火电厂电气自动化技术探析

倪焱瑶　王励策

摘 要：火力发电厂采用电气自动化技术充分发挥了火电厂电气系统集体自动化的作用，实现了MIS系统和SIS系统的无缝连接，进一步提升了火力发电厂的生产效率。以火电厂电气自动化技术为研究的切入点，对火电厂电气自动化系统的建设进行了相关的探索和研究，并提出了电气自动化未来的发展道路。

关键词：火电厂；电气自动化技术；火力发电；控制系统

中图分类号：TM621 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.13.143

火力发电中的电气自动化系统，简称为ECS，是发电厂近几年的热点和焦点议题，其侧重点在于对火力发电厂自动化的监控，并对内部用电低压电气系统实行保护和控制。系统控制方式也从简单的DCS系统逐步向复杂、全面的控制系统发展。目前来看，我国的火电厂电气自动化技术正日趋走向成熟，集测量、控制、监视等多种功能于一体，并在火电厂电气自动化发展当中得到一一推广和应用。针对这种发展局势，如何看待发电厂电气自动化的缺陷以及当下火电厂发展系统存在的弊端，是改进技术和推进生产创新的关键。

1 当下火力发电厂监控系统存在的问题

1.1 监控系统落后

目前，国内多数发电厂的监控系统较为落后，其采用的主要设备为中央信号光字牌。这种监测设备很难满足故障信息的监测需求，使火电厂设备的运行和使用受到了极大的限制，同时也导致了生产效率低下、安全性无法保障等一系列现实问题。

1.2 控制系统缺陷

在大多数发电厂内，升压站依旧采用传统的硬搬把（按钮）进行生产操作。硬搬把在工作时间较长的情况下会产生磨损等问题，从而导致操作失败，容易引起操作事故，因此存在的风险系数较大。除此之外，公用操作系统存在诸多不便。公用系统是由机组工作人员进行轮流操作的，并且其无法纳入DCS系统，这样一来，就容易造成疏忽，导致操作事故的发生。

2 电气自动化技术在火电厂的基本作用

一般来说，传统的火力发电厂中的DCS系统侧重于机炉的简单控制，而电气系统则可以实现自动化控制。电气自动化技术是以监视控制设备为主，通过数据连接和监控信息的反馈反映出设备的运行情况，并且能够在发生意外事故的时候采取紧急应对措施进行处理。将电气自动化技术应用于火电厂当中，根据电量日常表、设备数据表、检修报表提供的相关信息，能够及时分析出设备的警告信号、动作事件异常情况，以此来避免重大事故的发生。

3 采用火电厂电气自动化技术的目的

3.1 采用火电厂电气自动化技术的必要性

传统的DCS技术无法满足当下火电厂的发展需求，根据社会经济发展的一般规律，必然会遭到淘汰。2007-03，温家宝总理就提出了“十一五”期间关闭5.0×107 kW小火电机组的目标，淘汰落后的生产方式，建设大机组，实行大规模的自动化生产，以提升生产效率。而在这样的情况下，就必须实现生产的集中化控制和轻松、快捷、简便的系统操作模式。为了达到这一目标，就必须采用火电厂电气自动化技术，转变过去单一采集电气信号的生产模式，提高整个火力发电厂电气自动化系统的运行和管理水平。采用火电厂电气自动化技术，对于火力发电厂的长足发展和进步起着至关重要的作用。

3.2 完善火力发电厂的控制系统

采用火力发电厂电气自动化技术最大的目的就是完善火力发电厂的控制系统和监测系统。电力自动化技术应用水平的提升得益于科学技术的不断进步和发展，它对火力发电厂的作用则体现在对生产过程各个方面有效的监控。火力发电厂中，电气自动化系统的监控装置可以实现保护和监控，还可以进行数据交换，实现火力发电厂的信息化管理和控制。

4 电气自动化技术的应用配置

自动化系统的通信带宽通常高达10 Mbit/s以上，100 Mbit/s以太网也已经得到了广泛应用。自动化系统以以太网为通信媒介，使用双绞线、同轴电缆、光纤等介质进行信号传输。电气自动化技术在火力发电厂中主要采取了I/0集中控制方式和远程智能I/0方式来完成监控。

4.1 I/0集中监控方式

I/0集中监控方式通过硬接线电缆与集控室DCSI/0通道相连，实现DCS对全厂电气设备的监控。在低压厂用电时，会使用UT-9935低压变保护测控装置进行监控，而高压电厂用电时，则采用UT-9921综合保护测控装置。

4.2 远程智能I/0监控方式

远程智能I/0监控方式是针对较远现场设立的监控方式，也成为现场A/D转换机柜。这种监控方式主要采取硬接线电缆和采集柜相结合的方式来实现，主要应用双绞线来传输信号。远程智能I/0的监控方式可以节省大量电缆，节约了安装费用，但模拟量卡件不能有丝毫减少。

除了I/0集中监控方式和远程I/0方式外，火电厂电气自动化系统应用配置还涉及到站控层、网控子系统等技术的应用。站控层是火电厂后台采用双操作员的监控手段，具有系统维护、故障分析和保护管理等功能。一般情况下，通常会在站控层内设置一套UT-2000综合操作屏，提供直观的监控模式。网控子系统采取66 kV以上电压等级线路配置方式，并且配置了UT-600系列控制装置。

5 结束语

目前，我国要想解决电气系统中存在的问题，深化电力市场的机制体制改革，提升发电厂的生产效率，最有效的途径就是实现火力发电厂电气自动化。通过上文的分析，我们不难看出目前我国火电厂电气自动化技术存在的诸多问题。通过探究和分析，解决这一问题的有效途径就是实现集控化管理，加快电气自动化的发展步伐，实现火力发电厂发电机、锅炉一体化的监控模式，加强发电厂中电网的统一运行和管理。同时，注重DCS自动化系统的应用，实现发电厂电气综合自动化及其协调统一发展。

参考文献

[1]贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理[M].北京：中国电力出版社，1994.

〔编辑：王霞〕