探究電氣自動化控制
探究電氣自動化控制，是小編專門為各位電氣自動化專業(yè)的同學準備的論文，希望對大家有幫助!
摘 要：電廠電氣自動化系統(tǒng)(ECS)是使用保護、測控、通信接口、監(jiān)控系統(tǒng)等設備實現(xiàn)所有電廠電氣設備的監(jiān)測、控制、保護和信息管理，是實現(xiàn)發(fā)電廠電氣自動化的全面解決方案。筆者結合現(xiàn)場工作經(jīng)驗，對電廠電氣自動化控制的經(jīng)驗進行了總結，介紹了電氣控制對象的特點及ECS在DCS中實現(xiàn)的方式，并對當前存在的問題進行了分析，以供參考。
關鍵詞：電氣自動化 ECS 實現(xiàn)方式 問題
1 引言
電廠電氣自動化系統(tǒng)(ECS)是指使用保護、測控、通信接口、監(jiān)控系統(tǒng)等設備實現(xiàn)所有電廠電氣設備的監(jiān)測、控制、保護和信息管理。是實現(xiàn)發(fā)電廠電氣自動化的全面解決方案。
國內(nèi)大部分發(fā)電廠都采用集散控制系統(tǒng)(DCS)來實現(xiàn)熱工系統(tǒng)的自動化運行，而傳統(tǒng)的電氣系統(tǒng)一般采用“一對一”的硬連接控制以及儀表監(jiān)視，自動化水平相對落后。為了提升電氣系統(tǒng)的自動化水平，應考慮建設相對獨立的電氣控制系統(tǒng)，ECS系統(tǒng)包括電廠所有電氣子系統(tǒng)即升壓站子系統(tǒng)、機組子系統(tǒng)和廠用電子系統(tǒng)。
2 電氣控制對象的特點
以火力發(fā)電廠為例，電氣控制系統(tǒng)相對于熱機等設備而言，其需要控制的信息采集量和對象并不是很多，其操作頻率也相對較低，但須要強調(diào)快速性與準確性。而對于電氣設備的保護自動裝置的可靠性也要求較高，并且動作速度要快，抗干擾性較好。
熱力系統(tǒng)控制需要處理的信息量很大，系統(tǒng)也很復雜，多以過程控制為主;電氣控制系統(tǒng)(ECS)主要以數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和順序控制為主，連鎖保護較多。
3 電氣控制系統(tǒng)ECS概述
電氣控制系統(tǒng)ECS(Electrical Control System)一般稱為電氣設備二次控制回路，不同的設備有不同的控制回路，而且高壓電氣設備與低壓電氣設備的控制方式也不相同。其任務是保證一次設備運行的可靠與安全，因此需要有許多輔助電氣設備為之服務，能夠?qū)崿F(xiàn)某項控制功能的若干個電器組件的組合，稱為控制回路或二次回路。
一般ECS設備主要功能包括：測量功能、監(jiān)視功能、自動控制功能和保護功能。即實現(xiàn)對相關的電氣設備監(jiān)控、聯(lián)鎖及各電氣參數(shù)的測量，并可在操作員站CRT畫面上顯示各系統(tǒng)設備狀態(tài)、工況，并全部實現(xiàn)軟操作等功能;實現(xiàn)對發(fā)變組及各配電設備事故、預告、保護動作后的報警，光字牌顯示、歷史站記錄、追憶打印等功能;實現(xiàn)發(fā)電機順控自動升壓自動準同期并網(wǎng);實現(xiàn)高備廠變及各低備廠變的自動切換操作等功能。
常用的控制線路的基本回路包括：電源供電回路、保護回路、信號回路、自動與手動回路、制動停車回路、自鎖及閉鎖回路。在設備操作與監(jiān)視當中，傳統(tǒng)的操作組件、控制電器、儀表和信號等設備大多可被電腦控制系統(tǒng)及電子組件所取代，但在小型設備和就地局部控制的電路中傳統(tǒng)元部件仍有一定的應用范圍。這也都是電路實現(xiàn)微機自動化控制的基礎。
4 ECS在DCS中的實現(xiàn)方式
4.1 部分DCS方式
僅由DCS軟件實現(xiàn)電氣邏輯，通過DCS的I/O通道或網(wǎng)絡通信將控制指令發(fā)送到電氣控制裝置上。DCS可實現(xiàn)聯(lián)鎖的投退，開關的分合閘，電動機的啟停，操作指令合法性的邏輯檢查和揭示邏輯實現(xiàn)條件等。對于發(fā)電機勵磁調(diào)節(jié)器AVR(自動電壓調(diào)節(jié)器)、發(fā)電機準同期裝置ASS、發(fā)電機-變壓器組繼電保護裝置、故障錄波裝置等，其功能靠自身裝置實現(xiàn)，僅通過DCS實現(xiàn)裝置的投、退。
優(yōu)點：電氣裝置獨立，完全由其自身實現(xiàn)安全性連鎖邏輯，脫離DCS系統(tǒng)，依靠自身仍然能夠維持安全運行;缺點：可靠性取決與裝置。
4.2 完全由DCS硬件和軟件實現(xiàn)電氣邏輯
包括發(fā)電機同期邏輯、廠用電自動切換邏輯、發(fā)電機勵磁調(diào)節(jié)器甚至簡單的繼電器保護邏輯等。有些DCS已有相應的專用硬件模件，與其軟件組態(tài)完成相應電氣裝置的功能。
優(yōu)點：軟硬均在DCS，靈活方便功能強;缺點：對DCS要求高，負擔重，可能影響其它控制系統(tǒng)，并且某些功能上難實現(xiàn)(發(fā)電機-變壓器組繼電保護裝置、故障錄波裝置等)。
5 存在的問題及建議
ECS的監(jiān)控系統(tǒng)與各個保護的通訊接口沒有統(tǒng)一的規(guī)約，因其保護型號不同，相應的規(guī)約也有較大差異。例如，威盛電能表規(guī)約DL/T 645-1997，而許繼的保護規(guī)約為IEC-870-5-103。這就需要網(wǎng)絡通訊管理機對這些規(guī)約進行解釋，對系統(tǒng)的調(diào)試帶來了很多困難。而實際工程項目中，通常留給調(diào)試的時間也十分緊張，因此會出現(xiàn)隨著投產(chǎn)的進行，消缺也緊隨其后的情況。
從系統(tǒng)的結構可以看出，各間隔分散的數(shù)據(jù)，容易發(fā)生由于傳送數(shù)據(jù)量大，受通信速率、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)容量等的限制使通道阻塞，造成信息傳輸?shù)钠款i。
在監(jiān)控系統(tǒng)設計與實施過程中，還需要特別強調(diào)信息總量的問題，因為信息采集內(nèi)容越全，對電廠監(jiān)視和事故處理越有利，但經(jīng)過一段時間的運行，就會發(fā)現(xiàn)還存在一個信息優(yōu)化的問題。特別是對于保護裝置通過監(jiān)控系統(tǒng)上傳的報文，例如當保護動作時，裝置就會上傳大量的報文，從而影響了運行人員對重要信息的捕捉。所以，我們必須對系統(tǒng)所采集的信息進行一定的優(yōu)化與篩選。
監(jiān)控系統(tǒng)的技術指標也是需要著重考慮的重要因素之一。但是，系統(tǒng)的很多技術指標既沒有確切的定義，在現(xiàn)場調(diào)試過程中也不便于測試，如網(wǎng)絡負荷率和CPU等。間隔設備并沒有像微機保護那樣明確的校驗規(guī)程。隨著監(jiān)控系統(tǒng)在電廠運行中所處的重要地位，這些問題不容忽視，必須立即制定相關的調(diào)試、校驗規(guī)程，以保證監(jiān)控系統(tǒng)正常穩(wěn)定的運行。
6 結束語
ECS系統(tǒng)將各自獨立運行的繼電保護裝置、測控裝置、自動裝置等通過現(xiàn)場總線或以太網(wǎng)連接起來構成系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡和后臺軟件，實現(xiàn)了電氣系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制、故障分析和運行管理，提高了整個發(fā)電廠的自動控制水平和運行管理水平，同時，減小了運行人員的勞動強度和設備的維護量，對提高電廠安全、穩(wěn)定、可靠、管理的運行水平，降低運行維護成本，提高經(jīng)濟效益等都具有十分重要的意義。
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