电气自动化控制系统的设计研究

张夏+胡润斌

摘要文章分析研究了现阶段我国电气综合自动化系统的主要功能，探讨当前技术条件下我国电气自动化控制系统的主要设计理念。随着科学技术的不断发展，智能化水平的不断提升使得电力工程师对现场设备情况的科学监控变成可能，而随着通讯技术的不断应用与发展，其为数据与信息的传送提供便利。

关键词电气自动化；设计；分析研究

中图分类号：TM921.5 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）12-0025-01

1电气自动化系统的主要功能

按照目前电力系统单元机组的主要运行特点与电气控制的主要特征，依要求可以把发电机的一变压器组与厂用电源等均归类于ECS监控。它的主要功能有：隔离开关操作和控制、励磁变压器保护、发变组保护以及厂高变保护控制；控制方式随着系统性能的变化而切换，PSS的投退以及减磁与增磁的操作；500千伏或220千伏开关的自动同时间并网和手动同时间并网；6千伏高压厂的用电监视以及厂用电压的快切设备的状况监视。手动启动等；380千伏低压厂用电源的监视与操作控制；备变压器的控制与操作；柴油发变机组与保安电源的操作与控制；LPS系统与直流系统的操作与监视。

实际上不管是何种发电机组或者何种系统，对于发变组的按照自动装置与保护。由于系统的设备已经完全成熟同时要求全部需在DCS中实现该功能，目前技术很难真正实现，如果要完全实现也需要花费大量的人力与物力。不过由于系统的特点和DCS间要口求接，可以控制使用硬接线，这样一来就可以借助通讯方式传送自动装置信息，同时能够借助DCS实施事故的追查。

2系统设计

1）远程监控。所谓的远程监控实际上为一种技术监控，该方式具有节省安装费用可靠性较高以及节约能源等特点。因为现阶段电力系统的现场总线的通讯较慢，同时电厂电气部分的通讯录又相对而言较大，因此此类方式在某种程度上说更加适合于小系统的监控，对于实现大系统的监控还有一定的难度，尤其不能适应电气自动系统的建立。

2）同步开断。所谓的同步开断就是在电流或者电压特定的相同的位置完成电路的闭合或者断开。就技术而言同步开断手段能够有效避免电力系统中操作过电压。如此一来由操作过电压来实现电力仪器的绝缘水平可以大大的降低。现阶段由于高压开关均为机械开关，此种开关的开断时间相对较长，同时分散性也非常大，所以很难真正实现精确的定相开断。目前电力企业也使用同步开断的技术也少之又少。

3）集中监控。每种监控手段都各有其特点与缺点，集中监控的优点的系统设计较为简便、运行维护方便以及控制站的防护等相关要求较低。不过因为集中式的特点主要是把系统的所有功能集中于一个处理器实施处理，所以在这种情况下处理器所要完成的工作量非常大，因此处理器的处理信息与数据的速度相比而言较慢。因为所有的电气设备均要实施监控，其监控对象量的不断增大会使主机的冗余不断降低，如此以来就会加大其投资规模，另外由于受长时间电缆引入的影响，其对系统的可靠性也会有一定的干扰。需要特别注意的是，隔离刀闸的闭锁与断路器的联锁通常使用硬接线，而因为隔离刀闸中的辅助接线很多时候会出现异常，如此设备容易出现无法操作的现象。需要指出的是，由于此类接线的二次接线较为复杂，同时查线工作也非常繁琐，所以该种方式的应用会提升系统的维护难度。另外该种方式因为查线或者传动时接线的复杂会提升操作失误的可能性。

4）现场总线的监控。随着技术的不断发展与应用，Ethernet和现场总线等技术早已使用在变电站自动化系统中，同时已有较为丰富的工作经验，如此也加快了智能化电气装备的发展，此类太网以及现场总线均为网络控制装置应用于发电厂的电气系统中奠定了基础。不可否认的是，现场总线的监控手段使得系统的设计更具有针对性与可操作性，对于部分完全不相同的间隔而言可以使用完全不相同的功能，如此也能够按照间隔状况进行具体而又详细的设计。使用此类监控手段不但具备远程监控手段的所有优点，同时还能够降低隔离设备、模拟变速器的使用量。另外由于技术的成熟，智能设备完全可以就地进行安装，和监控系统借助通信线进行连接，能够降低控制电缆的使用成本。于此同时，各个装置的功能也较为独立，所有的装置完全均借助于网络进行连接，而目前网络组态均较为灵活，所以能够大大提升整个系统的安全性与可靠性，各个装置一旦出现故障只会对相关的元件造成影响，不会出现系统瘫痪的现象。所以在某种程度上说现场总线监控手段是电力企业日后发电厂监控系统的主要发展方向。

3电气自动化控制系统未来的发展

随着OPC技术的发展与应用、可编程逻辑控制器标准的出现和Widndows的广泛使用，未来的电气发展之路必须走向结合的道路，在此过程中计算机有着无法衡量的作用。尽管各个国家对可编程逻辑控制器的标准不尽相同，但是IEC61131目前已被世界各个国家认为是可编程控制器的标准。需要注意的是，在IEC 61131-3中，所谓的功能块并非仅仅指代FBD语言编程机制，同时它还是对象组件的础。如果机组或者工程师一旦建立了功能块的编程，同时借助调试以及试用证明它的确可以科学的执行所规定的功能，则就不存在用户再将它打开的情况，以此改变其编程的算法。所以，即便是某个功能块在操作过程中由于其执行效率需要再次提升，或者其功能执行的可操作性较低，需要再次编程，作为操作者也只要保持此功能块中的外部接口不变（即输出与输入不变）。另外目前部分设备制造商通常会把专有控制技术放置于自定义的功能块中，这样不但能够科学有效的保护知识产权，同时还能够供操作者循环使用，不会出现因为相同的目的而不断的调试与编写程序。

市场的需要与发展促使自动化与IT平台不断融合，而电子商务的不断融入也正在加快此过程的发展脚步，多媒体技术以及因特网技术亦在自动化中有着极其广阔的发展空间。作为企业管理人员不但要借助科学的浏览器来存取企业的人事与财务数据，同时还应该对现阶段企业的生产过程进行全方位多角度监控，第一时间熟悉企业的生产信息。随着虚拟现实技术以及视频技术的不断发展，将对企业自动化系统以及设计生产产生影响，而相关的通讯能力以及软件结构亦要不断强化。

参考文献

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