电厂电气自动化系统管理及通讯技术探析

摘 要:当今社会,电力需求不断增加,这就使得电厂结构日趋复杂,从当前形势来看,电厂电气系统虽然做出了相应转变及调整,但是其变组保护等内部系统的自动化程度仍旧难以与实际需求相契合,为了促使电厂电气运行更加高效、便利,就需要进一步强化其电气自动化系统管理,大力引进先进技术,尤其是网络技术及测控技术,这样电气自动化系统就会与网络之间形成密切联系,相对的该系统的功能也会更加完善,而电厂电气系统也能有效实现一体化的信息管理,无论是信息监控还是电能管理等项目也会更加细化。

关键词:电气自动化;系统管理;通讯技术

电厂的电气自动化系统能够与厂家网络建立智能化联系,电厂的测控及危机保护等装置在与互联网成功衔接后,就能进一步实现对管理框架的优化,相对的管理方向也更加趋于智能化,这种以网络通信为依托不断发展的现代电能运行形式,能够为不同功能模块之间的信息交换提供有效渠道。电厂电气自动化系统能够为电气运行高效运行提供基础保障,并且一旦在其运行环节出现故障,系统就能对其进行精准定位,这样电气系统运行就会更加安全、稳定。本文就从电厂电气自动化系统管理入手,对其通讯技术进行进行了阐述及分析。

一、电厂电气自动化系统的管理研究

电厂电气自动化系统在运行过程中会受到各个功能的作用及保护,无论是对故障进行分析,还是实现信息管理,都可以通过这一系统集中运行,从其本质进行研究可以发现,该系统运行是以计算机控制及测控技术为主导,这样就能在复杂的系统环境下进行分层管理,而通信技术的应用优势也能进一步凸显。电厂电气自动化系统能够简化及优化电气运行流程,为后续电气运行及管理提供便利条件,这不仅能够有效提高电气信息应用能效,更能强化电厂内部联系,确保各个关联项目之间都能精准衔接。

电力电气系统在实际运行过程中能够充分发挥其信息报警及图形接口等作用,电气设备在运行中的实时状态可以通过绘制曲线图等形式表现出来,数据等信息能够精准显示,就能使得运行环境更为清晰、明了的表现出来,这也就能够为潮流监控功能的实现提供基础保障。信息报警涵盖多种报警项目,在系统运作时,只要各项运行指标的能效发挥状态超出预设标准、智能设备出现异常运行状态等,系统就会自动报警;事件报告能够对人工操作等项目的运行流程进行记录,并以报告形式展现出来;图形接口能够在结合实际运行标准的基础上,对报表数据进行调整;报表功能则能够对潮流及电量进行记录,无论是开关动作次数还是电气设备检修都能以报表形式得以显示。

首先,电气设备管理。利用此系统测控装置的计量和转换电表脉冲信号的功能,在系统主站进行电量在线统计生成报表,可实现厂用电抄表系统的全部功能,另外可统计系统实时潮流信息。系统可实现对在线的电气设备管理,现场信息可传送到MIS系统,补充MIS系统的数据,可实现对电气设备档案、台账、维修记录的统计等等。

其次,故障信息管理。可对设备动作,事件信息SOE、事故重演、事件追忆、录波分析等功能实现信息管理,可对事故原因分析起到重要作用,对事故防范提供借鉴。例如可通过对电动机启动时的波形和在线运行状态,分析电动机相关故障,实现对电动机的故障检修。

第三,定值管理。此系统可实现对定值的在线校核和远方修改。随着科技的不断发展,电厂未来电气的主站系统可扩展为可视化电厂定值管理系统和继电保护整定计算;最后,小电流接地选线管理。目前的小电流接地选线技术还是由独立的系统单片机计算得到,而电厂电气系统形成的网络可使每路CPU间可并行采集计算,极大的优于目前的小电流接地选线装置技术。使小电流接地选线管理水平得到极大的提高。

二、电厂电气自动化系统通讯技术

1.网络通讯技术的应用

在现场总线通讯技术之前,电厂电气系统广泛采用串行通信技术。这种通讯技术在实际应用中不断暴露出各种问题,诸如通信速率低、较难实现星型拓扑结构时系统站点和功能的扩展、不能在通信网中设置一个以上的主机等等。随着生产现场对自动化技术要求的不断提高,现场总线在电厂电气自动化系统应用中的不足逐步凸显,主要表现为系统的通讯节点超过一定数量时,系统的响应速度不能满足厂家系统对通讯的要求;拓扑结构的网络系统任何一个节点都可能导致整个系统的崩溃;系统的大量数据的传输延时不能满足系统要求等等。

因此具有可擴展性、高带宽、可靠性等诸多优点的以太网逐步成为电厂电气自动化系统的主导通讯技术。以太网以其优越的性能成为网络连接的标准,不仅在电厂电气系统得到应用,也应用到大量工业控制领域。以太网具有以下优势:可根据通讯要求在一个网络中混合使用光纤、双绞线等各种通讯介质;以太网被通讯用的交换式集线器分为多个冲突域,这样就大大增加了系统的响应速率,就目前形势和可见的将来,以太网完全可以满足电厂电气系统的通讯节点和通讯实时性的要求;以太网的标准IEEE802.3已经成为国际通用标准,具有开放系统的共性。随着以太网的不断推广,各种网络通讯设备和工具也得到大量使用,使得以太网的成本得到大大的降低;以太网的布线技术是基于集线器的总线拓扑结构,使得以太网通讯达到高标准的可靠性,每个节点都被集线器隔离开来。因此单环的环网可做到任何一点的固执都不会影响整个系统的通讯,可准确定位故障点,大大优化了网络通讯。

2.分层分布技术的应用

分层分布技术综合了IED装于开关设备上或离开关设备较近的地方,数据具有分散性,且IED与通讯网络相连接,分层分布的RTU不承担数据的采集和数据的输入输出,主要用于数据的规约转换,优化了数据管理能力。分层分布技术的应用对电厂电气系统的硬件优化布置尤为突出,分层分布的通讯方式极大的减少了二次电缆的铺设,取消了中央信号屏幕,减少了屏幕控制柜,在系统的设计、安装、调试等方面的工作量也得到了极大的优化。

电厂的电气自动化系统通过厂家网络将测控、微机保护、备用投入等智能化装置联网实现智能化管理,利用网络通信的方式实现与电网调度、电厂DCS系统的信息交换。电厂电气自动化系统为电气系统的电气运行、电气故障定位分析提供了资源保障,也提高了电气系统的安全性、经济性、可靠性。本文根据电厂电气自动化系统特点分层从电气设备管理、故障信息管理、定值管理、小电流接地选线管理四个方面提出了电厂电气系统的相关要求。从目前电厂电气系统的网络通讯方面提出了基于以太网的通讯技术和分层分布技术在电厂电气系统中的应用,分析结果表明以太网技术和分层分布技术的应用极大提高了系统的通讯功能。

参考文献:

[1] 战明军.电厂电气自动化安全管理工作探析[J].华章,2012(24).

[2] 燕东.火电厂电气自动化系统建设研究[J].中国新技术新产品,2015(20).

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