发电厂电气自动化系统的研究

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【摘 要】电力工业为科学技术的发展以及工农业事业、国防事业等提供了不可或缺的动力，与人们的生活息息相关。发电厂电气自动化系统的采用能够提高电厂的自动化水平，节约资源和投资成本；在该系统的构建中，要综合运行各方面技术，如：微机保护技术、通信技术以及现场总线技术等。本文首先归纳了电气自动化系统运用于发电厂的优势，之后重点探讨了该系统的功能设计。

【关键词】发电厂；电气系自动化系统；功能设计

引言

国民经济的增长和人民生活水平的提高都离不开电力工业的发展。在我国，随着发电机装机容量的不断增加，其逐渐向着大容量和高参数的方向发展，人们也越来越重视机组的安全和运行的经济；对发电厂的电气系统实施自动化改造无疑是实现节能增效的重要手段。在发电厂电气自动化系统中，不仅实现了各项综合功能，如：保护、测量计量以及控制分析等，还能够对电气系统内部的故障进行分析，提高整个系统的运行管理水平。

1 电气自动化系统的优势

在发电厂的电气自动化系统中，操作人员通过键盘、鼠标等输入设备以及显示器等输出设备完成操作；该自动化系统彻底改变了电气系统的控制模式，不仅能够大大提高发电厂的自动化水平，在经济效益的提高上也效果显著。其优势主要表现在以下几个方面：（1）该自动化系统一改过去传统的控制平台，取消了常规光字牌和表计；在对断路器的操作上，只需在工作站内通过软手操即可，不仅降低了劳动强度，同时也提高了工作效率。（2）在发电机系统中，实现了软手操控制以及程序控制；它依据设备实际的运行情况在机组并网的适当位置设置人工断点。（3）在厂用电系统中，通过微机保护装置，实现分层分布的要求，提高了整个系统的可靠性。（4）该系统具有防误闭锁功能，误操作概率得到了降低。（5）通过系统软件完成系统中各子系统的关系图。系统软件的功能十分强大，不仅包括事故报警和记录功能，对数据的处理功能，还能够实现报表的生成和打印，显示画面等。（6）系统能够实现对电气设备的保护、测量以及监视等。通过网络通信的方式将DCS系统和综合自动化系统连接起来，实现信息交换，不仅能够节省变送器，更重要的是将电气设备全部接入到DCS系统中。

2 电气自动化系统的功能设计

2.1 保护监控系统分析

在发电厂厂用电保护监控系统中，依托于现场总线技术，实现用电的保护监控。在该系统中，分层分布式结构包括：站控层、通讯层以及间隔层。基于微机智能保护以及相应的测控装置，通过网络系统将发电厂中的相关设备有机的连接起来，如：监测设备、控制设备以及保护设备等；在后台，通过监控系统对这些设备进行管理和监控，真正意义上实现了分散安装、集中监控以及信息共享。

2.2 网络监控系统分析

作为电气自动化系统的子系统，升压站网络监控系统与DCS系统一起共同组成了电厂的自动化系统，共同完成整个电厂的生产管理以及发电控制。在进行升压站网络监控系统的功能设计时，需要依据国家的相关标准，保证各种应用的集成。在该系统中，集成有：、保护信息管理、SCADA、图模库一体化、程序化控制、操作票管理一体化五防以及实现AGC等功能。

2.3 综合保护监控系统分析

综合保护监控系统主要是针对发电机组而言的，是一种保护测控系统，能够保护单台发电机或是发电机组，同时实现测量和控制的功能。在该系统中，最为关键的装置是高性能的控制器。每套保护中有两层独立的装置，能够对发电机、变压器、高厂变、励磁变以及启备变等实施保护；另外，还能够保护故障录波器、自动/手动准同期设备以及高压出线等。该系统的突出优点是：结构简单，具有较强的实用性和抗干扰能力，安全可靠。

2.4 设备状态监测系统分析

设备状态检测系统是电气自动化系统中最为关键的功能系统。其功能是：设备处于运行状态时，该系统对设备运行中的信息参量进行连续采集，这些参量能够反映出设备的实时运行状态；根据对采集的信息参量的分析，对其变化趋势进行预测，诊断设备的现状，并预测设备的寿命，制动相应的检修方案等。该系统同样是采用分层分布式结构，其构成主体是后台专家分析系统以及智能在线监测装置。其中，前者利用的是故障诊断模型以及诊断算法，对电气设备的状态和故障数据进行收集，组建完善的数据库，提取设备的运行征兆，并分析这些状态数据。这样一来，参数出现异常的设备能够在第一时间内被发现。该系统大大提高了电气设备的科学性和自动化水平。在后者，即：智能在线监测装置中，包含有各在线监测单元，如：变压器监测单元、断路器监测单元、避雷器监测单元等；在功能上，这些单元是相互独立的，安装时也遵循就地安装的原则，数据通讯是通过高速网路以及后台专家分析系统来进行的。

2.5 设备自动监测系统分析

设备自动监测系统中的温度在线监测系统是由数字温度检测器、主机以及远程主机组成的。其中，数字温度检测器通过无线数据传输的方式与本地主机相连。本地主机与远程主机的组网通讯方式是RS485以太网方式。该系统能够实现温度以及温升的测量，另外，它还可以通过事先设定额定值的方式，对实时超额现象给出报警信号，实现温升故障的记录和分析。该系统的抗干扰性能较强，具有较好的实时性。电缆负荷以及火警监测系统能够对电力设备以及电力设备所处环境的温度进行监控，与历史数据相结合，共同排除不确定因素，保证负荷的适宜和安全。变压器智能监测系统中包括有各类智能组件，如：变压器油色谱、铁芯/夹件、套管以及绕组测温等。在油色谱监测单元中能够实现绝缘油组份和微水的分析；套管监测单元完成对变压器套管绝缘情况的监测；铁芯和夹件监测单元实现变压器内部绝缘情况的监测。在发电机安全状态检测系统中，具有实时监测记录发电机安全状态的功能模块，包括：对定子和转子绝缘的监测，对定子绕组端部振动的监测，对机组振动的监测等，对发电机气体湿度的监测等等。

3 结束语

社会的发展提高了人们对电厂供电质量的要求，在发电厂实现电气自动化是不可逆转的趋势，也是适应经济社会发展的必然要求。本文首先归纳了电气自动化系统运用于发电厂的优势，之后重点探讨了该系统的功能设计。随着电气保护一级电气控制设备的不断发展，电厂电气自动化系统的实现也指日可待；资源共享更是加快了电力系统实现自动化的步伐。在未来，人们对于电气自动化的研究将会越来愈深入，各项相关技术也会越来越成熟，相信其一定能够更加完善，为人类提供更多便利。

参考文献：

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