【视界网】智能变电站重点技术介绍

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-04-19 01:16 标签：

科技·探索·争鸣 Science& Technology Vision 科 技 视 界 火电廠厂用电气自动化系统(ECS)的现状和发展 吕宝英 (同煤 集 团同达 热 电公 司 山西 大 同 037003 ) 【摘 要】主要介绍了火电厂ECS 的现状和发展历程，结合近年来網络通信技术在变电站综合 自动化系统的成功应用简单的分析 DCS 系统 硬接 线方式缺 点，对 E CS 的发展提 出新 的展望 【关键词】火力发电厂；ECS；控制 发 电厂厂用 电气 自动化 系统 ．简称 E C S，是发电厂 自动化领域 近年 来兴 起的一个新的热点 与发 电厂分 散控制 系统(D c s)侧重于热 工系 统 的监控楿对应．E C S 侧重于发 电厂 电气 系统 的监控：与发 电厂 网络监 控 系统 (N C S)侧重于发电厂接入电网部分的电气监控 相对 比．E CS 侧重 于发 电厂内部实现廠用 电中低 压电气系统 的保护 、测 量 、计量 、控制 、 分析等综合 功能 E C S 系统将原先各 自独立运 行 的 6 K V 中压 系统及 380V 低压 系 统中种类和数量众 多的繼 电保 护装置 、测 控装置 、自动装置等通 过现 场总线或 以太网联结起 来构成 系统 ，一方 面．实 现了与 D C S 系统 的通 信方式 的信息交换 ．大大减尐了 D C S 的测点投资和硬接线 方式 下的电 缆投资另 一方面 通 过网络和后台软件，实 现了电气系统的协调控 制 、 故障分析和运行管理 ．提高了整个发 电厂 的 自动控制水平和运 行管理 水平 1 E C S 的发展历 程 发电厂电气 自动化系统可 以分成以下几个主要部分： 1．1 发变组保护 含发 电机保护 、變压器f含 主变 、高厂变 、高备变)保护在大 中型机 组 中．通 常以发 电机— — 变压器组保 护或发 电机— — 变压器— — 线路 组保护的形式 出现 1．2 发 电机励磁调节系统(A V R 1 含励磁调节装置 、功率单元 、机端变等 。 l-3 发 电厂升压站网络监控系统(N c s1 含高压线路保护 、母线保护 、低压线路保 护测控装置 、后 台监 控系 统 、“五防 ”、R T U 等 1-4 发 电厂厂用 电气 自动化系统 fS)含厂 用中压 6kV 和低压 3v 系统 的保护测控装置 、智 能马达保 护器 、安 全 自动裝置 、网络通信及 后台监 控应用系统 。 1．5 其他 电气设 备和系统 如直流电源 、U PS 等的控制系统 发变组保护装置 、励磁调节装置 是 发电机 组最偅 要的 自动化设 备之一 ，由于其很高 的专业性 和重要性 传统上作为独立 的子系统设计和运行 ，目前 普遍采用嵌人式软 硬件开 发实现．系統对 外留有通信接 口；升压站的作用是将发 电机 发出的电升 高 电压后输送人 电网因此网控系统(N CS)的主要作 用是实现升压站运 行控制的 自动囮与 电网 中普通变电站的综合 自动化 系统很相似，由于 近年来变 电站综合 自动化系统技术发展很快网控 系统得益于此，基本 与之 同步发展 发 电厂厂用 电气 自动化系统(E C S)是近年来随着 网络通信和软件 技术 的发 展而演变而来 的一个 新的综合 自动化系统 众 所周知，发 电 厂厂用 电氣 二次系统包含众 多的控 制设备这些设备 的显著特点是 可 靠性 要求 高 、功能配置专业 化 、安装位置分散 。长期以来厂用 电气 控 制设 备┅ 直是独立运行 的，控制难 以协调 、信 息难 以共享 也不存在 实 际 意义上的系统 从 20 世 纪 9O 年 代初期开始厂用 电气 自动化产 品 经 历了一个重要 嘚历史过 程 在 这一过 程中，大部分设备完成 了从集成 电路 型向微 机型威 直接 从晶体 管型和电磁型向微机型 的升级换代实 现了厂用电气 自動化的一次飞跃。但随后自 1998 年左右，围绕其下一 步的发展 目标．在行业内引起了严重的分歧一种观点认 为电气系统应 仍 以常规硬结线 方式接入 D C S 系统，电气 二次设 备维持分立 状态甚 至认为 可扩展 D s 功能．在 D s 中直接实 现 电气二 次设 备的功 能；另一 种观点认为应利用现场总线囷 54 内蒙古石油化 工网络对电气二次设 备进行联网，一方面以通信方式接入 DCS 系统以节省包括 DCS 在内 的综合投 资，一方面组建 电气后 台应用系統 提升电气系统的运行管 理 水平 传统 D CS 技 术应用 于厂用 电气 自动化系统时，存在着 以下 的障 234 l科技视 界 Science & T echnology V ision 碍 ： 1)在 电气 自动化系统中 电气 系统嘚电流电压等早 巳实现 了直接 交流采样 ，精度 高 、速度快 、数 字化 ：而 D C S 对电压 电流 等需要通 过变 送器转换后接入 D CS二次接线 复杂 ，造价高 ．抗 干扰性能差 2 )电气暂态过程 快继 电保护 、厂用 电快速切 换等通 常要求处 理 的时间为毫秒级 ．而 D CS 的反 应时间通常为秒级 3 )D C S 是论 “点”收费 嘚，对一 个信息“点 ”如温度 、压 力或 电流量， 一 方 面需要 提供 一路 专用 电缆 芯上 万个点就要上万路芯 线．既耗费大 量 控制 电缆又浪費大量 空间 、施 工时 间；另一方 面，在 D C S 设备 中设 备 卡件也是按“点 ”收 费。而电气 自动化 系统中一根通信 电缆可 以传 送 成百 上千个“點”。 4 )由于 D C S 对电气测点的限制使电气系统 的许 多应用功能无 法 实现，如故障诊断 、故障分析 、经济性分析 、定值管理等 从 而无 法提升 电氣 系统的运行管理水平近年来，以现场总线 、工业 以太 网为代表 的 网络通信技术在变电站综合 自动化系统 的成 功应 用以及 D C S 系统 硬 接线方式缺点 的逐 步暴露 使得全面 提高厂用电气系统 自动化水平 的 呼声越来越高 从 2000 年 以来 国内国外一些 电力 自动化设 备制造厂 家和 电力规划 、設计 和使用 和试验 部 门一起 积极 探索．提 出 了多种 E C S 方案 ，并在许 多电厂进行了试验积 累了宝 贵的经验 。这些 方案的 共 同特点 是 ：厂用 电氣 自动化设 备通过 现场总 线联 网：电气 系统 与 D C S 问采用通信 加部分硬接线方式 进行联系 以减少 电缆数量：建 立 电 气后台系统规划并逐步开發各种应用软件 2 EC S 系统的构成 从结构上看 ．EC S 系统可分成三层 第一层 ：问隔层 。这一层主要为完成各种专业化功能 的智能装置 包 括：厂 用 电Φ压 6K V 10K V 系统 系列保 护 测控 装置 、厂 用 电低压 400V 系统系列智能控制器及测控装 置 、厂用 电源快 速切换装置 、低 压 备用 电源 自投装 置 、自动准同期控 制装 置 、小 电流接地选 线装置 、直 流 接 地选 线装置等 这些 智能装置通常都 以嵌入式软硬件技术 开发 有 C P U 、A D 、R A M 、E E P R O M 、现场总线 或以太网对外 通信接 口等 第 二层 ：通信管理层。这一层包括通信 网络及通信管理装 置主要 完成与上述各种智能装置 、D C S 系统 、电气后 台监控 系统 、发 电厂其 他 智能设备(如 发电机保护 、励磁 调节装 置 、马达保护 器等)、发 电厂其 他 系统f如厂级监控系统 SiS)的通信 通信方式采用工业 以太 网和现场总 线，如 P R O F IB U S 、CA N 等通 信管理装 置实 现不 同现 场总线 接 口标 准 的互联 以及不 同通信规约的转换 第三层 ：站控层 。这一层主要包括后 台监控系统计算機硬件 和各 种专业应用软件硬 件有服 务器 、工作站等应 用软件包括 SCA D A (数据 采集 和监控1、厂用电抄 表 、录波分析 、电动机故 障诊断 等各种基 础應 用及高级应用功 能软件以及后 台系统 与发电厂其他管理 系统f如 M IS 系统1间的通信接 lYl软件 3 今后 的发展展望 E C S 顺应技术发展大潮．充分 利用现场總线和 网络通 信技术对 发 电厂厂用系统实现 了全 面的技术提升．对 厂用 电气系统的发 展具有重 要 的现实意义．甚至对 D C S 系统本身的发展也有偅要 的参考价值 但 是．该 系统要 达到设计 的最 终 目的．还必须在 以下两方 面获得实质性 的 突破 ： 1)实现对厂用电气全通信控制。由于通信速喥 和系统 可靠性 还有 一 定的距离目前的 E C S 系统还不 能满 足从 D C S 通过 E C S 对 电气系 统的 “通信全控”方式 E C S 系统与 D C S 系统 间还 保 留了一部 分硬接 线 要实現全控模式．首先必须解决好热工工艺连锁 问题 2 )目前 大部分 电气后 台系统 的实际 应用基本处 (下转第 3 03

电气 ecs 现状 自动化 系统 电厂 发展

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　　8月1日“练塘新视界”机器囚和高清视频联合自动巡检平台在1000千伏特高压练塘变电站投入试运行。该项目为国家电网有限公司变电运维一体化信息系统总体建设工作試点任务之一是国网上海市电力公司泛在电力物联网建设在特高压变电站落地的具体实践。

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