电厂电气监控系统发展问题探讨

电厂电气监控系统发展问题探讨

张晓亮

（大唐绥化热电有限公司黑龙江绥化152000）

摘要：随着国民经济的发展，对电气自动化水平的要求也逐渐提高，电厂电气的监控系统进一步深入发展显得极为迫切，而目前这方面还存在着不少问题，如ECS的发展存在误区，遇到了许多阻碍发展的诸多问题，就针对电厂电气监控，归纳了这些问题，并提出了ECS相应发展趋势。

关键词：电厂电气监控；ECS；电气自动化；趋势

1电气控制管理系统的特点

电气控制管理系统能自动对电厂设备进行全方位的检测和调配，具体的特点有以下几个方面：

1.1电力电气监控管理系统具有更佳的可靠性和自动高速运转的特点。ECS系统由于其高速的运转性能，能对装置和分布进行智能化分层处理，使设备的使用、调配安全的运行，提高设备的可靠性；

1.2电气设备中的大容量机组的运行通常需要两台机组共同使用，使用ECS集散控制系统能对DCS系统的运行状况进行监控，获取大量实时信息，并与电厂其他设备的系统进行数据的交换和分析，能增强系统的抗干扰能力，节约电缆和其他设备的使用，为DCS系统的运作减轻负担；

1.3电气设备与ECS连接可对电厂内所有的电气设备进行监控管理，包括：电流、电压、功率等情况，根据检测数据可对各个设备的运行情况进行分析，及时找出存在的故障隐患，保证了电厂设备的安全运行。

2发电厂电气监控系统发展的误区

现阶段，发电厂电气监控管理系统还没有明确的国家规范和行业标准可以参照，市场准发展中存在一定的误区，不利于发电厂电气监控管理系统的长足发展。

2.1ECS仅做搬运工，简单的把设备的信息采入后台，而对这些信息不进行归纳和处理，忽视后台开发工作。这就不能在深层次提高整个电气系统的运行维护管理水平，违背了设立发电厂电气监控管理系统的出发点。

2.2将变电站综合自动化系统完全替代ECS。变电站综合自动化系统设备是针对变电站开发的，其通信接口较少，通信负荷率较小，后台功能弱。而ECS系统要求通信的接口众多，通信的信息庞大。如果只是简单将变电站综合自动化系统应用于ECS，必将造成通信设备数量庞大、组网能力差、通信速率较低、监控管理功能弱，也造成了不必要的浪费。

3电厂电气控制系统的发展问题

3.1.通信问题

通信接口不规范，不能可靠和实时通信，通信设备差、可扩展性不强。这些问题都将成为制约其发展的阻力。没有标准化的通信接口，ECS系统网络的工作量是相当大的。

3.2操作权限问题

电厂电气设备一般包括DCS系统集中控制，ECS系统为DCS系统备件，往往保留了远程控制功能，此外，开关柜或设备、业务职能也要到位。要有阻断措施，以确保在同一时间允许只有一个控制是激活的。只有在某些紧急情况下，通过授权的操作人员，可以操作ECS控制设备。此方法的缺点是，没有硬件闭锁装置存在DCS和ECS可同时操作的操作权限，操作权限不能对硬件进行闭锁，可能会是DCS与ECS共同操作。方式二、三位置或四位置转换开关设置在间隔层控制单元上，将设备就地、开关柜、ECS、DCS放在不同操作位置。此方式导致控制地点过多，不便于运行。

3.3ECS性能差异大

ECS系统基本功能：数据的实时采集及处理，建立与维护数据库，控制与检测：报警处理事件序列；生成及显示屏幕，时钟同步；制表和计算；电能调制；人机通信，系统自行诊断与修复，与相关设备通信、管理；远程控制功能等等。很多功能都有独特的内容，如操作及管理功能包含：事故分析检索；操作指令；在线设备分析；模拟操作；工作单管理；运行记录和转移记录管理设备运行；操作票；缺陷的维修记录管理；法规和规章。

3.4和DCS接口的问题

现在，国内的DCS硬件大多为进口设备，然而国外的DCS通信开放性受到极大的约束。DCS与ECS的通信接口存在许多问题。

（1）DCS系统主要用于机炉的控制，而在电气的自动化控制方面的性能比较有限，所以，其与ECS的许多数据均不兼容。

（2）DCS系统扫描一周大约需要200ms，相对较快。而其信息量、通信周期、数据包长度等并不完善，都将影响通信的实时性，且ECS通信速率稳定性不好。

4调试过程存在的问题与解决方案

进行电气监控系统性能的测试时我们发现很多问题：在电厂电气监控系统的架构和运行过程中，时常有分散控制系统监控失灵、电磁信号干扰、数据传送丢失等问题产生。对某市电厂发生的各类问题所属类型进行统计，此市一共6家电厂，其中有3家发生过分散控制系统监控失灵情况，有2家发生过信息数据存放丢失情况，有1家发生过电磁干扰情况。对分散控制系统控制而言，在运用分散控制系统技术从事过程控制时，设备的实时情况、整个系统的实时性及可靠性是必须要保障的。为确保设备安全性，系统调试过程中需对设备变压器、进线开关及电动机控制开关等控制设备预先进行调试，防止因设备的意外问题而造成财物、人员伤亡等损失。

信息数据的存放问题：电厂电气监控系统设备在与各设备通信过程中会有大量信息数据产生，这些数据要通过ECS技术来完成信息交换，从而进一步由分散控制系统技术对这些数据进行处理和分配。电厂电气监控系统的调试当中，这些步骤均具有十分重要的作用，监控系统将信息数据的命令传达给分散控制系统，ECS系统会对多余的数据进行存放。

电磁干扰问题：在调试电厂电气监控系统的阶段中所有与总线连接的设备都需要大量具有屏蔽作用的双绞线，所以电磁干扰问题往往会在电气监控系统当中出现。系统调试的过程中，传输数据或者对数据进行互访很可能会对周围其他器件造成大量电磁信号的干扰，全部设备在通电启动后就会成为电磁干扰源，这样会形成相互影响的恶性循环，会最终导致分散控制系统技术出现显示坏点以及在数据传送途中造成数据乱码甚至数据丢失的情况。为确保信号传输的可靠、稳定，需要对传输线缆进行布线线缆的屏蔽层的接地工作，并且线缆过长时还要分段进行接地。

5电厂电气监控的优缺点

5.1优点

（1）系统采用分层分布式结构，结构清晰、灵活，可分阶段实施，易于扩展。现场主要设备简单地通过增加相应智能终端的通信和管理底层系统扩展连接就可以实现。

（2）兼容性。管理或前端机通信管理单元通信提供了各种接口。

5.2缺点

（1）采取了很多DCS的I/O点数，投资大、卡件多。

（2）电气保护、测量、开关位置以及其他所需信息检测不完整。

（3）不能达到远程保护信号复位。

（4）模拟直流采样，设备投资高。

（5）电气二次接线复杂，花费了大量的电缆施工和维护的工作量。

（6）所有信息都集中在DCS、DAS系统，系统风险比较大。

（7）无法完成以上操作和管理复杂的电气工作，诸如电力系统运行维护人员的医疗管理、保护设置、事故追忆和其他信息。

总结

随着电厂自动化水平的不断提高，电力对于人们的生活以及工业、轻工业的发展都有着至关重要的影响，电厂的管理和运行需要电气控制来进行把控，火力电厂电气控制系统的应用广泛，是火电厂电力管理中的重要系统。电厂电气监控系统己成为电厂实现经济化、自动化运行的重要一步，也是电厂技术向高层次发展的必然趋势。

参考文献：

[1]窗体顶端电厂电气自动化系统典型方案分析-电力设备-2007，8（2）

[2]电厂电气监控系统探讨-中国电力教育-2013（33）

[3]电厂电气监控系统的实现与应用-中国电子商务-2013（1）

[4]电厂电气监控系统组网模式及其与分散控制系统接入方式的研究-电网技术-2008，32（11）