分析电厂电气自动化系统中监控技术的应用

分析电厂电气自动化系统中监控技术的应用

【摘要】在构建ECS时，确保系统高可靠性的关键是系统结构与DCS的联网方式。电厂电气自动化系统中的监控技术不仅能够正常运行操作，而且还要能够显示各种数据和状态，并能提供应急处理措施，保证电气系统安全合理的工作。

【关键词】电气自动化；监控技术；发展；协作

Analysis of application of monitoring technology in power plant electrical automation system

Hua Yuanqiang Guangdong shaoguan ren county jinjiang power plant

Abstract： in construction of ECS， ensuring that the system reliability is the key to networking mode of the structure and the DCS system. Monitoring technology in the power plant electrical automation system not only can normal operation， but also can display various data and status， and to provide emergency response measures to ensure the safety of electrical system is reasonable.

Keywords： electrical automation； Monitoring technology； Development； collaboration

监控技术在电厂电气自动化系统中的运用，是机械运作发展和提高机械运作效率的有效手段。监控技术在电厂电气自动化系统中的运用，能够及时的发现机械存在的隐患，并能够及时地处理这些问题；又能够减少机械部件的损耗率和人为原因的浪费，提高工作效率。

一、电厂用电系统的特点

厂用电设备分别安装在各配电室和电动机的核心区域，设备一般都元件数量非常多、运行管理难度大、检修工作比较复杂。这就要求电气设备上的监控装置可靠性高，动作速度快和使用方便。操作人员可对电气设备的结构特点边分析边安装，从而提高机械使用的安全性能。

用电系统的主要设备监控可以借助DCS系统来进行设计，确保系统可靠性高的关键是ECS的系统结构与DCS的联网方式。监控的基础是DCS电气控制模式，既要保证监控能正常的运行，又要能监控和反馈设备在异常情况下的各种数据和状态，并能够及时提供有效地处理方法，确保电气系统安全、正常、合理地运行。

二、DCS电气控制模式分析

1、集中模式分析

（1）工作原理

集中模式是由电缆线直接接入，并改变电信号的强弱程度，通过空接点方式和标准直流信号，将电气模拟量和开关量信号通过线缆的传递直接接入到DCS中，进行区别对待和组态，从而达到对电气设备实施监控的目的。

（2）集中模式的优点

通过对电气量的集中组屏，既节省了占地空间，又便于工作人员的管理；因为设备运行状态与环境都非常好，接线方式又比较成熟，所以，响应速度也提高的非常快，方便工作人员的实践操作。

（3）集中模式的缺点

DCS的可靠性能会受到电缆数量众多，工程量非常之大，长距离电缆引进干扰的影响；不能形成综合性、完整地结论，阻碍了查找问题的速度，影响修理进度，增加成本；DCS系统按“点”收费，投资大，费用高；所有信息量都要集中汇总至DCS系统，风险集中，影响安全性；电气监控主站系统没有独立，就无法完成对难度大的电气运行管理工作，难以实现电气的“综合自动化”。

2、分层分布式模式分析

（1）工作原理

从逻辑上来看，ECS被分层分布式模式划分为三层，即站级监控层、通信层和间隔层。间隔层由终端保护测控单元组成，通过对电气一次回路或电气间隔的方法研究，进而进行设计，在各个开关柜或其他设备的附近，安装上测控单元和保护单元。通过由通信管理机、光纤或电缆网络组成的网络层，使用现场总线技术，达到实现传达控制命令、数据汇总和转送数据的目的。间隔层的管理和交换信息是通过通信网络实现的。

（2）分层分布式模式优点

分层分布式模式既自由组合，又对成本进行了节约。间隔层测控终端它能够随时随地安装，占用面积非常小，而且各部分功能都独立，非常可靠；模拟量通过交流采样，既降低了成本，又使抗干扰能力大大增强，还对系统采集数据的精度有帮助；分布式结构的局部故障对其他部件的运行没有影响，方便扩展和维护电气自动化系统；电气监控主站的独立设置，方便电气自动化系统的分步调试和投运，能够进行足够的倒送电，方便运行、维护和检修电厂的用电系统。

三、电气控制的模式运用核心技术

电气控制模式的运用，应该围绕电气设备的功能效用，要特别注意以下几项

技术运用：

1、多层监控保护运用技术

根据线路、电厂用电以及电动机的测控装置的特点来看，多层监控保护的功能，也就是微机化保护、实时数据采集以及记录故障数据，是通过数据的反应变化来实现的。

2、网络信息传输技术

自动化监控系统的整体性能受到通信网络性能的直接影响。运用通信网络中的数据流量、信息快速等特点，采用ECS系统电缆现场总线网络、光纤通信等方式来实现远程控制的作用。目前，光纤通信正逐步被用户接受。

3、软件监控技术

软件主要包括前置机、实时数据库、人机界面和图形建模等几个软件。它主要是用来实现系统监控、数据管理、系统管理以及应用分析等功能的。虽然设备的硬件不一样，但它们的完成程度与功能是在一个层次上的。4、间隔层终端测控保护单元

间隔层一次设备为单位是分层分布式系统的最大特点。间隔层终端测控保护单元是电厂用电系统实现正常运行的最行之有效的技术手段，对灵敏性、可靠性、选择性和速动性的要求较高，因此，实现软件监控技术的功能，不宜使用DCS系统。

5、ECS与DCS的转换协调控制

电气系统在设计的初级阶段和调度运行的过程中，要充分考虑让ECS与DCS系统处在和谐相处的状态。通过DCS能够控制和操作电动机的连锁逻辑，通过ECS进行继电保护的管理、故障录波和事故追忆等功能，对电器机械进行总体控制协调。

四、电气自动化系统监控技术的发展前景

1、充分发挥以太网技术的优势

因为多样性的现场总线通信协议技术标准，所以它并不能够对嵌入式工业的性能有所帮助，但以太网技术运用于电气自动化的监控过程中，不仅能够使传输速度加快，容量变大，还能够解决监控程序与技术杂乱无章的问题，并能够使电气综合自动化的无缝通信作用充分发挥。尤其是在全双工通信、交换技术的猛烈发展后，既解决了以太网的通信确定性问题，又能够起到更好地保护作用，对在工业现场设备之间的通信中运用以太网，以技术支持的方式提供了帮助。嵌入式以太网是指在单片机系统上通过嵌入式软、硬件的方法，把工业以太网技术运用

到网络中。国外的电力设备供应商把嵌入式以太网的微机保护测控设备推入了市场，国内的电力设备制造商也在对最新综合自动化系统进行研发，在二次保护控制设备中成功运用嵌入式以太网。因此，嵌入式以太网给电气综合自动化系统的发展指明了方向。

2、智能化技术的应用

从一开始传统的操作盘控制到如今的计算机控制是ECS系统的发展历史，目前又有向综合智能控制和管理发展的态势。智能型的信息化是通过ECS系统控制的发展体现的。发展间隔层和站控层是通过电脑信息数字的加工模式来实现的。间隔层的保护和站控层向着综合化及网络化智能保护测控单元发展，对电气的数据仓库进行细致的地分析，得出了一系列的高级应用功能。并能够通过数字综合分析协调解决所反映的情况。

3、标准应用技术的研发

为了实现不同厂家IED设备的信息共享和互操作性，要按照标准的规定内容对产品进行生产加工。由国际电工委员会参与并制定的国际通用标准IEC61850，该标准的特点包括数据自描述、信息分层、通信服务接口ACSI等。既满足了电气自动化发展的需求，又为企业的生产研发提供了强有力的参考数据。国内根据IEC61850标准，已经开始大量研发电气综自系统的产品，这为厂用电ECS系统向数字化、标准化发展提供了可靠的经验。

总结

由此可见，电厂电气自动化系统中监控技术的应用，需要根据厂用的特点及要求，综合运用ECS与DCS技术与通信技术设计监控，不仅能够满足生产与生活的需要，而且还能充分发挥自动化监控系统的作用。在IEC国际标准得到各国的普遍认同下，该技术的发展运用具有广阔的发展前景，值得我们去探索。