电厂电气自动化方案设计

[电厂财务控制制度]一.资产控制原则 1.资产的保管与账簿的记载，应由不同人员分别负责管理。 2.资产的保管，应明确指派人员负责，以免责任混淆。 3.有形资产应加防护，以免私自或不当使用。 4.应随时...+阅读

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电厂电气自动化方案设计【1】

摘要：近年来，我国的电厂电气自动化得到了很大的发展，但是在电气自动化方案的设计上存在一定问题。

本文对于电气自动化系统的现状进行分析，并探讨了网络通信自动化控制系统的相关问题，总结了电厂改革的意义，希望为电厂以及企业的进一步稳定发展和我国电力相关系统技术的整体提升来提供理论的支持。

关键词：电厂电气;电气自动化;自动控制

前言

近年来，我国的电力发展的前景非常广阔。

在不断改革进步的潮流下，电厂电气自动化技术水平的高低能在较大程度上影响电厂市场竞争力以及企业的经济效益，也是对降低电厂运行成本、提高生产效率、社会效益的提高以及电厂电力系统技术的整体提升有着极大的作用。

1 电厂电气自动化系统目前存在问题

电厂电气的自动化系统主要指的是使用网络通信技术、利用工程软件以及相关通信协议等先进技术来实现电气系统的自动控制、安全监测、系统保护以及信息的有效管理等新型的自动化系统。

电厂电气的自动化系统不仅包括了升压站的子系统、机组的子系统，还包括了厂用子系统中的大部分电气子系统的统计，可以说是较为独立的电气控制系统，该系统能够通过先进的信息技术进行及时的更新和合理的应用，进而来实现对于电气设备的信息采集以及监控工作。

另外，电厂电气的自动化通信系统需要更先进的网络技术来不断的完善，应用于经济性、通用性以及可扩展性方面，在这几方面进行综合评估得到最好的结果，其中以太网的使用具有非常大的优势，主要体现在以太网的数据传输速度快、信息容量大、整体成本较低以及网络结构方面使用灵活等特点，这一特点的充分发挥使其在工业领域以及商业领域都得到了广泛的应用，但是仍不足以在通信协议技术标准的多样性方面体现其优势。

在工业领域使用的以太网已经大部分能够满足电气自动化系统在信息传输方面的所有信息需求，进而能够有效的促进电厂电气自动化系统在应用效果方面的提升，这也使其在电力系统得到非常广泛的应用。

对于现代的电厂电气自动化系统，存在突出的问题是设备和布置较多而且非常分散，在维修方面非常困难，所以这些方面需要不断的进行完善工作，进而实现电厂电气自动化系统先进技术应用的目标。

2 电厂电气自动化系统的方案设计

2.1 电气自动化系统的构成

电厂电气自动化系统不同于热工操作系统，在操作频率上较低，但是系统的保护性能可靠性较高，在结构上简单易连锁，只要两台相关的电气控制系统就能保证其控制的自动性，所以，电厂电气的自动化系统需要及时的构建合理的联网方式和操作系统来提高其可靠性，也只有这样才能使电厂电气的自动化系统能够安全的运行下去。

电厂电气的自动化系统的结构组成是分层分布式系统，主要包括通信控制层和站控层以及间隔层。

首先，第一部分是通信的控制层，需要使用不同的通信方式实现不同装置之间的数据转换工作。

也可以说网络技术以及通信技术的快速发展作为电厂电气自动化系统发展强有力的支持，同时也为电厂电气的自动化系统在功能和结构上的进一步发展提供了更为广阔的发展平台，比如通过以太网技术实现数据与工作装置之间的数据转换工作，还可以通过现场的总线以及其他的一些主要设备来实现对于主控单元以及间隔层的通信工作，进而实现现代智能且有效的管理模式。

电厂电气的自动化系统在逐步的向现代与智能控制的方面发展，其中主要的表现有两个方面，即间隔层和站控层。

其次，在站控层方面，它是电厂电气的自动化系统的主控装置，不断的收集并有效处理相关的数据对于整个的控制系统进行监视和有效控制的作用，所以监督和控制系统也在逐步的向自动化管理水平提高其全面高效运行的水平。

最后，在间隔层方面，存在智能设备和相关的保护装置，这些装置主要需要通过现场的总线以及其接口进行通信工作，这一趋势主要向着系统的综合化以及网络化的方向快速发展。

所以，需要根据间隔层对设备不同程度的特殊要求，另外还可以采用以太网来实现通信。

2.2 电气自动化系统控制方案的设计意义

电厂电气的自动化系统与传统的电厂自动化系统相比较，电厂电气的自动化系统能够自动的与电波的脉冲信号连接起来，进而能够发送出电力报表信号，这也就能实现厂用系统的智能功能，同时也能够显示出发电机运行的状态是否正常，进而能够更加精准的进行定值管理以及在线审核功能。

除此之外，能够对故障的出现进行及时的诊断和维修工作，有效提升电气系统的实用性以及有效性。

电气自动化系统控制方案最重要的设计意义就在于，将各个独立运行的电气装置通过连线或者是以太网来连接成一个整体的系统，进而减少传统连接方式的缺点，而造成的高成本，这对与企业的稳定性发展也有着非常关键的作用。

电厂电气的自动化系统可以通过以太网这一通信科技技术来减少员工的劳动量或者是降低整个的运行成本并且提高其经济的效益，电气自动化系统控制方案的设计能够为电厂的技术带来了进一步的提高。

2.3 电气自动化系统的监控方案

传统的电厂电气监控系统主要能够实现对于电气部分信息的采集以及远程控制功能的实现。

但是总体来讲，其信息量还是比较小的，而且信息的类型也比较单一。

但是电气自动化系统的监控方案主要侧重在电气系统的监控方面以及自动化监控技术的有效运用。

电气自动化系统监控的模式分为两种，其一是，优于传统的监控方案集中模式，有效集中而且非常易于管理但是可靠性很弱。

其二是，对于不同的分层结构继续进行管理以及数据的交换。

进行装置间的数据交换主要通过站控层的转发以及工作站来实现，有一些非常重要的信息要通过有效的方式连接。

还有一些非常重要的信息需要通过主控单元以及双向数据进行交换，另外一些不重要的信息要通过站控层的转发或者是相关的工作站来实现交换。

电气自动化系统的监控方案有很高的实时性以及可靠性。

在电厂自动化技术以及监控方案的应用中有许多需要注意的问题，如监控系统主站设备，整个系统的装置分组以及主控单元的保护等等。

3 结束语

近年来，电力市场的发展脚步在迅速加快，而且网络科学技术也在不断的进步，这就要求电厂要加快其技术水平的改革与创新，进而能使电气自动化技术得到广泛的应用。

电厂电气自动化系统的应用在加快我国电力市场化的进程的同时也提高我国电力系统的技术水平，进而保障我国电厂的安全稳定运行，而且还能够对我国的整体电力系统技术的提升有着非凡的意义。

参考文献

[1]焦邵华，李娟，李卫，等.大型火力发电厂电气控制系统的实现模式[J].电力系统自动化，2005(29).

[2]庞军.电气自动化监控技术在电厂中的应用发展[J].能源电力，2011(7).

[3]常志鹏.电厂电气自动化系统应用现状及发展[J].工控资讯，2011(2).

发电厂电气自动化改造施工设计中的几点浅见【2】

摘要：自2003年10月以来，运行了十余年的攀钢发电厂31OOMW单元机组、11OkV升压站及线路部分已成功进行了电气综合自动化自动化(计算机监控系统)改造改造，本文就攀钢发电厂电气计算机监控系统改造改造施工设计中碰到的一些题目进行讨论，以期对其他电厂电气监控系统改造或新建项目有所参考。

序言

攀钢发电厂是攀枝花钢铁公司的自备火力发电厂，第一台机组于1993年并网发电，其装机容量为3100MW的单元制机组。

原电气系统电气系统控制方式为传统的电气主控制室常规控制模式。

为进步攀钢发电厂电气自动化自动化控制水平，确保发电机组与电网安全、稳定、经济运行，攀钢发电厂决定采用新华控制工程有限公司XDPS-400+型分散控制系统对原有电气系统电气系统进行电气综合自动化(计算机监控系统)改造。

该系统为集丈量、控制、通讯与治理功能为一体的实时监控处理系统。

本次电气自动化改造涉及到的配电装置一次规模如下:110kV侧主接线为双母线带旁路母线，110kV出线8回、1台母联开关、3台主变、1台高备变。

自2003年起，攀钢发电厂依靠自身的技术气力，在新华公司的配合下进行了电气综合自动化改造的研究规划、方案制定、系统改造的施工图设计，并利用机组设备分步计划性轮流检验机会，成功顺利地完成了现场施工凋试，且一次性成功投进运行。

运行至今，效果良好。

本次电气自动化改造施工设计遵循的原则

本次改造是对发电厂电气设备原有控制系统的改造，在运行中的发电厂进行电气自动化改造，不仅要考虑改造后监控系统的安全可靠性题目，更需要重点考虑安全施工与改造施工量、改造工期的题目。

根据发电厂的机组与供电设备不可能全部停运来改造，只能分步利用电气设备轮流的检验机会来进行施工改造的实际情况。

为此，必须全面地分析把握现场设备实际状况，制定公道的、优化的改造设计方案与施工方案，在满足系统安金性、可靠性基础上尽可能利用系统原有设备，以优化改造的施工量、缩减改造工期、减小设备改造停运的影响，从而实现投资省、见效快的目的。

结合新华控制工程有限公司XDPS-400+型分散控制系统的技术特点与电厂实际现状，在施工设计中应遵循如下原则:

改造后的电气自动化监控系统应满足新颁《火力发电厂变电所二次设计技术规程》(DL/T5136-2001)、《220~500Kv变电所计算机监控系统没汁技术规程》(DL/T5149-2001)与《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》的规定，并根据现场原有设备控制的要求、结合攀钢电厂生产运行实际对监控系统性能进行优化与完善。

结合现场实际，尽可能利用系统原有电缆，减少改造施工的工作量、缩减改造工期、减小对运行设备的影响，从而实现投资省、见效快的目的。

在改造后增加新功能的同时，要必须保证原有的功能不减少。

在不违反电厂《运行规程》的条件下，尽量符合运行职员的原有操纵习惯。

从设计上尽量避免运行职员误操纵的可能。

监控系统必须具备较强的可扩展性，包括每种类型的I/0卡的测点量;各分散处理单元的处理器的处理能力及各存贮器的存贮量;供电电源等都必须留有相当比例的裕量和扩展空间。

本次施工设计中碰到的题目及解决措施

1.结合电厂电气系统实际情况，公道选配DPU数目

鉴于攀钢电厂的实际情况，是在运行中的发电厂进行电气自动化改造，不仅要考虑尽可能的节约改造用度，更需要重点考虑安全施工与改造施工量、改造工期以及改造后系统的安全性、可靠性、运行维护的题目。

结合攀钢电厂电气系统实际情况和新华控制工程有限公司XDPS-400+型分散控制系统的技术特点，我们将攀纲电厂的监控系统设计成5个分散控制处理单元(即5对DPU)，这5个控制单元分别为:3台机组及其厂用电系统的控制各为一个分散控制处理单元，高压厂用备用变、220V直流系统与110kV升压站除发变组设备以外的系统设备按其功能及设备编号尾数的单双号而分别接进2个分散控制处理单元。

其中每台机组的同期装置与11OkV系统的同期装置也随这5个分散控制处理单元而分散配置同期卡件。

2.监控系统的外围回路

由于改造完毕后将全部拆除电厂主控制室内原有控制屏(台)，我们新制作安装了五面监控系统的前置柜，即每台机组及相应的厂用电系统各一眼前置柜，分别用于安装该机组单元的直流控制电源保险、变送器、信号隔离中间继电器以及转接原接于控制屏台上至就地设备的电缆。

另制作一面线路前置柜，用于安装9条线路的控制保险、二组11Okv母线PT的监控设备、母联控制设备、220V直流系统变送器、高压厂用备用变的控制回路设备;每面控制端子柜内直流电源也按单元化原则改造设计，各自分别接进两组直流母线并构成不同的直流环网，以进步监控系统可靠性、且便于分步施工改造。

有了这五面监控系统的前置柜，既保证了原安装于控制屏(台)后的直流电源控制网络与控制保险，需进进监控系统的信号处理设备(如变送器、位置继电器等)有适当的安装位置;又可以尽量利用原有电缆，将该系统原安装于控制屏(台)和其它部分的电缆在前置柜集中以后，再分别按照改造后监控系统的柜子布置位置，重新公道分布设计电缆的走向。

3.同期回路

攀钢电厂原同期回路是按照典型的集中同期的方式设计的，全厂只有一套准同期回路，各个同期点通过各自控制屏(台)上的同期开关TK的切换来实现。

在本次改造工程中，我们通过以下方法保证了保产与改造的顺利进行:

改造后的监控系统按照单元化思想，对每台机组采用独立的自动准同期装置以实现准同期并网;8条11Okv线路与母联、旁路开关，分别采用2套同期装置实现同期并列。

这样保证了每台设备改造时不影响其它末改造设备的正常运行。

攀钢发电厂主变压器的连接组别为Y/△A-11，同期回路中11Okv系统侧采用的是AN相，发电机侧采用的是AC相，但我厂11OkV系统侧PT二次是N线接地，而发电机侧PT二次采用的是B相接地，为了防止发电机同期时发电机侧PT二次在同期卡内通过系统侧PT二次的N线发生C相接地短路，在每台发电机的同期回路的发电机侧同期电压回路中增加一个11OV/11OV的同期隔离变压器，隔离变压器前增加一付同期投进的DO点。

这样一来既防止了发电机同期时PT二次发生短路，又保证了同期隔离变压器只在发电机同期时短时带电，而正常情况下不带电。

4.跳、合们监视回路

改造前的开关分/合位监视是由串联在分/合位回路的红绿灯来实现，其作用是:监视开关状态;监视分/合闸回路是否完好;监视控制电源是否正常。

改造后，我们用分/合位监视继电器来替换原来的红绿灯(选用的继电器线圈电阻值必须20千欧)，将分/合闸回路监视继电器的接点引进监控系统中而不直接引进开关的辅助位置接点，这样在不减少原有功能的基础上，方使的实现了从模拟回路到数字回路的功能转换。

在改造后的开关分/合位回路中新增了一个磁保持的双位置继电器，实现记忆开关合后、分后位置的功能，以满足事故跳闸信号、重合闸等回路的需要。

5.公道选用I/0卡件

根据实际需要配备I/0卡件的种类和数目，并预留20-25%的备用数目和可扩展的安装位置。

对进进监控系统的5A、lOOV交流标准信号，改造时均采用新华公司设计的精度可达0.2级的

交流采样卡(CAI、CAV卡)直接采样;对发电机励磁系统、直流系统及其它辅助设备非标准信号的监测信号，才采用相应规格的有源变送器输出4-2OmA标准信号而进进采样卡进行监测。

这样可以尽可能的简化设计、节省空间及电缆数目。

新华控制工程有限公司的BZT卡件功能比铰简单，无法满足发电厂厂用电源备自投回路的要求，为此备自投回路只能通过另外的设计来实现。

6.公道选用扩展继电器