大型火力发电厂电气自动化监控系统的设计研究

赵庆明

摘 要：为了保证火电厂运行阶段各部分都有良好的安全、稳定性，应能认识到自动监控体系的重要性，并能结合火电厂运行阶段的实际需要和监控系统特点制定相应的监控系统运行方案，保证火电厂运行的可靠性。本文就火力发电厂中的自动监控系统的设计工作进行了分析。

关键词：自动化；发电；火电；监控；设计

中图分类号：TM76 文献标志码：A

在电力能源成为当代社会主要动力能源的背景下，为了保证社会电能供应的稳定性，现代火电厂的发电设备数量、占地规模的、设备强度都得以优化，使其能产生充足的电能。但在火力类型发电站这种发展趋势下，发电厂在监管方面的难度也在增强，需要使用更加高效的自动监控模式来监管电厂的正常运行，避免电厂运行出现故障。

1 火电厂当中自动监控模式概述

1.1 监控范围分析

现代火电厂当中的设备类型以及设备总体数量较多，而火电厂作为一个完整的整体，一旦其中的某一个环节出现了问题，则有可能导致整个火电厂的运行情况受到影响，因此在对火电厂进行自动监控的时候，要做好各个运行设备以及主要部分的安全监控工作。

现代火力类型电厂监控方面，其监控内容包括发电机设备变压器组件、火电厂电源部分，主厂房及各部分照明电源系统、电厂工作信号、传输部件、管理系統的运行等方面。

1.2 监控模式分析

电气自动化监控系统的监控模式存在多种多样，当前主要方案为：硬接线和现场总线相结合的方式；每台机组设置一套以现场总线技术为基础的电气监控系统；以及传统硬接线方式。

（1）现场总线与硬接线结合模块，发变组、厂用电源系统、机炉等电动机的控制由DCS通过硬接线连接实现，ECMS只监测不控制，对于与电动机、发变组、厂用电源系统的控制相关的重要的信号通过硬接线与DCS相连。所有设备的模拟量、保护信息可通过ECMS系统向DCS转发。

（2）完全现场总线模块全，除发变组、保安电源、机炉等重要电动机的控制由DCS通过硬接线连接实现，ECMS只监测不控制外，其余电气厂用电系统均纳入该ECMS系统进行监控，对于一些与发变组相关的重要控制和信号，以及主厂房内保安电源设备的控制和信号，同时通过硬接线与DCS相连。

（3）全硬接线纳入DCS模块，电气发变组、厂用电系统、机炉等电动机等所有信号和控制通过硬接线接至DCS，即电气全纳入DCS方式。采用与DCS相同的软件、硬件设备，共用工程师站、操作员管理站、网络通信设备等。

对于现场总线与硬接线方案或完全现场总线方案采用分层分布的设计思路，将所有电气信息分为运行监视信息和管理信息，将运行监视信息送至DCS，将管理信息送入ECMS的工程师站进行处理后实现电气设备自动管理、培训等高级管理功能，真正做到电气系统的自动化，而目前有许多基于电气特点的成熟的电气运行管理软件供选用，不需考虑新软件开发费用。

2 火电厂当中自动监控系统特点分析

在开展火电厂中自动设计的时候，要能注意每个部分功能的特殊性，并能从监控设备的实际用途以及覆盖范围角度进行分析，保证火电厂的运行能在有效的监控之下。

2.1 自动监控体系的信息采集

在火电厂自动监控体系当中，信息采集系统是自动监控体系能正常运转的基础，需要通过多种类型的监控设备对火电厂运行情况、火灾等意外情况进行监管，只有信息采集系统收集到了完整、全面的信息才能保证后续，信息处理以及特殊情况应对措施能有效进行。目前火电厂中的信息收集以及检测设备所能检测到的信息覆盖面较多，除了标志性的设备运行状态变化外，还能检测到火电厂系统当中设备的具体运行状态、设备运行信号状态以及其他设备信号变化情况。

现代检测设备的性能有所提升，监控设备在运行中能对火电厂运行状态信息进行定时信息采集，在相隔一段时间之后对信息数据进行全面采集，由于所采集到的信息类型较多，为了能将信息以统一的类型呈现出来，自动监测系统还要能科学的进行信息数据转换处理、数据滤波处理以及监测数据的内容更新。

其次，自动监测以及信息都只是基础性的操作内容，需要通过使用这些数据作为电厂管理的基础，以便自动监控系统能有效的采取应对措施，这些设备安全应对措施一般会包括信号报警提示、信息安全保护等类型的操作。

2.2 系统监视操作以及报警功能

在现代监控系统当中，为了保证电厂运行的稳定性以及设备运行的安全性，在使用监控设备对火电厂实际运行状况进行分析的时候，还可借助检测设备的性能，对设备进行安全监管。现代监控录像设备以及液晶类型显像设备的清晰度都较高，这样也就能更为清晰精准的对各种设备进行监控，以图像的形式还原火电厂各部分的运行情况、安全状态。

安全报警功能也是火电厂自动监测体系中不可缺少的关键性功能，通过安全警报功能的使用，就能在不正常运行状态或者是危险情况出现的第一时间进行报警，让安全管理人员能认识到电厂中存在的问题，并对问题进行有效的解决，避免突发事件扩大而造成更为严重的影响。

2.3 监控设备运行模式分析

在电厂中当自动化类型监控设备运行时，需要进行大量的信息数据处理，一般信息数据处理当中要能按照设备运行中的有功情况、无功情况数据以及功率数据进行比对分析。其次火电厂中设备保护的动作电位变化情况也是需要统计分析。在自动监控设备各部分性能都在提升的情况下，设备所能处理的信息内容也在增多，从而全面的保证火电厂的安全运行，这些设备内容通常会包括火电厂运行中线损情况、电厂设备的运行负荷、发电机组的实际运行效率，以便根据这些信息内容更加全面地制定安全管理计划，避免火电厂运行中出现安全问题。

2.4 时钟同步设定管理

在运用自动监控对电厂设备进行管理以及进行检测记录追溯的时候，需要有统一的时间作为追溯管理的基础，尤其是在追溯火电厂中各种设备检查记录的时候，如果存在时间不同步的情况，那么就会影响对于事故的还原效果，尤其是在大范围追溯中，需要对众多部分运行安全性进行监控分析的时候，需要各个监控设备之间有统一的时间同步频率。在实际的时间频率调整当中，常以卫星时间显示设备作为基准，使火电厂系统设备、火电厂机组保护设备、电厂网络监控设备以及继电保护设备的时间能同步在一个相同的频率范围内，避免因时间差异所造成的问题的。

另外，在火电厂中各种设备的运行，也可能由于各种因素而出现设备无法接收到卫星时间信号的情况，则需要火电厂监控设备当中的工作者能注意到这一情况，并采用人工授时的处理措施来保证设备的稳定运行。

结语

火电厂在现代依旧是主要的电力生产源，面对社会对于电力能源需求量的飙升，火电厂常会采用更新机组设备、扩大机组规模的方式提升火电厂的发电效率以及电能总产量，但这种电能产量增长模式也需要以高效的安全监管作为技术支持。一旦电能监管不到位或者出现了监管盲区，那么就会给火电厂的安全运行产生影响，但在过去的安全监管当中，主要是采用人工方式进行的监管管理，由于工作人员体能因素以及心理思想因素的影响，导致火电厂中的安全监管可能存在疏漏。因此火电厂要能在运行中加在安全监管方面的投资，建立自动监控系统，推动火电厂运行管理的安全发展。

参考文献

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