摘要：随着科学技术的快速发展，许多高新技术被广泛应用在各个领域，如电气监控系统在发电厂中的运用，进一步推动了发电厂的信息化和数字化发展。通常电气监控系统可以有效测量、监控和操控发电厂电气设备的运行，借助先进的通信技术来交换数据，继而保证电气化设备运行下发电厂监控系统的自动化发展，促进发电厂的安全稳定运行，实现良好的社会效益和经济效益。本文就对发电厂的新型电气监控系统的设计方案进行分析和研究。
关键词：发电厂；新型电气监控系统；设计方案
一、发电厂中新型电气监控系统概述
（一）特点
电气监控系统与传统的热工系统相比，在控制管理的过程和原理等方面存在较大差异，其具有如下特点：①控制对象少。通常电气监控对象相对较少，在控制操频率方面较低，部分设备甚至会几个月才运行一次，具有较高的操作准确性和操作要求，需要对电气设备操作的正确性加以全面保障，避免问题的出现，但是热工设备则有所不同，需要天天运行[1]。因此在发电厂工作运行过程中，必须要保证电气设备操作的可靠性与准确性，使其能够安全平稳定的操作及运行。
②联锁逻辑简单，可靠性要求高。电气系统具有简单的联锁逻辑，但是电气设备的操作机构相对复杂，具有很高的可靠性要求，动作的速度也极快。如发变组的保护动作速度应保持在40ms的范围内；厂用电快切装置的切换时间不得超过60~80ms，同步鉴定相位差保持在5°~20°的范围内；自动准同期则是以同步电压方式为主，滑压控制、电压调整和转速要求控制在5ms以内等，这些都对电气监控系统性能提出了更高的要求。
③机组功用设备。结合当前发电厂的新型电气设备，300MW或以上的机组大多采用两台机组共用一台起备变，如果其中一台出现故障需要加以检修，并不会对其他机组的运行造成影响。当ECS联入DCS时，必须要对DCS的控制方式进行考量，让一台机组实现DCS来控制其共用部分，另一台机组则发挥出DCS的监控作用，这样2台机组才能进行有效切换。
（二）作用
电气监控作为电气自动化中的重要组成部分，在电气自动化技术中占据着极为重要的位置，我国发电厂内部使用的电气监控技术水平发展到了一定的程度，在发电厂运行工作中发挥着积极的作用。就发电厂而言，电气监控系统可在发电厂中充当管理者的作用，能够跟踪发电厂内部仪表设备的实际工作情况，对设备运行情况进行管理，有效协调系统，保证安全自动化装置和电气保护装置的独立运行，科学发挥出安全保护系统的作用，实现安全保护系统和DCS系统之间的信号交换，促进电厂工作效益的提升[2]。针对现行的发电厂而言，电气监控技术虽未完全实现自动化，但是已经积累了一定的自动化监控资本，可以实现自动同期装置和继电保护装置的微机化，以及电表报表、故障查询、电气测量等工作的自动化，确保发电厂电气设备的安全稳定运行，提高运行效率。总之，电气监控在发电厂中发挥着重要的作用，直接影响着发电厂效益的提高。
二、发电厂的新型电气监控系统的设计
（一）注意事项
在设计新型电气监控系统的过程中，必须要注意以下几方面的事项：①通信接口。在ECS和DCS的通信接口中接入电气设备时，由于ECS和DCS没有统一的规范标准，因而需要以实际工程为依据来选择恰当的方案，并且电气系统厂家应与DCS系统的厂家之间相互协作，共同解决系统连接中出现的问题。②系统接入。目前许多电气系统都是采用“硬接式”的方式来接入DCS，这种方式是以“点”计费，即每增加一个量则会增加DCS与电缆的连接，需要花费较大的投资，致使投资也有所增加。③电气联锁。发电厂中较为常见的问题就是联锁回路。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆从表面看联锁装置具有极为简单的逻辑，但实际上其本身操作相对复杂，并且以往的通信技术水平相对较低，在工作运行过程中经常出现通信中断等，继而导致联锁失效[2]。④通讯数据。发电厂内部拥有许多保护测控装置，以便为电气部分传递所需的信息，但是DCS系统并不关心这些信息数据，若这些数据直接传输到DCS加以处理，而没有经过分区，往往会导致网络繁忙情况的出现，降低DCS的稳定性。⑤功能。当电气系统联网之后，如果DCS系统中只具备监测、动作和测量等功能，不能更加深入地提出维护管理和运行水平，则难以将电气系统中接入DCS系统的优势加以充分体现，而新型的电气监控系统可以有效解决这一问题。
（二）设计框架
1、系统监控层设计
系统监控层主要包括应用软件、监控软件、通信软件、相关工作站、WEB式服务器、数据库式服务器等，也涉及打印机、定位系统和其他网络设备等。该层在分布式系统结构中具有自身独特的优点，如运用通信线来连接DCS、就地式的安装方式等，电气信息量的交换不受系统投资的影响，可以节省电缆材料[4]。一般电气在信息量方面不受交换的制约，因此对电度表等的安装工作不够重视，但是电气工作站可以在画面上实时生成有效的报表、维护系统功能、对故障进行报警或跟踪等，并借助联网信息来增强电气信息的应用价值，保证复杂管理工作的有序开展，如高级管理设备、故障信息管理、小电流接地选线、自动抄表等。
2、通信管理层设计
通信管理层的控制、测量和保护装置在通信方面具有差异性和多样性的特征，装置之间不能直接进行信息互换，这就需要适当增加主控单元，确保信息的传送与接收等转换，继而借助DCS实现主站系统的控制命令，顺利实施通信的转换和控制工作。在各个装置中发送通信信息，可实现信息的完全转换，因而可以将单片机等硬件接口应用于硬件方面，如选择PROFIBUS、太网口及其他式的现场总线式接口，促进其性能可靠性的提高。同时在软件方面可选择嵌入式的实时性操作系统，采用模块化的设计形式，如TCP/IP和MODBUS等，有效保证其扩展性和规范性。
3、保护测量控制层设计
保护测量控制层是由多个自动装置和保护装置构成，能够对其信用通信加以保护与控制，分布相对分散，需要利用现场总线的先进技术来完成连接工作。该层包括：实现自动装置、直流系统控制、快速切换装置、400V智能式脱扣器、发电机保护装置、调节励磁装置、6KV测量与保护控制装置等[5]。由于该系统的现场总线、设备种类、电压级别等在标准规定上有所差异，这就需要设置相应数量的子系统，继而实现联网式管理。
结束语：
随着社会经济的发展和科学技术的进步，发电厂电气设的自动化水平不断提高，为构建新型的电气监控系统提供了强有力的技术支撑，有利于提高电气运行管理水平和电厂自动化水平。当然在设计发电厂的新型电气监控系统通信功能、时，需要充分考虑电气自动化系统和电气监控系统之间的接入问题，重点分析通信接口、通讯数据等问题，采取切实可行的措施来处理这些问题，继而构建科学合理的电气监控管理系统，为发电厂的正常运行打下坚实的基础。
参考文献：
[1]刘国华. 新型发电厂电气监控系统的架构与实现[J]. 黑龙江科技信息，2014，10：24.
[2]冯彬. 新型发电厂厂用电电气监控系统研究[J]. 机电信息，2013，03：12-13.
[3]曹东纯，肖天. 发电厂电气监控系统的架构与实现[J]. 黑龙江科技信息，2016，01：76.
[4]郭鑫. 火力发电厂电气监控系统ECS的应用和发展[J]. 科技创新与应用，2016，03：133.
[5]陈晓娟，赵迎会，赵亮. 综合新型电气火灾安全监控系统的设计应用[J]. 电气应用，2015，14：57-60.
论文作者:曹新聪
论文发表刊物:《电力设备》2017年第10期
论文发表时间:2017/8/8
标签：电气论文; 发电厂论文; 监控系统论文; 系统论文; 通信论文; 装置论文; 联锁论文; 《电力设备》2017年第10期论文;