电气自动化技术在热电厂中的应用分析

王移州 杜维峰

摘 要：电气自动化技术凭借其高效率的使用性能在火力发电中的运用更为广泛，企业需顺应技术发展需要开展电气自动化研究。电气自动化技术推广到热电（火力发电）厂之后，企业必须重视自动化技术的重要性。电气自动化技术的推广促进了火力发电模式的革新。针对这一点，文章分析了电气自动化模式的实际运用。

关键词：电气自动化；热电（火力发电）；运用；创新

1.电气自动化技术的优点

电气自动化技术主要是针对电能、电力设备、电力技术等3个方面实施改革更新，创造出一种全新的运行模式服务于电力行业。在计算机技术、电子技术、信息技术等逐渐融为一体的趋势中，电气自动化技术的运用变得更加泛。在热电（火力发电）过程中引进电气自动化技术的优势表现为：

①提升效率。马钢股份公司热电厂每年向公司输送大量的电能，电力行业是我国社会现代化生产的基础条件。受早期社会技术条件的限制而影响了热电厂生产效率的提升，每年企业生产电能耗损15%-30%左右。引进自动化生产技术后，电力生产效率显著改善，使得电能生产量不断增多。

②降低成本。煤、石油等原始材料是热电（火力发电）的主要燃料，电能生产技术水平的落后会使得燃料消耗量增加，提高了热电的成本投资。对热电引进自动化技术后可保证各种燃料的充分燃烧，让原始燃料的价值得到充分运用。在实际电能生产中能显著降低成本投入而增加经济效益。

③技术革新。电气自动化技术根本上是各类技术的融合体，包括：计算机、电子信息、电气控制等多方面实用技术。把这一技术贯穿到热电（火力发电）生产中，将推动热电（火力发电）行业技术的革新，给发电作业人员的工作带来很大的方便。同时，经过一段时间的运用后也会促进热电技术的改革。

④优化资源。工业电能生产需投入各方面的资源，如：电力设备、燃烧原料、作业人员等，这些因素对电能产量的提升都有很大的影响。电气自动化技术运用之后能协调好各项资源，通过人机操作模式降低生产人员的工作难度。另外，在自动化生产模式中也可及时发现系统故障以及时处理。

⑤整合模式。自动化技术带来的是一体化操作，热电厂将摆脱传统的生产作业方式而实现人机操控的新局面。使用各项自动化模式后，电力企业的生产将成为融合电子、信息、计算机等先进科技的组合，可从多个方面促进热电（火力发电）方案的更新，实现了电能产量的增多以带动生产效益。

2.电气自动化技术在火力发电中的必要性

一般来说，传统的热电（火力发电）厂中的集散控制系统（DCS）主要是侧重于对机、炉系统的简单控制，而电气系统的保护与安全装置都可以基本实现独立运行，诸如厂用电源切换装置（ATS）和自动励磁调节装置（AVR）等都与集散控制系统（DCS）之间的信息互访和交换量有限，对整个电气自动化系统的反映信息量相对较少，也导致电气系统的操作人员所关注的测量、参数等信息都无法在集散控制系统（DCS）中得到有效反映，这也就对电气系统的操作人员运行系统造成了一定程度地不便，无法实现轻松、快捷、简便的系统操作，非常不利于其对热电厂的事故进行及时地分析与解决。因此，为了提高热电（火力发电）厂中电气系统的自动化水平，就必须改变传统电气系统控制中对变送器和控制电缆大量安装的情况，转变过去硬接线一对一采集电气信号的形式为现场总线技术和智能设备的结合形式，建立热电厂的电气系统通信网络，充分利用其联网信息多样化和全面化的优势，进行电气系统深层次的相关数据挖掘，实现热电（火力发电）厂中电气系统的自动化，提高整个热电（火力发电）厂电气自动化系统的运行和管理水平，这对于热电（火力发电）厂的长远发展发挥着至关重要的作用。

3.创新电气自动化技术在火力发电中的系统配置

电气自动化技术在热电（火力发电）中的系统配置主要可以分為以下三种形式：I/O集中监控方式、远程智能I/O方式和现场总线控制系统（FCS）方式。

3.1I/O集中监控方式。I/O集中方式。是将电气的各馈线在现场设置现场设备I/O接口，通过硬接线电缆与集控室DCSI/O通道相连，经A/D处理后进人DCS组态，实现DCS对全厂电气没备的监控。这种监控方式优点是速度对应快、运行维护好、监控站的防护等级低，从而使DCS的造价下降，但由于电气设备全部进入DCS监控，随着监控对象的大量增加使DCS主机冗余的下降，电缆数量巨大，控制楼面积大，长距离电缆引进的干扰可能影响DCS的可靠性。

3.2远程智能I/O方式。远程智能I/O方式是在数据采集较集中月一离控制室较远的现场设立远程I/O采集柜（即现场A/D转换机柜），现场设备I/O信号通过硬接线电缆与加采集柜相连，加采集柜与控制室DCS控制器主机柜通过光纤或双绞线。远程I/O具有节省大量电缆、节省安装费用、节省控制楼面积、可靠性高等优点智能化远程I/O还可完成数据处理、自检、自校正等功能。但I/O卡件、模拟量卡件及电量变送器还是不能减少。

3.3现场总线控制系统方式。现场总线是当今3C技术，即通信、计算机、控制技术发展的结合，是信息技术、网络技术发展到控制领域和现场的体现。现场总线废弃了DCS的控制站及其输人/输出单元，从根本上改变了DCS集中与分散相结合的集散控制系统体系，通过将控制功能高度分散到现场设备这一途径，实现了彻底的分散控制。

4.创新电气自动化技术在热电（火力发电）中的应用

4.1统一单元炉机组。创新电气自动化技术在热电（火力发电）中的应用，实现由机、电控制一体化向热电厂机、炉、电一体化的单元制运行监控方式转化。这样，热电厂中集散控制系统（DCS）可以通过机、炉、电单元制的运行方式对整个火电机组的所有运行参数和状态信息进行汇总和分析，最大限度地挖掘火电机组潜力，并发挥其自身特有的控制功能，最大限度地缩小控制室，实现对监控系统的简化，也就能够最大可能地降低成本造价；同时，统一单元炉机组也便于火力发电中热电厂信息管理系统（MIS）的信息采集，从而加强火电电网的统一运行和管理，完成中调AGC的相关指令和要求，提高电网的工作效率，使其保持在最经济和最佳的运行状态。因此，统一单元炉机组有利于提高火电机组的监控水平和自动化水平。

4.2创新控制保护手段。一般来说，在传统的热电（火力发电）中所采用的系统控制和保护手段为报警和连锁，仅仅只能实现超限报警以及联锁跳机的波动性控制和保护。而通过创新电气自动化技术，可以通过采用计算机的控制保护技术，实现对电气自动化系统的运营检测和故障诊断等，从而提前发现火电设备的系统隐患，并改变控制和保护策略，采取诸如系统冗余等一些主动性控制和保护措施，对系统故障的范围进行自动控制，防患于未然，保证电气自动化系统能够继续保持运行状态。另外，也可以使实现电气自动化系统设备从预防维护的被动和事故后维修转化为预防维护的预知和设备维修的同时进行。

5.结语

热电（火力发电）厂的电气自动化运用，能提高火力发电系统管理的自动化和管理水平。自动化系统通过计算机、保护、测量、分层分布控制和通信技术，对热电（火力发电）厂的电力系统的运行进行保护、控制和故障处理，这无疑是一项综合性的管理系统。充分利用电气系统联网后信息全面的优势，成功实现电气自动化的使用，完成较为复杂的电气运行管理工作。

参考文献

[1]张拥军.优化火电厂自动控制系统的重要性及对策[J].中国集体经济，2009.