總結(jié)資料總結(jié)資料發(fā)電廠；電氣自動化；監(jiān)控技術；發(fā)展趨勢一、廠用電系統(tǒng)的特點在布置方式和數(shù)量上，廠用電設備分散安裝于各配電室和電動機控制中心，元件數(shù)量眾多，運行管理信息量大，檢修維護工作復雜。與熱工系統(tǒng)相比較，電氣設備操作頻率低，有的系統(tǒng)或設備運行正常時，幾個月或更長時間才操作一次；電氣設備保護自動裝置要求可靠性高，動作速度快，比如保護動作速度要求在40ms以內(nèi)完成。在電氣設備本身構造上，其具有聯(lián)鎖邏輯較簡單、操作機構復雜的特點。在控制方式上，廠用電系統(tǒng)的主要設備監(jiān)控需要接入DCS系統(tǒng)，但在兩臺機組共用一臺起/備變的情況時，由于一臺機組的檢修不能影響另一臺機組的正常運行，因此需要考慮兩臺機組DCS電氣控制的模式，確保對其控制權的唯一性?？偨Y(jié)以上特點，在構建ECS時，其系統(tǒng)結(jié)構、與DCS的聯(lián)網(wǎng)方式是確保系統(tǒng)高可靠性的關鍵。既要實現(xiàn)正常起停和運行操作外，又要實現(xiàn)實時顯示異常運行和事故狀態(tài)下的各種數(shù)據(jù)和狀態(tài)，并提供相應的操作指導和應急處理措施，保證電氣系統(tǒng)在最安全合理的工況下工作。二、集中模式（一）原理集中模式也就是傳統(tǒng)的硬接線方式，將強電信號轉(zhuǎn)變?yōu)槿蹼娦盘?，采用空接點方式和4~20mA標準直流信號，通過電纜硬接線將電氣模擬量和開關量信號一對一接至DCS的I/O模件柜，進入DCS進行組態(tài)，實現(xiàn)對電氣設備的監(jiān)控。這種模式又分為直接1/0接入方式和遠程1/0接入方式兩種，前者是將電纜接至電子間集中組屏，后者是在數(shù)據(jù)較集中且離主控室較遠的電氣設備現(xiàn)場設立遠程1/0采集柜，然后通過通信方式與DCS控制主機相連，兩者具有相同的實現(xiàn)技術，本質(zhì)上沒有區(qū)別。（二）優(yōu)點電氣量的采集集中組屏，便于管理，設備運行環(huán)境好；硬接線方式成熟，響應速度快。（三）缺點.電纜數(shù)量大，電纜安裝工程量大，長距離電纜引進的干擾也可能影響DCS的可靠性。.DCS系統(tǒng)按“點”收費，不僅投資大，而且只有重要的電氣量才能進入DCS,系統(tǒng)監(jiān)測的電氣信息不完整。.所有信息量均要集中匯總至DCS系統(tǒng)，風險集中，影響系統(tǒng)可靠性。.由于DCS調(diào)試一般是最后進行，采用集中模式通常難以滿足倒送廠用電的要求。.沒有獨立的電氣監(jiān)控主站系統(tǒng)，無法完成較復雜的電氣運行管理工作（如防誤、事故追憶、繼電保護運行與故障信息自動化管理、錄波分析等高級應用功能），不能實現(xiàn)電氣的“綜合自動化”。三、分層分布式模式（一）原理分層分布式模式從邏輯上將ECS劃分為三層，即站級監(jiān)控層、通信層和間隔層（間隔單元）。間隔層由終端保護測控單元組成，利用面向電氣一次回路或電氣間隔的方法進行設計，將測控單元和保護單元就地分布安裝在各個開關柜或其他一次設備附近。網(wǎng)絡層由通信管理機、光纖或電纜網(wǎng)絡構成，利用現(xiàn)場總線技術，實現(xiàn)數(shù)據(jù)匯總、規(guī)約轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)送數(shù)據(jù)和傳控制命令的功能。站級監(jiān)控層通過通信網(wǎng)絡，對間隔層進行管理和交換信息。（二）優(yōu)點.間隔層測控終端就地安裝，減少占用面積，各裝置功能獨立，組態(tài)靈活，可靠性高。.模擬量采用交流采樣，節(jié)省二次電纜，降低了成本，抗干擾能力增強，系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)精度大大提高。.系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)量提高，監(jiān)控信息完整，能實現(xiàn)在遠方對保護定值的修改及信號復歸，運行維護方便。.分布式結(jié)構方便系統(tǒng)擴展和維護，局部故障不影響其他模塊（部件）正常運行。.設置獨立的電氣監(jiān)控主站，便于分步調(diào)試和投運，滿足倒送電的要求。同時有利于廠用電系統(tǒng)的運行、維護和檢修。（三）關鍵技術.間隔層終端測控保護單元。分層分布式系統(tǒng)的最大特點就是以間隔層一次設備為單位，現(xiàn)場配置測控保護單元。該單元是保障廠用電系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行最重要、最有效的技術手段，對其可靠性、靈敏性、速動性和選擇性都有很高的要求，因此不宜由DCS來實現(xiàn)保護功能，而應該采用專用保護裝置來實現(xiàn)。廠用電系統(tǒng)保護主要有線路、廠用變、電動機綜合保護測控裝置等，實現(xiàn)微機化保護、實時數(shù)據(jù)采集、遠方及就地控制以及記錄故障數(shù)據(jù)等功能。.通信網(wǎng)絡。ECS系統(tǒng)安裝工作于高電壓、大電場的環(huán)境，工作環(huán)境惡劣、電磁干擾大，因而通信網(wǎng)絡是ECS系統(tǒng)的關鍵組成部分，通信網(wǎng)絡的性能直接影響著自動化監(jiān)控系統(tǒng)的整體性能。目前較為流行的采用電纜現(xiàn)場總線網(wǎng)絡方式，光纖通信亦開始被用戶逐步接受。通信管理層是間隔層和站控層之間的橋梁，方案中一般采用雙冗余的設計思想，按照通信管理機雙機熱備用或雙通道備用原則配置，當數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡中出現(xiàn)問題時，系統(tǒng)能自動切換至冗余裝置或通道，以提高系統(tǒng)可靠性。.監(jiān)控主站。監(jiān)控主站安置在站級監(jiān)控層，實現(xiàn)廠用電電氣系統(tǒng)監(jiān)控和管理，主站配置的設備和規(guī)模需要根據(jù)發(fā)電機機組的容量和運行管理要求進行設計，即可以配置成單機、雙機或多機系統(tǒng)，標準的設備主要有數(shù)據(jù)庫服務器、應用和川0匕服務器、操作員站、工程師站，以及其他網(wǎng)絡設備、GPS和打印機。盡管配置的設備規(guī)模不同，但配置的軟件以及完成的功能基本一樣。軟件主要有前置機軟件、實時數(shù)據(jù)庫軟件、人機界面軟件和圖形建模軟件等。功能主要有系統(tǒng)監(jiān)控功能、數(shù)據(jù)管理功能、系統(tǒng)管理功能以及應用分析功能等。另外，主站系統(tǒng)可通過多種方式與DCS系統(tǒng)、MIS系統(tǒng)和56系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)。.ECS與DCS的協(xié)調(diào)控制。由于電氣系統(tǒng)與熱工系統(tǒng)在運行過程和控制要求上有著很多不同之處，所以在設計規(guī)劃階段和調(diào)度運行過程時必須要考慮ECS與DCS系統(tǒng)之間的功能分工和協(xié)調(diào)控制，主要體現(xiàn)在以下幾點：由DCS實現(xiàn)電動機連鎖邏輯控制操作，廠用電自動切換邏輯由專用電氣裝置實現(xiàn)。由ECS實現(xiàn)繼電保護、故障錄波和事故追憶等功能的管理?？刂撇僮髦饕贒CS操作員工作站進行，DCS系統(tǒng)授權后也可在ECS操作員工作站進行，但要保證控制權的唯一性。四、技術的發(fā)展趨勢（一）嵌入式工業(yè)以太網(wǎng)技術的應用由于現(xiàn)場總線通信協(xié)議技術標準的多樣性，難以統(tǒng)一，使其不能滿足以上性能要求，而以太網(wǎng)由于其傳輸速度快、容量大、網(wǎng)絡拓撲結(jié)構靈活以及低成本等特點，在商業(yè)領域和工業(yè)領域內(nèi)得到了大規(guī)模的應用。該技術成為建立電氣綜合自動化中無縫通信的最好選擇。工業(yè)以太網(wǎng)技術直接應用于工業(yè)現(xiàn)場設備間的通信已成大勢所趨。隨著以太網(wǎng)通信速率的提高，全雙工通信、交換技術的發(fā)展，為以太網(wǎng)的通信確定性問題的解決提供了技術基礎，從而為以太網(wǎng)直接應用于工業(yè)現(xiàn)場設備間通信提供了技術可能。利用嵌入式軟、硬件，在單片機系統(tǒng)上實現(xiàn)工業(yè)以太網(wǎng)技術又稱為嵌入式以太網(wǎng)。國外大的電力設備供應商紛紛推出了基于嵌入式以太網(wǎng)的微機保護測控設備，國內(nèi)電力裝備制造商開發(fā)的最新綜合自動化系統(tǒng)中，也把嵌入式以太網(wǎng)成功應用于二次保護控制設備，因而嵌入式以太網(wǎng)是電氣綜合自動化系統(tǒng)間隔層網(wǎng)絡通信的必然發(fā)展方向。（二）綜合智能化技術的應用ECS系統(tǒng)控制發(fā)展經(jīng)由計算機控制取代了傳統(tǒng)操作盤控制，目前又由計算機控制向綜合智能控制和管理發(fā)展，主要表現(xiàn)在間隔（下轉(zhuǎn)第107頁）（上接第109頁）層和站控層兩方面。間隔層的保護和測控單元由傳統(tǒng)的相對獨立設計，向著集保護、測量、控制、遠動于一體的綜合化及網(wǎng)絡化智能保護測控單元發(fā)展，直接面向一次設備或設備組合，就地安裝，除實現(xiàn)繼電保護、實時電量監(jiān)控、狀態(tài)信息記錄及歷史記錄等基本功能外，還能與站控層聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)事故分析、狀態(tài)監(jiān)視、微機防誤操作和安全保障等功能。站控層監(jiān)控系統(tǒng)由滿足基本運行SCADA功能，向全面提高運行和管理自動化水平發(fā)展。監(jiān)控主站采用先進的數(shù)據(jù)挖掘技術對電氣實時數(shù)據(jù)倉庫和歷史數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)進行分析，提供一系列的高級應用功能。這些功能分為對外和對內(nèi)兩大部分。對外的功能是指給DCS和SIS等其他系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)，實現(xiàn)機組優(yōu)化控制和優(yōu)化管理等綜合智能控制；對內(nèi)的功能是指集間隔層裝置的監(jiān)控管理、自動抄表、設備管理、定值管理、故障信息管理、設備在線診斷和小電流接地選線等功能于一體。(H)IEC61850標準應用為了實現(xiàn)不同廠家IED設備的信息共享和互操作性，使廠站電氣綜合自動化系統(tǒng)成為開發(fā)系統(tǒng)，國際電工委員會制定了IEC61850國際標準。該標準具有信息分層、面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)對象統(tǒng)一建模、數(shù)據(jù)自描述、抽象通信服務接口ACSI等主要特點。該標準為數(shù)字化廠站系統(tǒng)的發(fā)展奠定了基礎。IEC61850在邏輯結(jié)構上將電氣綜合自動化系統(tǒng)分為三個層次：過程層、間隔層和站控層。過程層是一次與二次設備的結(jié)合面，主要完成開關量I/O、模擬量采集和控制命令發(fā)送等與一次設備相關的功能；間隔層設備主要實現(xiàn)控制和保護功能，并實現(xiàn)間隔層設備間的相互對話機制；站控層完成對站內(nèi)間隔層設備、一次設備的控制及與遠方控制中心DCS及SIS系統(tǒng)