一、热电厂电气自动化系统的内容
热电厂是火电厂众多类型电厂的其中之一，它的特点是既能供电又能供暖，目前比较多的电厂都属于热电厂。现代化的热电厂自动化系统已经成为集合计算机技、网络、通信、自动控制和电力电子为一体的综合系统，能够实现电力设备、控制设备以及几乎电厂所有设备的工作自动化。中小型热电厂电气综合自动化系统的基本功能主要由通讯层、间隔层、站控层三部分构成。①间隔层：间隔层所包含的的装置有继电保护装置、自动控制装置等非常智能化的装置，主要实现信息采集、自动控制、继电保护等功能。间隔层的装置主要通过通信接口以及协议转换在中小型热电厂中与综合自动化系统相连接，是中小型热电厂实现综合自动化的基础，是自动化系统必不可少的环节。
通讯层：通讯层主要是把间隔层采集到的信息传递到各个电力设备，是网络技术和信息技术运用在热电厂电气综合自动化上的重要体现，并且电力设备的信息也可以通过通讯层的网络反馈给间隔层。由于对信息可靠性和安全性的要求，所以要采用一定的保护设备来对通讯层的网络和信息传递工作进行保护（例如采用冗余装置进行安全监控），防患于未然，提高安全系数。③站控层：站控层一般包括远程控制站、工程师站和检测站等工作站，用于处理、显示、发送以及保存通讯层接收到的信息，使得热电厂的电力工作正常运行，并提供一定的信息存储空间。
二、热电厂的电气自动化技术应用
（一）实现炉机组一体化??
在火力发电中运用电气自动化技术，就实现了火力发电厂的机、炉、电运行系统一体化的目标。创新电气自动化技术在火力发电中的应用，实现由机、电控制一体化向火力发电厂机、炉、电一体化的单元制运行监控方式转化。这样，火力发电厂中集散控制系统（DCS）可以通过机、炉、电单元制的运行方式对整个火电机组的所有运行参数和状态信息进行汇总和分析，最大限度地挖掘火电机组潜力，并发挥其自身特有的控制功能，最大限度地缩小控制室，实现对监控系统的简化，这样整个系统的数据和运行信息就靠机、电、炉这个一体来监控运行和汇总分析。这样的一体化就更大的实现了火电机组的潜力，并且缩小了控制层的规模，简化了发电系统的监控系统，因此，也更大程度的降低了发电的生产成本。另一方面，炉机组这一统一单元实现了火力发电信息采集的便利化，更能提高火力发电厂的电厂信息管理系统的工作效率，统一了电网的运行和管理，提高了电网的工作效率，使电网保持在最优化的运行状态。
（二）电气自动化技术在设备保护中的运用??
电力保护是热电厂安全生产的必备条件，也是维持生产作业可持续发展的关键因素。电气自动化技术运用阶段里把电力设备与计算机或单片机有效结合，实现人机一体化的操作生产模式。从目前企业的运行状况看，电气自动化技术对火力发电厂的设备保护的运用主要体现在：??
1、联锁保护。热电厂在正常运行状态下会遇到各种不同的故障，导致电力系统无法正常启动作业。自动化技术运用之后可对设备实施联锁保护，当机电设备发生异常问题后可及时自动切断跳闸，把发生故障的设备或系统中断运行，防止了电力设备或系统受到损坏。??
2、防雷保护。部分机电设备在电能生产中会受到雷击的干扰，出现线路烧坏、连接中断等问题，严重时可直接造成设备损坏。自动化运行模式里添加了对电力设备的保护控制，在实际生产流程里利用防雷器增强热电厂设备的抗雷击性能，避免造成不必要的设备损失。
三、热电厂电气自动化系统的缺陷
（一）DCS 连接方式的缺陷。目前 DCS 系统一般采用硬接式，接入量通常为 DI、DO、以及模拟量三种，热电厂主要通过主网站层和间隔层接入 DCS 系统，运用 RS-485 串行接口、串行总线、CAN 现场总线以及以太网技术实现综合自动化。这种连接方式抗干扰性能较差，需要一定的隔离装置对其进行保护，而且这种连接方式的成本随着连接线路的增多而增加，造价非常高，而且提供的信息内容也是一次性的，不能动态地反映电气设备的状况和运作过程。
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（二）控制系统的缺陷。位于间隔层的控制系统主要负责电力工作的开启关闭和信息采集，目前还有许多中小型热电厂电气综合自动化系统的开关系统仍然采用按钮式。这种开关系统的的反应时间较长，就像人的反射弧过长会导致人的反映迟钝一样，会影响工作的连续性和工作效率，并且这种开关还容易损坏，不利于热电厂的自动化管理。此外，现在还有许多热电厂的控制系统模式比较老旧，需要大量的工作人员在控制区间里面进行手动操作，影响了热电厂的自动化发展和经济效益的提升。
四、弥补热电厂电气自动化系统缺陷的对策
（一）引入嵌入式工业以太网技术的应用。由于现场总线通信协议技术标准的多样性 , 难以统一 , 使其不能满足以上性能要求 , 而以太网由于其传输速度快、容量大、网络拓扑结构灵活以及低成本等特点 ,在商业领域和工业领域内得到了大规模的应用。该技术成为建立电气综合自动化中无缝通信的最好选择。??工业以太网技术直接应用于工业现场设备间的通信已成大势所趋。随着以太网通信速率的提高 ,全双工通信、交换技术的发展 ,为以太网的通信确定性问题的解决提供了技术基础 , 从而为以太网直接应用于工业现场设备间通信提供了技术可能。 电力部门和发电厂使用更多的嵌入式以太网系统。
利用嵌入式软、硬件 , 在单片机系统上实现工业以太网技术又称为嵌入式以太网。国外大的电力设备供应商纷纷推出了基于嵌入式以太网的微机保护测控设备 , 国内电力装备制造商开发的最新综合自动化系统中 , 也把嵌入式以太网成功应用于二次保护控制设备 , 因而嵌入式以太网是电气综合自动化系统间隔层网络通信的必然发展方向。
（二）外汇管制。常规电站设备系统已跟不上电子行业的快速发展。要完成高速、高效的数据集成任务，我们必须使用更多的开关控制电路。此外汇管制的方法，可以解决最后的电气设备受到振动和噪音干扰问题。技术的不断提高，降低噪音，减少电气自动化设备组件的干扰，从而大大提高电气自动化效率。??
（三）推动热电厂电气自动化系统的智能化发展。随着计算机网络的进步，电气自动化系统得到了更大的发展，为工厂自动化设备逐步向智能化的方向发展提供了基本前提。随着电气自动化技术的不断发展，其实际应用于电厂监控设备，它将运行状态记录于存储设备，并将其与实际操作联系起来，避免了因不必要的失误而造成重大损失。电气自动化系统监控功能，必须实现内部控制，但也实现了外部的监测。内部控制是指实施监管间隔层，主要负责处理突发故障的总结和反馈信息。在过去，这需要派人做电力抄表记录，智能化电气自动化系统可以实现自动抄表，大大减少了电厂工作人员的工作量，提高了工作效率。外部监控主要用于发电的电源分配单元，是负责信息和数据传输到 DCS 系统。
综上所述，热电厂电气自动化系统建设过程中还存在着控制系统缺陷等问题，通过推动其智能化发展等对策可以有效弥补这些缺陷，使得其在未来的发展获得 更好的发展。
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论文作者:戴荣秋
论文发表刊物:《红地产》2017年9月
论文发表时间:2018/9/3
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