散式系统原则。在配置變电站综合自动化分散式系统的过程中，必须恪守其配置原则，经过间隔层完成电能传输工作，切记使用网络或者上位机进行传输。 3）恪守远方与就地控制原则。在国内，不少地方变电站均需工作人员值守，所耗费的人力资源成本较高，节约该成本，实现变电站综合自动化，则必须恪守远方与就地控制原则，构建远程自动化控制子系统与就地控制模式，以此加强变电站自动化管理。 4）坚持无人值班管理原则。提升变电站自动化管理效果，组建无人管理变电站，必须坚持无人值班管理原则，设计无人值班站系统，全面优化系统软硬件。 5）正确使用交流采样技术。设计完善的变电站综合自动化系统，必须正确使用交流采样技术，以此降低TA与TV的负载，全面提升测量精度。此外，应充分发挥交流采样技术的集成功能，取消控制屏，用计算机做好信息监测工作，实现信号的一次采集与多次使用。 2变电站综合自动化系统相关技术
4200MW火力发电厂的电气部分设计
摘要 由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心。 电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所本身的运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关。并且对电气设备选择、配电装置配置、继电保护和控制方式的拟定有较大的影响。电能的使用已经渗透到社会、经济、生活的各个领域，而在我国电源结构中火电设备容量占总装机容量的75%。本文是对配有4台200MW汽轮发电机的大型火电厂一次部分的初步设计，主要完成了电气主接线的设计。包括电气主接线的形式的比较、选择；主变压器、启动/备用变压器和高压厂用变压器容量计算、台数和型号的选择；短路电流计算和高压电气设备的选择与校验; 并作了变压器保护。 关键词：发电厂；变压器；电力系统；继电保护；电气设备
目录 1 绪论 (1) 1.1电力系统概述 (1) 1.2毕业设计的主要内容及基本思想 (1) 1.2.1毕业设计的主要内容、功能及技术指标 (2) 1.2.2毕业设计的基本思想及设计工作步骤 (2) 2 4*200MW 火力发电厂电气主接线的确定 (4) 2.1概述 (4) 2.1.1电气主接线设计的重要性 (4) 2.1.2电气主接线的设计依据 (4) 2.1.3电气主接线的主要要求 (5) 2.2电气主接线的选择 (5) 2.2.1主接线的基本形式 (6) 2.2.2主接线的设计 (10) 2.2.3方案的选择 (13) 3 火电厂发电机、变压器的选择 (15) 3.1主变压器和发电机中性点接地方式 (15) 3.1.1电力网中性点接地方式 (15) 3.1.3 发电机中性点接地方式 (16) 3.2发电机的选型 (16) 3.2.1 简介 (16) 3.2.2 选型 (16) 3.3变压器的选型 (17) 3.3.1具有发电机电压母线的主变压器 (17) 3.3.2单元接线的主变压器 (19) 3.4电气设备的配置 (19) 4 火力发电厂短路电流计算 (21) 4.1概述 (21) 4.1.1短路的原因及后果 (21) 4.1.2短路计算的目的和简化假设 (22)
浅谈发电厂的电气综合自动化应用
浅谈发电厂的电气综合自动化应用 摘要：随着我国电力科技的快速发展，电气综合自动化技术在发电厂中也得到了广泛的应用，提高了发电厂的自动化水平与供电的可靠性、安全性。本文结合现场实际，对电气综合自动化在发电厂中的应用进行了介绍。 关键词：自动化技术装机容量 发电厂装机容量受热负荷大小、性质等制约，机组规模要比目前火电厂的主力机组小很多，但是其生产原理及系统组成与火电厂是一致的。随着电力技术的不断发展，发电厂的电力自动化控制水平也随之提高。所谓电气自动化，是一项集计算机技术、数据传输技术、控制技术、现代化设备及管理于一身的综合信息管理系统，旨在改进供电的可靠性、安全性和服务质量，提高工作效率，减轻运行人员的劳动强度，降低运行和管理费用，是电力投资的重点。 1、发电厂的电气自动化项目 (1)厂内机、炉、电运行设备的安全检测，包括数据采集、状态监视、屏幕显示、越限报警、故障检出等。(2)计算机实时控制，实现由点火至并网的全部自动起动过程。(3)有功负荷的经济分配和自动增减。(4)母线电压控制和无功功率的自动增减。(5)稳定监视和控制。采用的控制方式有两种形式：一种是计算机输出通过外围设备去调整常规模拟式调节器的设定值而实现监督控制；另一种是用计算机输出外围设备直接控制生产过程而实现直接数字控制。 2、发电厂综合自动化系统的应用 发电厂综合自动化系统具有功能综合化、系统结构微机模块化、测量显示数字化、操作监视屏幕化、运行管理智能化等特征。同传统发电厂二次系统不同的是：各个保护、测控单元既保持相对独立，(如继电保护装置不依赖于通信或后台监控主机及其它外围设备等，可自主、可靠独立地完成保护控制功能，迅速切除和隔离故障并记录各种监视实时状态信息)，又通过计算机通信的形式，相互交换信息，实现数据共享，协调配合工作，减少了电缆和没备配置，增加了新的功能，提高了发电厂整体运行控制的安全性和可靠性的同时减少了运行维护的工作量，精减工作人员，提高工作效率。 2.1功能综合化 发电厂综合自动化系统是各技术密集，多种专业技术相互交叉、相互配合的系统。它是建立在计算机硬件和软件技术、数据通信技术的基础上发展起来的，并综合了发电厂内除一次设备和交、直流电源以外的全部二次设备。 微机保护是以微处理机作为基本的实现手段和方法，通过快速数字处理实现故障诊断、出口、通讯以及更为复杂的保护功能，有长记忆特性和强大的数据处
火力发电厂电气系统调试知识讲解
一调试概述 1．调试概念及内容 火电厂电气调试工作的主要任务是：当电气设备的安装工作结束以后，按照国家有关的规范和规程、制造厂家技术要求，逐项进行各个设备调整试验，以检验安装质量及设备质量是否符合有关技术要求，并得出是否适宜投入正常运行的结论。 电气调试的主要内容是：对电厂全部电气设备，包括一次和二次设备，在安装过程中及安装结束后的调整试验；通电检查所有设备的相互作用和相互关系；按照生产工艺的要求对电气设备进行空载和带负荷下的调整试验；调整设备使其在正常工况下和过度工况下都能正常工作；核对继电保护整定值；审核校对图纸；编写厂用电受电方案、复杂设备及装置的调试方案、重要设备的试验方案及系统启动方案；参加分部实验的技术指导；负责整套启动过程中的电气调试工作和过关运行的技术指导。 为使调试工作能够顺利进行，调试人员事前应研究图纸资料、设备制造厂家的出厂试验报告和相关技术资料，了解现场设备的布置情况，熟悉有关的电气系统接线等。除此以外，还要根据有关规范和规程的规定，制定设备的调试方案，即调试项目和调试计划。其中调试项目包括：不同设备的不同的试验项目和规范要求，并在可能的情况下列出具体的试验方法、关键的试验步骤、详细的试验接线以及有关的安全措施等。调试计划则包括：全厂调试工作的整体工作量，具体时间安排，人员安排，所需实验设备、工机具以及相关的辅助材料等。
全厂电气设备的单体调整和试验；配合机械设备的分部试运行；还有全厂总的系统调试是火电厂整体启动不可分割的三个重要环节。在每个环节当中，电气调试则总是调试启动的先锋，没有全厂厂用电的安全运行，全厂的分部试运行就无从谈起，更没有可靠的系统调试运行。因此，火电厂厂用电调试组织的好坏与否，将是直接影响全厂系统调试的关键。 2．调试工作的组织形式 1）按专业分 仪表调校组（负责现场安装的仪表的校验和调整，试验用0.5级仪表的校验和调整）。 高压试验组（负责电气设备的绝缘试验和特性试验等工作） 继电保护组（负责继电保护的校验和整定工作） 二次调试组（负责校对图纸、查对接线、回路通电试验及操作试验等工作） 2）按系统分 厂用电机组；变压器组；发电机组等。 每个组的工作任务均包括：仪表、高压、继电保护、二次调试等的调试工作。 但是以上两种方式并不是一成不变的，往往根据调试人员的水平、工期的长短等而有所改变，目的是更好地完成全厂的电气调试任务。对于调试人员的培训，可按"多能一专"的原则进行。 3）调试工作的安全工作