電氣自動化技術在電廠中的應用探究
摘要:在現代科學技術的突飛猛進,我國電力工業為滿足社會的需求不斷發展和創新其發電技術,電廠采用電氣自動化技術后不僅提高電廠運行的經濟性和工作的可靠性,保證電能的質量而且提高勞動的生產效率、改善勞動條件和減少運行人員,從而提高電力工業的運行效益下面就結合作者的實際工作經驗,簡要的分析電氣自動化技術在電廠中的應用,以供借鑒。
前言:
電氣自動化技術現已在火力發電系統中得到廣泛的應用,利用自身特有地信息化、網絡化系統的優勢,促進發電廠電氣信息廣泛的應用,還提升了發電廠自動化的運行水平,增強電氣控制安全性及其可靠性。
1.電氣自動化技術在火力發電中的作用
火力發電中的電氣自動化技術基本作用是通過以監視控制設備為主,數據交換信號反饋為輔助的自動化系統,監控設備時以主接線圖,曲線等形式測量設備的運行狀態和數據信息,并能及時的上報設備的警告信號、動作事件異常等情況,避免操作失誤和危險情況的發生。自動化系統還需提供出報表、電量日報表、設備啟停次數報表和檢修報表等。電氣自動化系統的高級功能還提供很多特殊的數據反饋、例如利用測控裝置本身的計量功能或脈沖信號進行電量統計,定值的遠方修改在線自動校核,電氣主站系統的在線設備管理,故障診斷及電動機狀態檢修等。
2.電氣自動化技術在火力發電中的應用現狀分析
電氣自動化技術在火力發電廠中的應用水平是隨著科學技術的不斷進步而不斷發展和提高的。電氣自動化系統的日新月異也為火力發電廠的數據采集和信息通信等開拓了新的技術發展領域。火力發電廠中電氣自動化系統的監控裝置不僅可以實現對交流采樣的測量、保護和監控,而且可以通過新型計算機的監控與保護實現現場總線技術與工業以太網的網絡形成。通常情況下,電氣自動化系統是由控制層、間隔層和通信層三大主要部分組成,并通過分布分層的方式實現對整個系統的監視與控制。下層的功能則可以擺脫對上層設備和網絡的依賴,而獨立實現。另外,電氣自動化系的控制層是整個系統的核心其主要任務是監視、控制、采集和整理整個系統的數據信息,需要依賴上層的主站系統來實現。其通信層的主要任務則是要完成系統間隔層與各站點之間的數據交流、互訪與轉換,輯監視與控制電氣設備。至于電氣自動化系統的間隔層,則是由保護監控裝置和智能設備兩大部分組成,通過網絡和接口等方法實現與系統上層功能的數據互訪與溝通。當前,火力發電廠的電氣自動化系統的監控技術也已經與其他相關監控系統進行數據交換,從而實現火力發電廠的信息化管理與控制。
3.創新電氣自動化技術在火力發電中的系統配置
3.I/O集中監控方式
I/O集中方式。是將電氣的各饋線在現場設置現場設備VO接口通過硬接線電纜與集控室DCSI/O通道相連,經A/D處理后進人DCS組態,實現DCS對全廠電氣沒備的監控。這種監控方式優點是速度對應快、運行維護好、監控站的防護等級低,從而使DCS的造價下降,但由于電氣設備全部進入DCS監控,隨著監控對象的大量增加使DCS主機冗余的下降,電纜數量巨大,控制樓面積大,長距離電纜引進的干擾可能影響DCS的可靠性。
3.2遠程智能
遠程智能I/O方式是在數據采集較集中,離控制室較遠的現場設立遠程I/O采集柜(即現場A/D轉換機柜),現場設備I/O信號通過硬接線電纜與加采集柜相連,加采集柜與控制室DCS控制器主機柜通過光纖或雙絞線。遠程I/O具有節省大量電纜、節省安裝費用、節省控制樓面積、可靠性高等優點,智能化遠程I/O還可完成數據處理、自檢、自校正等功能。但I/O卡件、模擬量卡件及電量變送器還是不能減少。
3.3現場總線控制系統方式
現場總線是當今3C技術,即通信、計算機、控制技術發展的結合,是信息技術、網絡技術發展到控制領域和現場的體現。現場總線廢棄了DCS的控制站及其輸人輸出單元,從根本上改變了DCS集中與分散相結合的集散控制系統體系,通過將控制功能高度分散到現場設備這一途徑,實現了徹底的分散控制。
4.創新電氣自動化技術在火力發電中的應用
4.1統一單元爐機組
創新電氣自動化技術在火力發電中的應用,實現由機、電控制一體化向火力發電廠機、爐、電一體化的單元制運行監控方式轉化。這樣,火力發電廠中集散控制系統(DCS)可以通過機、爐、電單元制的運行方式對整個火電機組的所有運行參數和狀態信息進行匯總和分析,最大限度地挖掘火電機組潛力,并發揮其自身特有的控制功能,最大限度地縮小控制室,實現對監控系統的簡化,也就能夠最大可能地降低成本造價;同時,統一單元爐機組也便于火力發電中電廠信息管理系統(MIS)的信息采集,從而加強火電電網的統一運行和管理,完成中調AGC的相關指令和要求,提高電網的工作效率,使其保持在最經濟和最佳的運行狀態。因此,統一單元爐機組有利于提高火電機組的監控水平和自動化水平
4.2創新控制保護手段
在傳統的火力發電中所采用的系統控制和保護手段為報警和連鎖,僅僅只能實現超限報警以及聯鎖跳機的波動性控制和保護。而通過創新電氣自動化技術,可以通過采用計算機的控制保護技術,實現對電氣自動化系統的運營檢測和故障診斷等,從而提前發現火電設備的系統隱患,并改變控制和保護策略,采取諸如系統冗余等一些主動性控制和保護措施,對系統故障的范圍進行自動控制,防患于未然,保證電氣自動化系統能夠繼續保持運行狀態。另外,也可以使實現電氣自動化系統設備從預防維護的被動和事故后維修轉化為預防維護的預知和設備維修的同時進行。
4.3實現電氣全通信控制
從目前的情況來看,火力發電廠的電氣自動化系統(ECS)還無法滿足集散控制系統(DCS)通過電氣自動化系統實現電氣全通信控制的方式,其通信速度和系統可靠性還存在著一定的距離,電氣自動化系統(ECS)和集散控制系統(DCS)之間還存留了一部分的硬接線。要實現電氣全通信控制模式,就必須處理好熱工工藝連鎖的問題,提高電氣后臺系統的實際應用水平,豐富當前初級階段的基本運行監視功能,實質性地提高電氣自動化系統的控制邏輯、控制水平、自動化水平和運行管理水平。
4.4構建通用網絡結構
通用網絡結構的構建對于電氣自動化系統的成功運營有著非常重要的作用。火力發電廠應該創新電氣自動化技術的應用,選擇能夠實現從辦公自動化環境到控制機直至元件級的整個電氣自動化系統范圍內的網絡通訊產品,保證電廠管理層實現Intemet/Intranet對電廠現場控制設備的實時監督,并確保電廠控制設備、管理系統和計算機監督系統間的數據信息傳輸暢通無阻,實現全集成自動化。
結束語:
總而言之,電氣自動化技術在火力發電中可以發揮出一定作用,因為火力發電廠在電氣自動化系統的應用取得較大的進步,可以最大限度的挖掘火電機組工作的潛力,實現火力發電廠中的機、爐利電一體化的單元制運行監控模式,加強了發電廠中電網的統一運行管理,提高了系統工作效率、控制水平和自動化水平,降低了火電廠的成本造價,提高了火力發電廠的市場競爭能力必然趨勢。
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責任編輯:蔣桂云
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