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發(fā)電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案
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發(fā)電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案【1】
摘 要：近年來，我國的電廠電氣自動(dòng)化得到了很大的發(fā)展，但是在電氣自動(dòng)化方案的設(shè)計(jì)上存在一定問題。
本文對(duì)于電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并探討了網(wǎng)絡(luò)通信自動(dòng)化控制系統(tǒng)的相關(guān)問題，總結(jié)了電廠改革的意義，希望為電廠以及企業(yè)的進(jìn)一步穩(wěn)定發(fā)展和我國電力相關(guān)系統(tǒng)技術(shù)的整體提升來提供理論的支持。
關(guān)鍵詞：電廠電氣;電氣自動(dòng)化;自動(dòng)控制
前言
近年來，我國的電力發(fā)展的前景非常廣闊。
在不斷改革進(jìn)步的潮流下，電廠電氣自動(dòng)化技術(shù)水平的高低能在較大程度上影響電廠市場競爭力以及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，也是對(duì)降低電廠運(yùn)行成本、提高生產(chǎn)效率、社會(huì)效益的提高以及電廠電力系統(tǒng)技術(shù)的整體提升有著極大的作用。
1 電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)目前存在問題
電廠電氣的自動(dòng)化系統(tǒng)主要指的是使用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、利用工程軟件以及相關(guān)通信協(xié)議等先進(jìn)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)電氣系統(tǒng)的自動(dòng)控制、安全監(jiān)測、系統(tǒng)保護(hù)以及信息的有效管理等新型的自動(dòng)化系統(tǒng)。
電廠電氣的自動(dòng)化系統(tǒng)不僅包括了升壓站的子系統(tǒng)、機(jī)組的子系統(tǒng)，還包括了廠用子系統(tǒng)中的大部分電氣子系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)，可以說是較為獨(dú)立的電氣控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠通過先進(jìn)的信息技術(shù)進(jìn)行及時(shí)的更新和合理的應(yīng)用，進(jìn)而來實(shí)現(xiàn)對(duì)于電氣設(shè)備的信息采集以及監(jiān)控工作。
另外，電廠電氣的自動(dòng)化通信系統(tǒng)需要更先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來不斷的完善，應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)性、通用性以及可擴(kuò)展性方面，在這幾方面進(jìn)行綜合評(píng)估得到最好的結(jié)果，其中以太網(wǎng)的使用具有非常大的優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速度快、信息容量大、整體成本較低以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面使用靈活等特點(diǎn)，這一特點(diǎn)的充分發(fā)揮使其在工業(yè)領(lǐng)域以及商業(yè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，但是仍不足以在通信協(xié)議技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的多樣性方面體現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)。
在工業(yè)領(lǐng)域使用的以太網(wǎng)已經(jīng)大部分能夠滿足電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在信息傳輸方面的所有信息需求，進(jìn)而能夠有效的促進(jìn)電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在應(yīng)用效果方面的提升，這也使其在電力系統(tǒng)得到非常廣泛的應(yīng)用。
對(duì)于現(xiàn)代的電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)，存在突出的問題是設(shè)備和布置較多而且非常分散，在維修方面非常困難，所以這些方面需要不斷的進(jìn)行完善工作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用的目標(biāo)。
2 電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)
2.1 電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成
電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)不同于熱工操作系統(tǒng)，在操作頻率上較低，但是系統(tǒng)的保護(hù)性能可靠性較高，在結(jié)構(gòu)上簡單易連鎖，只要兩臺(tái)相關(guān)的電氣控制系統(tǒng)就能保證其控制的自動(dòng)性，所以，電廠電氣的自動(dòng)化系統(tǒng)需要及時(shí)的構(gòu)建合理的聯(lián)網(wǎng)方式和操作系統(tǒng)來提高其可靠性，也只有這樣才能使電廠電氣的自動(dòng)化系統(tǒng)能夠安全的運(yùn)行下去。
電廠電氣的自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成是分層分布式系統(tǒng)，主要包括通信控制層和站控層以及間隔層。
首先，第一部分是通信的控制層，需要使用不同的通信方式實(shí)現(xiàn)不同裝置之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工作。
也可以說網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及通信技術(shù)的快速發(fā)展作為電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展強(qiáng)有力的支持，同時(shí)也為電廠電氣的自動(dòng)化系統(tǒng)在功能和結(jié)構(gòu)上的進(jìn)一步發(fā)展提供了更為廣闊的發(fā)展平臺(tái)，比如通過以太網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與工作裝置之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工作，還可以通過現(xiàn)場的總線以及其他的一些主要設(shè)備來實(shí)現(xiàn)對(duì)于主控單元以及間隔層的通信工作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代智能且有效的管理模式。
電廠電氣的自動(dòng)化系統(tǒng)在逐步的向現(xiàn)代與智能控制的方面發(fā)展，其中主要的表現(xiàn)有兩個(gè)方面，即間隔層和站控層。
其次，在站控層方面，它是電廠電氣的自動(dòng)化系統(tǒng)的主控裝置，不斷的收集并有效處理相關(guān)的數(shù)據(jù)對(duì)于整個(gè)的控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視和有效控制的作用，所以監(jiān)督和控制系統(tǒng)也在逐步的向自動(dòng)化管理水平提高其全面高效運(yùn)行的水平。
最后，在間隔層方面，存在智能設(shè)備和相關(guān)的保護(hù)裝置，這些裝置主要需要通過現(xiàn)場的總線以及其接口進(jìn)行通信工作，這一趨勢(shì)主要向著系統(tǒng)的綜合化以及網(wǎng)絡(luò)化的方向快速發(fā)展。
所以，需要根據(jù)間隔層對(duì)設(shè)備不同程度的特殊要求，另外還可以采用以太網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)通信。
2.2 電氣自動(dòng)化系統(tǒng)控制方案的設(shè)計(jì)意義
電廠電氣的自動(dòng)化系統(tǒng)與傳統(tǒng)的電廠自動(dòng)化系統(tǒng)相比較，電廠電氣的自動(dòng)化系統(tǒng)能夠自動(dòng)的與電波的脈沖信號(hào)連接起來，進(jìn)而能夠發(fā)送出電力報(bào)表信號(hào)，這也就能實(shí)現(xiàn)廠用系統(tǒng)的智能功能，同時(shí)也能夠顯示出發(fā)電機(jī)運(yùn)行的狀態(tài)是否正常，進(jìn)而能夠更加精準(zhǔn)的進(jìn)行定值管理以及在線審核功能。
除此之外，能夠?qū)收系某霈F(xiàn)進(jìn)行及時(shí)的診斷和維修工作，有效提升電氣系統(tǒng)的實(shí)用性以及有效性。
電氣自動(dòng)化系統(tǒng)控制方案最重要的設(shè)計(jì)意義就在于，將各個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的電氣裝置通過連線或者是以太網(wǎng)來連接成一個(gè)整體的系統(tǒng)，進(jìn)而減少傳統(tǒng)連接方式的缺點(diǎn)，而造成的高成本，這對(duì)與企業(yè)的穩(wěn)定性發(fā)展也有著非常關(guān)鍵的作用。
電廠電氣的自動(dòng)化系統(tǒng)可以通過以太網(wǎng)這一通信科技技術(shù)來減少員工的勞動(dòng)量或者是降低整個(gè)的運(yùn)行成本并且提高其經(jīng)濟(jì)的效益，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)控制方案的設(shè)計(jì)能夠?yàn)殡姀S的技術(shù)帶來了進(jìn)一步的提高。
2.3 電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)控方案
傳統(tǒng)的電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)主要能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于電氣部分信息的采集以及遠(yuǎn)程控制功能的實(shí)現(xiàn)。
但是總體來講，其信息量還是比較小的，而且信息的類型也比較單一。
但是電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)控方案主要側(cè)重在電氣系統(tǒng)的監(jiān)控方面以及自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)的有效運(yùn)用。
電氣自動(dòng)化系統(tǒng)監(jiān)控的模式分為兩種，其一是，優(yōu)于傳統(tǒng)的監(jiān)控方案集中模式，有效集中而且非常易于管理但是可靠性很弱。
其二是，對(duì)于不同的分層結(jié)構(gòu)繼續(xù)進(jìn)行管理以及數(shù)據(jù)的交換。
進(jìn)行裝置間的數(shù)據(jù)交換主要通過站控層的轉(zhuǎn)發(fā)以及工作站來實(shí)現(xiàn)，有一些非常重要的信息要通過有效的方式連接。
還有一些非常重要的信息需要通過主控單元以及雙向數(shù)據(jù)進(jìn)行交換，另外一些不重要的信息要通過站控層的轉(zhuǎn)發(fā)或者是相關(guān)的工作站來實(shí)現(xiàn)交換。
電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)控方案有很高的實(shí)時(shí)性以及可靠性。
在電廠自動(dòng)化技術(shù)以及監(jiān)控方案的應(yīng)用中有許多需要注意的問題，如監(jiān)控系統(tǒng)主站設(shè)備，整個(gè)系統(tǒng)的裝置分組以及主控單元的保護(hù)等等。
3 結(jié)束語
近年來，電力市場的發(fā)展腳步在迅速加快，而且網(wǎng)絡(luò)科學(xué)技術(shù)也在不斷的進(jìn)步，這就要求電廠要加快其技術(shù)水平的改革與創(chuàng)新，進(jìn)而能使電氣自動(dòng)化技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用。
電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用在加快我國電力市場化的進(jìn)程的同時(shí)也提高我國電力系統(tǒng)的技術(shù)水平，進(jìn)而保障我國電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行，而且還能夠?qū)ξ覈恼w電力系統(tǒng)技術(shù)的提升有著非凡的意義。
參考文獻(xiàn)
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發(fā)電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案應(yīng)用【2】
摘 要：近年來，隨著我國電力企業(yè)的不斷發(fā)展，發(fā)電廠變得越來越重要，在實(shí)際的發(fā)電廠當(dāng)中，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)是必不可少的，只有保證電氣自動(dòng)化系統(tǒng)足夠完善，才能保證發(fā)電廠系統(tǒng)運(yùn)行正常。
因此，必須加大對(duì)發(fā)電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)特點(diǎn)以及相關(guān)技術(shù)的深入研究，對(duì)該系統(tǒng)功能進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，通過應(yīng)用良好的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案，增強(qiáng)系統(tǒng)相關(guān)功能，從根本上提升發(fā)電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)工作效率和運(yùn)行效率。
關(guān)鍵詞：發(fā)電廠;總體設(shè)計(jì)方案;電氣自動(dòng)化系統(tǒng);應(yīng)用價(jià)值
近年來，隨著我國設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活質(zhì)量也快速提升，在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，電力工業(yè)作用比較大，且我國電力設(shè)備都有了創(chuàng)新和完善，不僅發(fā)電量大大提升，且對(duì)應(yīng)的裝機(jī)容量也快速提升[1]。
針對(duì)發(fā)電廠電機(jī)組來說，其實(shí)際的應(yīng)用安全性和節(jié)能性不斷提升，在節(jié)能高效目標(biāo)的明確下，相關(guān)部門對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求也更加嚴(yán)格。
本文主要研究發(fā)電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案應(yīng)用價(jià)值和作用。
1 發(fā)電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)介紹
要想設(shè)計(jì)出良好的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行方案，必須全面掌握電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)和核心技術(shù)等。
一方面，在系統(tǒng)功能特征和構(gòu)成上，其集成技術(shù)是比較多的，不僅包括數(shù)據(jù)采集方面的技術(shù)和數(shù)據(jù)處理方面的技術(shù)，還包括微機(jī)保護(hù)以及控制方面的技術(shù)[2]。
電氣自動(dòng)化系統(tǒng)主要由一大系統(tǒng)和一大設(shè)備構(gòu)成，一大系統(tǒng)是控制系統(tǒng)，一大設(shè)備是硬件設(shè)備。
隨著電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的智能化，系統(tǒng)運(yùn)行效率和管理效率都大大提升。
在當(dāng)期的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中，不僅包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，還包括通訊技術(shù)以及制造技術(shù)等，該系統(tǒng)主要呈現(xiàn)出分層分布式特點(diǎn)，存在一個(gè)比較大的監(jiān)測平臺(tái)，通信功能比較強(qiáng)[3]。
另外還節(jié)約了很多電纜，降低了成本。
另一方面，在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)核心技術(shù)上，主要表現(xiàn)在四大方面。
①是終端監(jiān)控保護(hù)單元，具體來說，系統(tǒng)保護(hù)對(duì)象有廠用變、測控設(shè)備以及相關(guān)線路等，可以完成相關(guān)數(shù)據(jù)全面采集工作、系統(tǒng)保護(hù)工作以及故障控制工作等[4]。
②是通信設(shè)計(jì)上，針對(duì)電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)來說，主要的通信設(shè)計(jì)方式有總線網(wǎng)絡(luò)以及光纖通信。
主要在結(jié)合雙冗余思想和相關(guān)原則的基礎(chǔ)上，完成相關(guān)配置工作，在出現(xiàn)通信相關(guān)問題后，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)智能化的安全切換，最終保證系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠性。
③是監(jiān)控主站設(shè)計(jì)，要在全面掌握機(jī)組容量、嚴(yán)格結(jié)合相關(guān)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)要求的基礎(chǔ)上加強(qiáng)方案設(shè)計(jì)。
④是協(xié)調(diào)控制設(shè)計(jì)，要明確DCS系統(tǒng)和ECS系統(tǒng)的不同之處，進(jìn)行分別設(shè)計(jì)，加大邏輯控制力度和相關(guān)功能管理力度。
2 電氣自動(dòng)化系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)情況研究
針對(duì)電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)來說，其實(shí)際的分系統(tǒng)有五個(gè)，要對(duì)這五大系統(tǒng)設(shè)計(jì)情況進(jìn)行分別深入分析和研究。
2.1 廠用電監(jiān)控系統(tǒng)
該系統(tǒng)的運(yùn)行需要依靠總線技術(shù)，對(duì)電廠實(shí)際用電情況進(jìn)行監(jiān)測控制，針對(duì)廠用電監(jiān)控系統(tǒng)來，其對(duì)用的主要是分布式結(jié)構(gòu)形式，主要包括三大結(jié)構(gòu)，第一大結(jié)構(gòu)是站控層，第二大結(jié)構(gòu)是通訊層，第三大結(jié)構(gòu)是間隔層[5]。
該系統(tǒng)的正常運(yùn)行離不開危機(jī)保護(hù)設(shè)備和相關(guān)監(jiān)測設(shè)備，且實(shí)現(xiàn)了各種監(jiān)測設(shè)備和保護(hù)設(shè)備的有效結(jié)合，應(yīng)用監(jiān)控系統(tǒng)加強(qiáng)管理，屬于一種新型智能化監(jiān)控系統(tǒng)。
2.2 升壓站監(jiān)控系統(tǒng)
其屬于一個(gè)子系統(tǒng)，可以對(duì)總系統(tǒng)進(jìn)行完善和優(yōu)化，還可以加強(qiáng)對(duì)電廠發(fā)電情況的控制。
針對(duì)該監(jiān)控系統(tǒng)來說，必須在滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)多種監(jiān)控系統(tǒng)的綜合運(yùn)用，加強(qiáng)程序化監(jiān)控以及相關(guān)數(shù)據(jù)管理。
2.3 機(jī)組綜合監(jiān)控系統(tǒng)
針對(duì)該系統(tǒng)來說，主要可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電廠單臺(tái)變壓器組等的監(jiān)控，可以從根本上起到保護(hù)發(fā)電機(jī)和電組的效果，另外還可以提升電機(jī)和電組的數(shù)據(jù)測量能力和實(shí)際通訊能力[6]。
在機(jī)組綜合監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，包括一個(gè)比較核心的裝置，指的是性能相對(duì)來說比較高的控制器，針對(duì)其對(duì)應(yīng)的保護(hù)裝置來說，不僅可以對(duì)發(fā)電機(jī)以及電組進(jìn)行有效保護(hù)，還可以對(duì)變壓器以及啟備變等進(jìn)行有效保護(hù)，另外還可以對(duì)故障錄波儀以及高壓線路等進(jìn)行有效保護(hù)。
且對(duì)于該綜合監(jiān)控系統(tǒng)來說，其應(yīng)用起來比較簡便，實(shí)用性比較強(qiáng)，保護(hù)能力和安全性都比較強(qiáng)。
2.4 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)
該系統(tǒng)也是總系統(tǒng)的核心內(nèi)容，其和總系統(tǒng)和核心設(shè)計(jì)內(nèi)容相同。
針對(duì)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)來說，可以對(duì)發(fā)電廠相關(guān)設(shè)備應(yīng)用和工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)獲取關(guān)于相關(guān)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行的對(duì)應(yīng)數(shù)值和變化情況，及時(shí)明確設(shè)備應(yīng)用相關(guān)問題和風(fēng)險(xiǎn)，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備應(yīng)用情況的診斷力度，從根本上預(yù)測設(shè)備可應(yīng)用壽命，最終在深入研究和分析診斷結(jié)果的基礎(chǔ)上，制定相應(yīng)有效的檢修方案。
針對(duì)該監(jiān)控系統(tǒng)來說，其屬于一種分布式結(jié)構(gòu)，不僅包括專業(yè)分析系統(tǒng)，還包括在線監(jiān)測設(shè)備，在該系統(tǒng)中融入了專家輸入的設(shè)備故障診斷算法，且對(duì)設(shè)備工作有關(guān)的數(shù)據(jù)和信息倉庫進(jìn)行了良好創(chuàng)建。
通過應(yīng)用該系統(tǒng)可以大力應(yīng)用智能化研究技術(shù)，提示預(yù)測設(shè)備運(yùn)行相關(guān)問題，還可以全面技術(shù)提取設(shè)備運(yùn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)和資料，進(jìn)行深入的研究和分析，最終明確運(yùn)行異常的設(shè)備和裝置。
通過應(yīng)用該系統(tǒng)，可以從根本上降低設(shè)備故障產(chǎn)生率，還可以從根本上提升裝置和設(shè)備維護(hù)效率。
在該系統(tǒng)當(dāng)中，存在一個(gè)設(shè)備在線監(jiān)控裝置，其對(duì)應(yīng)的可監(jiān)測對(duì)象比較多。
針對(duì)這些監(jiān)測單元來說，可以在監(jiān)控裝置所在附近安裝，利于專業(yè)人員后期數(shù)據(jù)分析。
2.5 大系統(tǒng)是核心設(shè)備智能化監(jiān)控系統(tǒng)
首先，針對(duì)數(shù)字式溫度來說，其對(duì)應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)不僅包括溫度監(jiān)控儀，還包括當(dāng)?shù)氐膶I(yè)主機(jī)，主要應(yīng)用的信息傳輸模式是無線模式，主機(jī)之間可以進(jìn)行組網(wǎng)通信。
對(duì)應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備溫度，一旦溫度異常就會(huì)發(fā)出警告。
然后，針對(duì)電纜來說，其對(duì)應(yīng)的健康系統(tǒng)主要是分布式光纖監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜負(fù)荷的實(shí)時(shí)監(jiān)控和環(huán)境溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
最后，針對(duì)發(fā)電機(jī)來說，主要根據(jù)其狀態(tài)相關(guān)參數(shù)變化情況進(jìn)行監(jiān)控，針對(duì)變壓器來說，主要依據(jù)油色譜監(jiān)測單元進(jìn)行監(jiān)測。
3 結(jié) 語
綜上所述，在發(fā)電廠當(dāng)中，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)是比較重要的，不僅可以有效包括相關(guān)電氣系統(tǒng)，還可以高效完成計(jì)量、控制等各項(xiàng)工作，最終提升系統(tǒng)良好協(xié)調(diào)控制效率，準(zhǔn)確找到系統(tǒng)相關(guān)故障，提升系統(tǒng)運(yùn)行管理效率。
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