電廠(chǎng)電氣自動(dòng)化技術(shù)應用
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電廠(chǎng)電氣自動(dòng)化技術(shù)應用【1】
摘 要：電氣自動(dòng)化技術(shù)的應用不僅有效提高了電廠(chǎng)的生產(chǎn)效率，同時(shí)也讓電廠(chǎng)電氣設備的運行變得更加安全，更便于管理，為我國電力行業(yè)的發(fā)展做出了重要貢獻。
文章闡述了電廠(chǎng)電氣自動(dòng)化系統及其構成的具體內容，分析了電廠(chǎng)電氣自動(dòng)化技術(shù)應用的意義，并探討了其中存在的問(wèn)題以及今后的發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞：電廠(chǎng);電氣自動(dòng)化技術(shù);監控系統;應用
1 電廠(chǎng)電氣自動(dòng)化系統概述
1.1 電廠(chǎng)電氣自動(dòng)化系統
電廠(chǎng)電氣自動(dòng)化系統包含了監控、檢測、保護、通信等功能設備，其系統目的是對所有電廠(chǎng)電氣設備進(jìn)行檢測、保護、管控制及信息管理。
在國內，一些較為落后的傳統電氣系統由于自身限制無(wú)法使用集散控制系統進(jìn)行自動(dòng)化運行，只能通過(guò)連接一些自動(dòng)化水平比較低的專(zhuān)業(yè)硬件及相關(guān)的監控設備進(jìn)行一對一的監控，無(wú)法同時(shí)監控多個(gè)電氣設備。
1.2 電廠(chǎng)電氣自動(dòng)化系統的構成
電廠(chǎng)電子動(dòng)化系統基本分為三個(gè)層面，即間隔層、網(wǎng)絡(luò )通訊層、站控層。
間隔層內的設備間隔布置，以此來(lái)改變信號、控制、測量等設備之間的電纜的放置位置，將廠(chǎng)電保護、測試與控制裝置由主控室轉移到開(kāi)關(guān)層，減少了設備之間的直接聯(lián)系，僅依靠現場(chǎng)總線(xiàn)與網(wǎng)絡(luò )，就可讓設備之間的通訊得以實(shí)現，有效增強了設備相互之間的獨立性，精減了二次接線(xiàn)的數量，節省了電廠(chǎng)的成本開(kāi)支，也避免了讓員工在安裝過(guò)程中的多次調試，減輕了員工的工作量。
網(wǎng)絡(luò )通訊層的設備包含通訊管理裝置、網(wǎng)絡(luò )交換機、網(wǎng)絡(luò )中繼器等，主要作用是讓各個(gè)設備或子系統之間能有效進(jìn)行交流與信息傳遞。
站控層包含操作員、工程師、服務(wù)器、UPS等設備，通過(guò)分布式與開(kāi)放式結合的方式，對電廠(chǎng)的設備進(jìn)行監控和管理以及發(fā)揮其他方面的作用。
1.3 電氣自動(dòng)化與熱工DCS控制系統的關(guān)聯(lián)
電氣系統與熱工自動(dòng)化相比，在運行中存在著(zhù)很大的區別。
DCS既具備傳統控制、集中化信息管理、操作顯示等功能，還具備強大的數據采集處理、通信功能，是先進(jìn)程控技術(shù)得以實(shí)現的重要保證，具有獨立性、協(xié)調性、友好性、靈活性等特點(diǎn)。
而在電氣控制中，電氣設備的控制對象要少于熱工設備，操作的頻率較低。
在電氣設備出現異常時(shí)，需要立即進(jìn)行處理，在中央信號系統被取消后，只有在系統發(fā)出警告，監控人員通過(guò)明確的指示時(shí)才能采取措施。
電氣設備保護自動(dòng)裝置對于可靠性有著(zhù)極高的要求，并且要求動(dòng)作快捷、靈敏。
電氣量相比于熱工量，沒(méi)有特別要求常規控制需要的模件類(lèi)別以及性能，當電氣控制系統要求具備非常高的可靠性，需要獨立的電氣控制器，便于實(shí)際工作的順利開(kāi)展。
在電廠(chǎng)電氣自動(dòng)化的發(fā)展過(guò)程中，熱工DCS控制系統有助于進(jìn)一步提升電廠(chǎng)的自動(dòng)化水平，便于電廠(chǎng)電氣自動(dòng)化的運行管理，將熱工DCS控制系統納入到電氣自動(dòng)化控制中，可有效提升電廠(chǎng)的運行效益。
2 電氣自動(dòng)化技術(shù)應用的意義
電廠(chǎng)電氣自動(dòng)化技術(shù)在很大程度上減輕了設備操作人員的工作負擔，讓設備的運行效率得到極大提升，也讓電廠(chǎng)的工作效率變得更高。
通過(guò)電廠(chǎng)電氣自動(dòng)化技術(shù)的應用，提高電廠(chǎng)工作中的安全管理工作效率，降低安全事故發(fā)生的可能性，規避因為安全事故的產(chǎn)生而帶來(lái)的負面影響，讓員工的人身安全得到保障，為企業(yè)減少不必要的經(jīng)濟損失。
同時(shí)，通過(guò)自動(dòng)化系統，可以監控、跟蹤、搜集與整理設備運行中產(chǎn)生的數據，讓相關(guān)人員能隨時(shí)了解設備運行中的具體情況，及時(shí)發(fā)現設備中可能隱藏的問(wèn)題與故障，確保電廠(chǎng)機組能安全的運行，為設備維修與保養人員提供了科學(xué)而全面的參考依據。
3 電氣自動(dòng)化技術(shù)在電廠(chǎng)的應用
3.1 自動(dòng)監控模式
電廠(chǎng)主要通過(guò)分層分布模式和集中模式實(shí)現監控的自動(dòng)化。
在分層分布模式中，通過(guò)電氣間隔設計間隔層，將測控單元、保護單元與開(kāi)關(guān)柜或其他一次設備設置在一起。
網(wǎng)絡(luò )層對相關(guān)的光纖活動(dòng)電纜、通信管理機等設備進(jìn)行設置，結合電廠(chǎng)現場(chǎng)的總線(xiàn)技術(shù)，集中、規約轉換、傳動(dòng)所有設備采集的數據，傳達控制命令。
站基層在通信網(wǎng)絡(luò )的基礎上，對間隔層進(jìn)行管理，并交換信息。
集中模式同樣是采用直接連接方式，將強信號轉變?yōu)槿觞c(diǎn)信號，并結合標準直流信號與空節點(diǎn)方式，分別將電器模擬量和開(kāi)關(guān)量信號連接到輸入輸出端口模件柜中，而這個(gè)端口所連接的系統是分布式控制系統，通過(guò)系統進(jìn)行組態(tài)，以此來(lái)實(shí)現對長(cháng)點(diǎn)所有電器設備的監控。
這種方式更有利于采集集中主屏，便于電廠(chǎng)工人的管理操作，但是也有可能出現速度的不穩定，可靠性較低，需要提高。
3.2 自動(dòng)化監控的關(guān)鍵技術(shù)
自動(dòng)化監控存在三個(gè)關(guān)鍵性技術(shù)，分別是檢測保護單元、通信網(wǎng)絡(luò )、監控主站。
首先是間隔層終端檢測保護單元，現場(chǎng)將檢測保護單元配置在間隔層一次設備單位中。
保護單元是確保電廠(chǎng)用電系統安全與運行穩定的最有效技術(shù)，因此該單元需要配置專(zhuān)用、特殊的保護裝置，確保其擁有較強的可靠性、靈敏性和速動(dòng)性與選擇性。
其次是通信網(wǎng)絡(luò )，它是電廠(chǎng)電氣自動(dòng)化系統中非常關(guān)鍵的組成部分，對自動(dòng)化系統功能的實(shí)現有著(zhù)直接影響。
最后是監控主站，一般被安置在站級監控層，以確保對電廠(chǎng)電氣主要設備的監控和管理。
通過(guò)發(fā)電機組容量以及運行管理要求來(lái)確定配置的設備與規模，既有單機、雙機也有多機系統進(jìn)行配置。
4 電氣自動(dòng)化技術(shù)應用中存在的問(wèn)題分析
首先，需要采用直流電源與交流電源進(jìn)行電廠(chǎng)監控系統的電源設置，而在外圍中，而需要采用雙電源與無(wú)擾電源進(jìn)行自動(dòng)化和監控系統裝置。
其次，在監控系統中，一般是采用開(kāi)關(guān)進(jìn)行接口控制，所以需要確保開(kāi)關(guān)接口與交換的信號相對應。
雖然這種方法能直觀(guān)化線(xiàn)路的連接，便于問(wèn)題出現時(shí)的及時(shí)處理。
但是會(huì )造成接線(xiàn)數量過(guò)多，不利于對其中一些功能的調整，極易影響到整個(gè)系統的運行。
第三，在進(jìn)行電廠(chǎng)電氣自動(dòng)化系統和監控系統的調節中，需要重點(diǎn)關(guān)注自動(dòng)化系統，將使用監控作為其輔助。
最后，在電廠(chǎng)電氣自動(dòng)化系統中，一般采用的方法是對事件和事故進(jìn)行記錄，但由于采樣速度與電機內存等因素的存在，所記錄事件的波形無(wú)法達到分析要求，形成對信號的重復收集，而收集的信號也缺乏完整度，影響電纜的布置。
5 電廠(chǎng)電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢
電廠(chǎng)電氣自動(dòng)化技術(shù)包含了監控、測量與保護，讓現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的系統一體化得以實(shí)現。
為了實(shí)現更高層次的信息搜集，解決下層使用功能受限于上層的問(wèn)題，需要采取分層分布的方式進(jìn)行系統監控。
監控技術(shù)在電廠(chǎng)內能夠與相關(guān)系統數據進(jìn)行轉換，讓電廠(chǎng)電氣系統的運行生產(chǎn)活動(dòng)得到有效管理。
電廠(chǎng)電氣自動(dòng)化系統中的技術(shù)創(chuàng )新，讓監控運行一體化得以實(shí)現。
在整體機組信息與使用情況的分析、匯總中，系統能提供完整的數據，讓機組中存在功能得到最大發(fā)揮，達到系統控制功能的最優(yōu)化效果。
單元化統一火電機組讓信息的采集與提供變得更加便利，在很大程度上增強了對電網(wǎng)的系統管理，工作效率提升。
在電廠(chǎng)電氣自動(dòng)化系統中，可以運用計算機系統進(jìn)行實(shí)時(shí)保護與調整，及時(shí)發(fā)現其中隱藏的問(wèn)題，并快速解決，保證自動(dòng)化電氣系統安全而良好地運行。
當前的電廠(chǎng)電氣自動(dòng)化系統還無(wú)法全部達到全通信電氣控制的要求，各系統之間仍舊需要部分硬接線(xiàn)。
因此，需要對連鎖熱工工藝開(kāi)展深入研究，讓電氣系統后臺應用水平得到提升。
當前，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)正在不斷進(jìn)步，電廠(chǎng)運行變得更加安全和穩定。
因此，在電廠(chǎng)電氣的自動(dòng)化系統運行中，需要采取有效的控制與保護策略。
在電廠(chǎng)電氣自動(dòng)化的安全維護和穩定控制中，采取自動(dòng)化技術(shù)，讓電氣系統的整體保護功能得到提升。
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電廠(chǎng)熱工自動(dòng)化技術(shù)及其應用【2】
摘 要：電力系統自動(dòng)化是我國電力技術(shù)近年來(lái)的主要發(fā)展方向，本文針對電廠(chǎng)熱工自動(dòng)化技術(shù)及其應用情況展開(kāi)了論述與探討。
文章首先就電廠(chǎng)熱工自動(dòng)化的概念及其在我國的發(fā)展現狀進(jìn)行了闡述，在此基礎上就電廠(chǎng)熱工自動(dòng)化技術(shù)的構成及應用情況進(jìn)行了論述與分析。
關(guān)鍵詞：電力系統;熱工自動(dòng)化;自動(dòng)化技術(shù);技術(shù)應用
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國電力系統自動(dòng)化程度越來(lái)越高。
電廠(chǎng)熱工自動(dòng)化隨火力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展而不斷進(jìn)步，是我國的電力系統的重要組成部分。
目前，我國電廠(chǎng)熱動(dòng)自動(dòng)化已經(jīng)得到了很大的發(fā)展。
從自動(dòng)裝置看，組裝儀表已經(jīng)向現在的數字儀表發(fā)展，系統控制設備也提升到了新的檔次，一些機組有專(zhuān)門(mén)的小型計算機進(jìn)行監督和控制，配以crt顯示，監控水平較以前大大提高。
一、電廠(chǎng)熱工自動(dòng)化及其在我國的發(fā)展
(一)電廠(chǎng)熱工自動(dòng)化的概念
火力發(fā)電廠(chǎng)熱工自動(dòng)化的主要概念是以火力發(fā)電過(guò)程中數據的測量、信息的處理、設備的自動(dòng)控制、報警和自動(dòng)保護為基礎，通過(guò)自動(dòng)化系統的控制來(lái)達到無(wú)人操作的過(guò)程。
在火力發(fā)電廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程中為了使發(fā)電設備的安全有所保障，需要對設備進(jìn)行自動(dòng)化控制，以避免重大事故的發(fā)生，同時(shí)也減少了一定的人力資源。
一般的火電自動(dòng)化系統都分為四個(gè)子系統，其中以自檢系統、控制系統、報警系統、保護系統為主。
(二)電廠(chǎng)熱工自動(dòng)化在我國的發(fā)展
我國火力發(fā)電廠(chǎng)的熱工自動(dòng)化技術(shù)近年來(lái)得到了非常迅猛的發(fā)展，其核心技術(shù)distributed control system(dcs)更是被我國發(fā)電企業(yè)所應用。
dcs技術(shù)主要是通過(guò)設備的分散控制來(lái)達到數據和信息的自動(dòng)化處理，在我國350mw以上的火電機組上應用較為廣泛，其經(jīng)濟性和安全性被我國發(fā)電企業(yè)所認同。
近年來(lái)隨著(zhù)計算機軟件可視化效果的提高，dcs技術(shù)得到了極大的發(fā)展和應用，通訊接口的識別和管理系統數據的共享為火力發(fā)電廠(chǎng)的信息化處理提供了必要保障，同時(shí)dcs的分散控制也起到了非常好的效果。
二、電廠(chǎng)熱工自動(dòng)化技術(shù)構成
(一)熱工測量技術(shù)方面
1、溫度測量，火電廠(chǎng)熱工測量控制系統中的溫度測量傳感器(senser)，采用熱電偶熱電阻，少數地方采用其他熱敏元件如金屬膜(雙金屬膜)水銀溫包等作為溫度測量的一次元件;2、壓力(真空)測量，傳感器為應變原理的膜片，彈簧管，變送器為位移檢測原理或電阻電容檢測原理，(4-20ma)，二次儀表以數顯為多;3、流量測量，以采用標準節流件依據差壓原理測量為主，少數地方采用齒輪流量計或渦輪流量計，如燃油流量的測量。
大機組中的主蒸汽流量測量許多地方不用節流件，利用汽機調節級的壓力通用公式計算得出;4、液位(料位)測量，液位測量以差壓原理經(jīng)壓力補償測量為主流，電接點(diǎn)，工業(yè)電視并用。
料位測量以稱(chēng)重式或電容式傳感器配4-20ma變送器測量，也有用浮子式或超聲波原理。
(二)關(guān)于dcs
目前大機組的儀控系統大多選用dcs系統。
dcs系統在火電廠(chǎng)發(fā)電機組控制中的應用已有10多年的歷史了，而且正在越來(lái)越多地得到應用。
dcs系統是相對于計算機集中控制系統而言的計算機(或微機)控制系統，它是在對計算機局域網(wǎng)的研究基礎上發(fā)展起來(lái)的，是過(guò)程控制專(zhuān)家們借用計算機局域網(wǎng)研究成果，把局域網(wǎng)變成一個(gè)實(shí)時(shí)性，可靠性要求很高的網(wǎng)絡(luò )型控制系統，運用于過(guò)程控制領(lǐng)域。
三、電廠(chǎng)熱工自動(dòng)化技術(shù)應用現狀及趨勢
(一)單元機組監控智能化
單元機組dcs的普及應用，使得機組的監控面貌煥然一新，但是它的監控智能化程度在電力行業(yè)卻沒(méi)有多大提高。
雖然許多智能化的監視、控制軟件在國內化工、冶金行業(yè)中都有較好的應用并取得效益，可在我國電力行業(yè)直到近幾年才開(kāi)始有所起步。
隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，火電廠(chǎng)單元機組自動(dòng)化系統的智能化將是一種趨勢，因此未來(lái)數年里，實(shí)現信息智能化的儀表與軟件將會(huì )在火電廠(chǎng)得到發(fā)展與應用。
具體包括：儀表智能管理軟件、閥門(mén)智能管理軟件、重要轉動(dòng)設備的狀態(tài)智能管理軟件、智能化報警軟件的發(fā)展與應用。
(二)單元機組監控系統的物理配置趨向集中布置
過(guò)去一個(gè)集控室的概念，通常為一臺單元機組獨用或為二臺機組合用，電子室分成若干個(gè)小型的電子設備間，分別布置在鍋爐汽輪機房或其它主設備附近。
其優(yōu)點(diǎn)是節省了電纜。
但隨著(zhù)機組容量的提高、計算機技術(shù)的發(fā)展和管理水平的深化，近幾年集控室的概念擴大，出現了全廠(chǎng)單元機組集中于一個(gè)控制室，單元機組的電子設備間集中，現場(chǎng)一般的監視信號大量采用遠程i/o柜的配置方式趨勢，提高了機組運行管理水平。
(三)aps技術(shù)應用
aps是機組級順序控制系統的代名詞在機組啟動(dòng)中，僅需按下一個(gè)啟動(dòng)控制鍵，整個(gè)機組就將按照設計的先后順序、規定的時(shí)間和各控制子系統的工作情況，自動(dòng)啟停過(guò)程中的相關(guān)設備，協(xié)調機爐電各系統的控制在少量人工干預甚至完全不用人工干預的情況下，自動(dòng)地完成整臺機組的啟停。
但由于設備自身的可控性和可用率不滿(mǎn)足自動(dòng)化要求，加上一些工藝和技術(shù)上還存在問(wèn)題，需要深入地分析研究和改進(jìn)，所以目前燃煤機組實(shí)施aps系統的還不多見(jiàn)。
(四)過(guò)程控制優(yōu)化軟件將得到進(jìn)一步應用
進(jìn)一步提高模擬量控制系統的調節范圍和品質(zhì)指標，是火電廠(chǎng)熱工自動(dòng)化控制技術(shù)研究的一個(gè)方向。
雖然目前有關(guān)自適應、狀態(tài)預測、模糊控制及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )等技術(shù)，在電廠(chǎng)控制系統優(yōu)化應用的報道有不少，但據筆者了解真正運行效果好的不多。
隨著(zhù)電力行業(yè)競爭的加劇，安全、經(jīng)濟效益方面取得明顯效果、通用性強、安裝調試方便的優(yōu)化控制專(zhuān)用軟件將會(huì )在電廠(chǎng)得到親睞、進(jìn)一步發(fā)展與應用。
sis系統將結合生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，促進(jìn)自身應用技術(shù)走向成熟，在確�；痣姀S(chǎng)安全、環(huán)保、高效益，和深化信息化技術(shù)應用中發(fā)揮作用。
(五)輔助車(chē)間集控將得到全面推廣
隨著(zhù)發(fā)電廠(chǎng)對減員增效的要求和運行人員整體素質(zhì)的提高，輔助車(chē)間通過(guò)輔控網(wǎng)集控將會(huì )得到進(jìn)一步全面推廣。
但在實(shí)施過(guò)程中，目前還存在一些問(wèn)題，比如確保通信信號的可靠性、接口連接協(xié)議等。
(六)無(wú)線(xiàn)測量技術(shù)應用
無(wú)線(xiàn)測量技術(shù)能監視和控制運行過(guò)程中發(fā)生的更多情況，獲得關(guān)鍵的工藝信息，整合進(jìn)入dcs。
除節省大量安裝成本以外，還將推動(dòng)基本過(guò)程和自動(dòng)化技術(shù)的改善。
如供熱、供油和煤計量，酸堿、污水區域測量等，都可能通過(guò)無(wú)線(xiàn)測量技術(shù)實(shí)現遠程監控。
(七)火電廠(chǎng)機組檢修運行維護方式將改變
隨著(zhù)電力市場(chǎng)的競爭，發(fā)電企業(yè)將趨向集約化經(jīng)營(yíng)和管理結構扁平化，為提高經(jīng)濟效益，發(fā)電企業(yè)在多發(fā)電，以提高機組利用小時(shí)的同時(shí)，將會(huì )通過(guò)減少生產(chǎn)人員的配備，密切與外包檢修企業(yè)之間的聯(lián)系，讓專(zhuān)業(yè)檢修隊伍取替本廠(chǎng)檢修隊伍的方式來(lái)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
因此檢修維修工作社會(huì )化將是一種趨勢。
此外dcs的一體化及其向各功能領(lǐng)域滲透，提高電廠(chǎng)整體協(xié)調和信息化、自動(dòng)化水平的同時(shí)，也將會(huì )使電廠(chǎng)原專(zhuān)業(yè)間及專(zhuān)業(yè)內的分工重新調整，比如熱工與電氣二次回路的專(zhuān)業(yè)劃分打通。
為了降低成本，電廠(chǎng)不再保持大批的檢修維修人員，因此檢修維護方式也將因此而改變，比如讓生產(chǎn)廠(chǎng)家和代理公司承擔dcs和相關(guān)設備的檢修工作。
四、結束語(yǔ)
總體來(lái)講，熱工自動(dòng)化系統的發(fā)展趨勢是高速化、智能化、一體化和透明化。
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展與進(jìn)步，為熱工自動(dòng)化系統的進(jìn)一步發(fā)展提供了不斷拓展的空間。
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