摘 要：目前电厂电气系统包括发变组保护、厂用电、励磁系统等等的自动化水平还相对落后。文中在此基础上，利用先进的测控技术、网络技术，研发了基于网络的火电厂电气分层分布式的电气自动化系统。该系统集管理、通信、测控、保护等功能于一体，可完成电厂整个电气系统的信息管理、实时信息监控、电能管理、GPS对时等功能。为电气系统的运行管理和故障分析提供了可靠的数据保障，可大大提高电厂电气系统的自动化水平。
关键词：电厂电气系统；电气管理；以太网
0 引言
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。
1 电厂电气自动化系统的管理
电厂电气自动化系统是综合电气系统运行、控制、保护、故障分析、信息管理等功能于一体的综合自动化在线监控管理系统，是利用计算机控制、测控技术分层分布管理的通信技术来实现的。电厂电气自动化系统可较为简单的完成电气运行管理工作，加强了电气信息应用，可较为可靠的实现电厂SIS、MIS的无缝链接。
电厂电气系统应具备潮流监视、信息报警、事件报告、图形接口、数据报表等功能。以曲线、棒状图、接线图等形式显示出电气设备运行的现状和显示数据等信息完成潮流监视功能。信息报警包括网络通信报警、保护动作报警、潮流越限报警、开关动作报警、智能设备异常状态报警等等。事件报告可实现对潮流越限、人工操作、保护动作、事件顺序记录的报告。图形接口可实现修改报表数据、操作运行电气设备、检索统计数据等等。报表功能可实现对潮流、电量日报表和月报表的记录，开关动作次数统计报表，以及相关电气设备检修报表等等。
（1）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。
（2）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。
（3）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。
（4）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。
2 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。
因此具有可扩展性、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：
1）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；
2）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；
3）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；
4）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。
3 总结
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。
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作者简介：梁庆辉（1969-），男，工程师，主要从事电气、输煤专业运行管理工作。DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.143