摘要:电气自动化技术的应用,促进了我国电力行业的快速发展,在电厂中不仅能提高作业效率,而且可以节约人力、物力、财力成本。本文首先分析了电气自动化控制技术的优势和问题,然后介绍了发电厂电气自动化控制技术的关键,最后阐述了相关改进措施,以供参考。
关键词:发电厂;电气自动化;控制技术;改进措施
电力系统由发电、配电、变电、输电等环节组成,发电厂利用专业生产设备,能将一次能源转化为电能,经变配电进一步输送到用户中。为了保证发电的安全性和稳定性,必须利用电气自动化控制技术,对电力生产过程进行监测、调节、控制、调度等,以获得优质经济的电能。以下结合工作实践,针对电气自动化控制技术在发电厂中的应用进行探讨。
1.电气自动化控制技术的优势和问题
1.1 技术优势
电气自动化控制技术具有综合性,涉及计算机技术、电力电子技术、信息网络控制技术、机电一体化技术等,特点体现在机电结合、强电弱电结合、电工电子结合。分析该技术的应用优势,一是适用范围广泛,在各类电力生产活动中均有使用;二是技术含量高,需要配备硬件和软件设施,才能提高作业效率。从技术原理来看,电气自动化控制技术的核心是电子技术,依靠电子信息的收发、传递、反馈,实现对电力生产的控制。由此可见,发电厂必须注重电气自动化控制技术的应用与革新,才能实现电力生产的可持续性。
1.2 存在问题
一是设备元器件质量差,电厂往往从不同厂家购买元器件,难以实现完美配合,继而影响实际生产;或者电厂选择固定的供货渠道,难以保证元器件的质量。二是设备受外界影响大,以温度、湿度、气压、静电等因素为例,一旦发生变化,就会干扰设备运行的可靠性。举例来说,设备长期在高温环境中使用,会加快氧化程度,降低设备灵敏度;在高湿环境中使用,容易发生锈蚀,增大运行偏差。
2.发电厂电气自动化控制技术的关键
2.1 电网调度自动化技术
该技术是电气自动化控制技术的组成部分,也是电力生产系统中的重要环节,核心是计算机技术。在电力生产期间,电网调度自动化可以监测电网整体、局部的运行状态,分析系统元件的工作需求,作为协调控制的依据。其次,基于电网调度系统下,能保证电力生产有序进行,为用户提供稳定可靠的电能资源。最后,应用电网调度自动化技术,能有效提高电厂工作效率,降低设备故障发生率,确保电力系统的安全性。
2.2 DCS系统技术
发电厂传统电气控制采用DCS系统,主要利用输入设备、输出设备,实现电气信息的采集与控制。例如,对发电机组的电压等信息进行分析与调整,来控制整个发电厂的电压、频率。但是,DCS系统属于分布式控制,无法实现电力信息的衔接,因此当前已经不适应电力生产的需求。
具体分析认为,DCS系统技术的应用缺陷如下:①系统运行中主要采集电压、电流等信息,需要使用转换器设备,虽然转换结果和发电厂的生产情况相符,但是转换工作原理比较复杂,转换器的使用会提高电力生产成本。②系统在数据计算时依靠电流信号,前提是保证发电厂内部电流满足标准要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆然而实际生产中,电力生产受到的影响因素多,会改变自身电流的技术参数,系统检测时可能出现数据不准的情况,无法真实反应出电力生产状态。③系统的敏感性较低,尤其应用在快速变化的电流中,难以实现信号的有效定位,从而影响控制结果。④系统结构自身的组成相对分散,而发电厂生产数据的采集相对复杂,因此系统应用过程中需要投入大量人力、物力,从侧面增加了电厂的生产成本,不利于经济效益的提升。
2.3 ECS系统技术
ECS系统是发电厂目前使用的自动化控制系统,是对计算机技术、信号采集处理技术、以太网、继电保护、现场总线技术的综合应用,可以对发电机、电动机、变压设备、反馈线等设备进行测量、保护、控制,兼具故障分析的功能。ECS系统构架采用分层分步式,下层结构是站控层,中层结构是通信管理层,上层结构是间隔层。
该系统可以独立运行,不受通讯功能的限制,因此提高了系统的安全性、可靠性。具体功能分析如下:①站控层、通信管理层采用一体化设计,可以一次性完成组态调试,因此使用时更加方便,符合人为操作的习惯。在通信功能上,既能保证三个结构层之间的通信速度,又设置了SIS、DCS、MIS等多个接口。而且,DCS和ECS之间可以相互通信,能节省变送器、通信线缆的数量,从侧面降低电力生产成本。②间隔层利用保护测控装置,具有保密、隔离、屏蔽等功能,能显著提高外界干扰抵抗能力。系统设计采用冗余技术,包括站控层设备冗余、站控层双以太网、双现场总线、双通信管理机等,有利于提高网络通信的稳定性。
从系统的安全性来看,①采用防火墙、杀毒软件,能有效阻止病毒入侵、黑客破坏;采用验证通道、专业通道,为管理员设置管理权限,以保证网络使用安全。②该系统自身具备诊断恢复功能,例如错误数据诊断处理、硬件故障诊断、通信质量处理等,系统运行一旦发生故障,能及时诊断处理,避免造成严重损失。③在通信管理层、间隔层之间,软件技术采用中断方式,能提高系统的自恢复能力;在通信管理层、站控层之间,采用双通道传输模式,可以对数据进行备份,即使发生故障也能避免数据丢失。
3.发电厂电气自动化控制技术的改进措施
3.1 提高设计水平
电气自动化控制技术的应用,其设计水平的好坏决定了应用价值的高低,要想提高使用效率,就必须充分发挥出自动化设备的优势。对于设计人员而言,应该遵循“先整体、后局部”的原则,针对元器件运行条件、技术可行性、整体结构框架、工作环境等进行分析,从而提供科学的设计参数;并结合发电厂的生产需求,对设计方案进行改进优化。
3.2 设备方便组装
电气自动化控制设备的组成复杂,尤其是各种元器件数量繁多,电厂在选择购买设备时,应该灵活选择供货渠道,采用优胜劣汰的原则。具体来说,在不影响正常生产的前提下,要落实市场调研,多进行试验比较,从中选择出质优价廉、和发电机组相匹配的自动化设备,实现更新换代的目标。此外,组装元器件时,应该考虑是否适应生产条件,是否方便装配作业,是否能降低运行损耗等,从而提高电厂的综合效益。
3.3 定期检查更新
电气设备在使用过程中,受到外界环境、运行工况的影响,均会存在损害风险。对于发电厂管理部门而言,应该建立设备检查维护机制,在日常工作中严格落实。使用电气自动化设备之前,要检查设备的安全性、稳定性;设备使用之后,及时进行保养,按照说明书中的要求进行保管,避免设备带病运行、超负荷运行。此外,定期检查设备功能,及时发现隐患并处理,避免造成严重损失,保证电力生产的安全性。
3.4 全厂自动化作业
发电厂全厂自动化作业,有利于提高电力生产效率,实现监控网络化、管理网络化的目标。具体来说,要对水泵房、水处理、输送煤等车间进行统一设计,对设备选型进行统一监控,以提高发电系统的运行效率,减少值班人员数量,实现电力生产的可持续发展。
结语:
电气自动化控制技术具有适用范围广泛、技术含量高的优势,将其应用在发电厂中,能显著提高生产效率。文中从电网调度自动化技术、DCS系统技术、ECS系统技术,介绍了电气自动化控制技术的关键。只有提高设计水平、设备方便组装、定期检查更新、全厂自动化作业,才能推动电厂可持续发展。
参考文献
[1]王国祥.发电厂电气自动化控制技术中的关键问题探究[J].科技与创新,2014,(16):26-26,30.
[2]高家奇.电厂电气自动化控制技术探讨[J].中国高新技术企业,2016,(23):146-147.
论文作者:赵志勇
论文发表刊物:《防护工程》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/23
标签:技术论文; 发电厂论文; 系统论文; 自动化控制论文; 设备论文; 电气论文; 电力论文; 《防护工程》2017年第36期论文;