近十年来,我国电厂电气设备运行综合监控自动化系统水平逐步提高,微机现场控制总线技术日新月异,为企业建立了一套新型可靠的现场电气智能监控总线系统(ECS)奠定了技术基础。电厂电气智能监控调度管理应用系统将是我国进一步巩固和提高大中型电厂调度自动化控制水平的有力基础保障,特别是提高企业电气智能运行自动化管理信息化水平。
1.电气监控系统的主要特点
1.1控制对象少,操作频率低
与国内一些发电厂的热设备选择相比,发电厂采用的热电设备类型往往具有控制对象少、运行频率低等特点。一些电气设备部件或配电系统,即使仍处于实际生产和运行周期,也通常只能在几个月甚至更长的运行时间内运行一次。虽然设备运行时间比间歇长,但在实际电厂运行中,对电气设备部件运行过程的准确性往往有非常严格的要求,特别是对于发电机驱动的变压器组和工厂电源,如果不符合准确性要求,后果将难以想象。
1.2.保护或自动装置的可靠性和速度要求较高
在现场使用和维护中,对各种电气设备和保护单元或其他自动操作装置部件的安全可靠性要求和维护速度一般要求有很高的安全要求,即各种电气设备和保护设备或各种自动工作装置必须保持非常高的安全可靠性指标和运行速度要求。例如,工厂电力快速切割装置一般要求其快速切割时间为60~80ms,保护动作速度要求必须控制在5ms以内等。
1.连锁逻辑简单,但设备结构复杂
发电厂电气设备电气系统设置的连锁逻辑往往比较简单,一学就懂,一用就懂,但其操作结构的设置过程却非常复杂。这就要求相关操作人员在这方面具备专业知识,以便更好地利用电气设备。如果电气设备出现故障,操作人员可以利用自己的知识及时维护,为电气设备的持续使用节省时间。
1.4机组共用设备,但维修互不影响
从目前国外各类新型发电厂使用的成套电气设备标准来看,300MW容量及其等级以上大容量电站机组的维护一般先采用两台大型机组的共用或一台机组的起停备变。但是,如果只有任何一台电站机组出现故障,需要单独维护和更换,通常不会完全影响另一台大型机组设备的正常维护工作。因此,将ECS联入两台DCS设备时,应注意两种DCS相互控制的工作模式必须首先确保至少只有这个单元设备可以单独实现两个单元DCS同时,有效控制各自工作部分的工作,另一台机组可实现两台机组DCS共同有效监控的作用,两台机组设备的共同监控应能在两台主机之间及时切换。
2电气监控系统设计中应注意的关键问题
2.1通讯数据
发电厂有大量的保护测控装置,所以电气部分需要传输更多的信息。然而,几乎所有这些信息数据都是DCS也就是说,如果这些数据信息没有区分,就会直接传输给DCS处理后,自然会造成网络繁忙,从而影响DCS的稳定性。
2.2系统接入
目前,大多数电气系统都与之相连DCS接口接线方式基本采用硬接线方式。这种接入收费方式的主要缺点之一是设备投资金额过大,因为DCS电缆接入收费按点标准统一计费,即每次投资增加一次接入,只增加一根电缆和其他电缆。DCS电缆的连接导致投资相应增加。
2.3功能
实现电气系统联网管理后,如果我们只知道在整个电气系统中,DCS系统应用中仍有运行测量、动作识别、在线监控管理等系统功能,无法进行更深入的分析,提高企业运行性能和系统维护管理能力水平,无法进一步反映电气系统连接到整个DCS管理系统应用的系统优势。本文所涉及的新型燃煤发电厂系统的智能电气自动监控报警系统已经很好地解决了上述所有问题。
3新发电厂电气系统层次框架分析
3.1保护层
保护层一般由一系列具有自动控制、保护、测量和远程通信传输多功能特性的电子保护设备和电子自动测量装置组成。它们都应该能够独立或完成一些具有自己特点的基本性能或其他特殊功能。保护层装置具有数量过多、分布集中分散的结构特点,可采用现场总线技术连接。相对完整、严格的电气保护层系统应满足以下关键部件:主变压保护、发电机过热保护、工厂电极快速自动切换补偿装置、励磁温度调节保护装置、DC系统控制、400VDC智能脱扣装置等。由于设备类型、电压容量等级、安装地点和现场总线的具体标准不同,所有设备应分为几个子系统进行管理。
3.2通信管理层
正如我们前面提到的,保护层的装置结构是复杂的,所以它们之间传输的各种通信协议往往是高度多样化的,由于其独特的通信特性,通信装置结构往往无法实现各种信息传输之间的有效直接和交互。在解决这一技术问题的基础上,我们将能够充分利用通信主控单元技术,轻松实现通信控制参数与通信规定信息的双向转换,通过增加通信规定主控单元功能,完全实现保护层内各种信号装置系统之间的数据交换及其系统与外部DCS,电气主站网络之间网络之间的通信数据信息。
3.3系统监控层
系统中监控电缆层的冗余设置通常具有以下三个优点:交换设备时可使用电气信息量,与整个系统运行的所有基本运行投资完全无关;设备系统的设备安装调试可以轻松快速地进行,也可以直接与DCS网络直接利用通信线网连接电缆,有效节省了大量昂贵的现场控制电缆。就我们目前的技术而言,电站系统电气环境监测系统中的环境监测管理主要包括数据库服务器、应用系统/web数据库服务器、工作站、通信、监控、应用系统等相关软件,以及其他应用类型下的各种通信网络设备、打印机系统和车辆GPS监控系统设备等。
4结语
目前,我国电厂电气设备综合自动化水平有所提高,现场总线技术不断发展,为建立新电厂电气监控系统提供了一定的技术基础,但仍需不断探索和创新。