解析电厂电气监控系统中存在的问题

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摘要：本文首先介绍了电厂电气监控系统的特点及应用，其次分析了电厂电气监控系统在发展中存在的问题，最后提出了电厂电气监控系统的应对措施。

关键词：电厂电气；监控系统；存在问题

中图分类号：F407文献标识码： A

前言：

当今市场对电力电气的需要随着我国人口的不断增长及社会国民经济的不断增长而增长，然而科学技术的发展及现代人民生活便利性的增强也使人们对电气发展水平的标准也有了明显的加强，为了适应当今市场经济的发展及需求，电厂一定要增强改进它本身的电气监控体系，加强它本身的电气监控水平，继而为现代人们提供更加有效，更加高质量的服务。本文简单分析了电厂的电气监控系统的概念特征和它本身功能的设施办法，然后提出了现在社会中电气监控系统中存在的一些问题与措施。电厂电气监控系统(ECS)是能够增强电厂电气系统的自动化与运行管理能力,使用计算机和现场总线技术与通信技术，测量保护与控制，继而完成电厂电气系统的电气运行，电气控制，电气保护与故障诊断等作用的综合自动化监控管理系统。在计算机技术，计算机测量控制技术与通讯网络、人机接口技术的不断发展的过程中，电厂电气监控系统已经朝着深一层次中发展。

一、电厂电气监控系统的特点和应用

（一）相对于电气设施里的自动化装置和自我保护装置而言，要求具备很高的快速性与可靠性。比如，要求发变组的保护动作速度在40ms左右；在自动准同期，使用同步电压方式，它的滑压，转速和电压调节等等在5ms左右；在电厂用电切换装备里，快速切换的时间保持在60-80ms之间，而且同步鉴定的相位差在5度-20度中间；而且电压自动调节设备快速励磁要求的时间非常短暂；另外，相对热工设施来说，电气设施的控制对象比较少，操作频率比较低，有些设施或者系统（例如发电机、变压器组、厂用电源等等）在正常使用情况下，大概几个月才会操作一次，但是需要操作过程中要求自身具有较高的准确性及可靠性，否则如果出现问题，就会导致严重后果。然而ECS系统具备的电气智能装置分层，分布理念，令其具有高可用性与高可靠性的特征，于是可以很好地达到电气系统运行的高标准。

（二）300MW和以上容量机组，一般是两台机组共同使用一台启动或备用变压器。经过优化ECS接入集散控制系统（DCS）的方法，也就是“硬接线+通信”，给DCS系统提供实时及响应速度高的电气系统的有关信息，保证只能有一台机组的DCS完成对公用部分的管控，与此同时另外的一台机组DCS可以完成实时监视，而且此种操作控制权可以完成切换。如此一来，对任何一台机组进行检修作业，都不可能影响到另一台机组的正常运行。然而ECS和厂里各个电气智能设备数据交换为计算机通讯方式，抗干扰能力较强，可以节省许多的电缆及二次设备（如变送器等），这带来的直接好处就是降低了DCS硬件设施，降低了DCS负担。

（三）基于电气设施及系统的连锁逻辑非常简单，然而电气设施的自身操作比较繁琐，构建ECS和DCS的连接，就能够经过ECS收集电厂中电气设施的全部信息（例如电压，电流，有功，无功，保护定值等），除了达到正常运转操作外，还可以利用ECS的信息存储及统计计算作用，完成实时显示异常运行与故障情况下的每种数据，并且提供有关的操作指导及应急处理措施。充分利用存储的电气信息资源，为电厂运行维护者提供丰富的控制操作，可以进一步加强可靠性，确保电气系统在安全稳定的环境下运行。

二、电厂电气监控系统在发展中存在的问题

（一）ECS接口的问题。现在我们国家的DCS硬件大部分使用的全是进口设施，但是进口的DCS通信的开放性在一定程度上受到限制，造成ECS和DCS的接口存在一些现状，并且表现在下面两个地方：一个方面是通常情况下DCS系统较为偏重于机炉控制，相对于电气自动化的管控开发受到一定的限制，于是不能接受来自ECS的很多数据；另一个方面是DCS系统的扫描周期相对快约为200MS，然而通讯周期，数据长度，信息量的多少对通信的实时性都有一定的影响，于是ECS通信速率是不稳定的。

（二）通信数据的问题。电气项目工程中通常会出现通信接口不准确，通信可靠性的缺乏与实时性和通信设施有很大的局限性等等有关情况。上面情况通常表现在下面一些地方：1、ECS节点较多，分散性大，而且许多台机组的建设通常是分期进行建设，对系统的储蓄性要求很大，和设施生产商的售后服务标准，网络构建框架的可开发空间都有较高的标准；2、硬接线方法和通信方法相比较。因为考虑到信息涉及繁琐的中转程序，所以不论是实时性或是可靠性，都必须不断的优化与完善；

3、ECS通信联网的不同，设施厂前端设施较多，因为设施制造公司的技术能力存在一定的不同，通信接口缺乏完善的生产要求，从而造成ECS系统组网的工作量增多。

（三）系统接入的问题。现在，我国大部分电厂电气系统和DCS互相连接，使用“硬链接”方式，但是此种方式的经济性不好，需要投资量较大，然而DCS采用按“点”收费方式，每个“点”的增多，都会涉及到电缆和DCS连接的变多，提高了投资。而且电厂电气监控管理系统还没有明确的国家规范与行业准则能够参照，在市场的准发展中存在一定的误区，对电厂电气监控管理系统的长期发展不利。这样导致ECS只做搬运者，单一的将设施的信息采集到后台而对相关信息不作归纳与处理，不重视后台的开发工作，这就不能再深层次加强整个电气系统的运行维护管理能力。违背了设立电厂电气监控管理系统的出发点。另外，令变电站综合自动化系统全部替代ECS。变电站综合自动化系统设施是针对变电站开发的，它的通信接口很少，通信负荷率很小，后台功能较弱。然而ECS系统要求通信的接口很多，通信的信息量庞大。假如只是简单地把变电站综合自动化系统应用到ECS，一定会导致通信设施数量庞大，组网能力差，通信速率较低，监控管理功能弱，也带来了很多的浪费。

（四）电气联锁的问题。在电厂运行时，涉及到许多联锁回路的问题。虽然支撑联锁反应的原理相对简单，但是因为电气本身的操作比较复杂，再加上通信状态不是很稳定，可能会带来通信中断的问题，导致联锁失效。所以，在选择联锁通信过程中，大部分为“硬接线”方式。

三、电厂电气监控系统的应对措施

（一）经过对电厂电气的监控系统进行调试与运行，发现它很容易产生信息储存状况，电磁干扰状况和一些运行管理中的状况。首先，电气监控系统中的数据信息大都是靠着ECS系统传输交换，然后经过DCS进行集中分配与管理，所以，电厂要想改善自身的信息数据储存状况，就要对自身的ECS和DCS系统的作用与设施作严格的检测，保证自身信息数据存放的合理性。另外，电厂还要综合自身设施的全部控制设施，例如开关和变压器等作仔细考虑，保证自身ECS与DCS全部使用合理的控制回路，保证自身系统可以完成闭锁控制与其他控制功能的同时，还要确保自身系统设施的安全性，持续性和稳定性。

（二）电气监控系统里特别采用电子设施较多，容易产生电磁干扰情况，就可能导致自身DCS数据传输的不稳定或数据不明确的情况，针对这种情况，电厂就一定要对自身有关线路线缆作好屏蔽，也就是要对自身布线的屏蔽层做好其接地的工作，也能够采用光纤来保证其信号传输的明确性及稳定性。

（三）电气监控系统对计算机及网络的依赖性很大，假若其计算机时间和设施中间存在差异或者不符就有可能造成其监控系统出现状况，另外，假如其系统接口质量不过硬，就有可能造成其他控制功能受到损坏，所以电厂一定要使用先进的，质量高的系统接口设施和计算机有关设施，保证其全部的控制系统与功能可以正常，顺利，有效地工作。

（四）有关机组公用电气系统的问题。在两台机组的公用电气系统里，例如备用电源与高压起动等，经过DCS公用控制网完成控制作用。在DCS公用系统里，形成相对独立的公用控制网络，并且和另外两台机组互相连接，能够使数据纳入到DCS系统中。不管哪一台机组的操作者，都能够在权限规定内进行公用系统的操作处理，但是一定要注意，在DCS系统中间需要经过软件支持闭锁功能，保证在同一时间，只有一项操作为有效状态，保证各项工作有序开展。

结束语：

综上所述，在电厂行业里，电气监控系统的运用较为普遍，但是因为我国现在电厂的电气监控系统在自身的运营管理中还有一些不成熟而且不健全的地方，所以也影响了电厂的服务质量与服务水平，针对这一现象，现代电厂就需要加强分析其现象的存因，并且在改进的前提下，借助这些情况，对电气监控系统的功能及技术进行反思，努力增强其监控系统的安全性，稳定性和全面性，继而促进电气监控系统使用的进一步提高，也促进了电厂的进一步发展。文章深入探讨现在电厂电气监控系统的使用情况，并且提出具体的使用建议，对推动电厂电气监控系统的发展有着重要的意义。

参考文献

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[2] 周基敏. 发电厂电气监控系统中存在的问题分析[J]. 科学与财富, 2011, (7).

[3] 关荣生. 试析发电厂电气监控系统中存在的问题[J]. 中国科技博览，2010, (35).

作者简介：王现彪，男，2008年毕业于青岛大学，自动化专业