火力发电厂的电气自动化技术系统

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1、王诗文，男，230103198207153615，助理工程师，佳木斯大学（2001-2005），学士学位，火力发电厂电气技术间就方向火力发电厂的电气自动化技术系统王诗文（哈药集团制药总厂116车间黑龙江哈尔滨150086）摘要：讨论了火电厂电气自动化系统的内容，介绍了火电厂ECS的现状，结合近年来网络通信技术在自动化系统的应用，分析DCS系统的接线方式，阐明了采用基于现场总线的通信方案并具有与DCS经通信充分交换信息的ECS技术正在成为火电厂电气自动化技术的发展趋势。关键词：火力发电；电气自动化；DCS；控制1引言火力发电厂由热控自动化和电气自动化两大部分

2、组成，多年来热控自动化得到了迅猛发展，与热控自动化相比，电气自动化就显得极不协调，虽然电气的继电保护、励磁调节、自动同期等装置实现了微机化，但电气的监控仍处于常规仪表、光字牌、连锁开关、一对一的硬手操水平，而电气的监控水平没有得到真正提高。为了使机组机、炉、电的控制水平协调一致，便于集中监控管理，将电气控制系统纳入DCS系统已是势在必行。本文就火电厂大型机组电气自动化的范畴和技术方案进行了讨论，介绍了常用的现场总线及其在火电厂自动化系统中的应用，介绍了新一代电气监控系统ECS和DCS的一体化解决方案。2电气系统自动化监控系统组成及功能2..1发电机－变压器

3、组监控,包括发变组高压侧断路器、励磁系统的灭磁开关、励磁调节器开关、整流柜开关、AVR增、减磁控制，发电机并网、解列程序控制和软手操控制，以及电压、电流、频率、有功、无功、电能、温度、开关状态等监测。实现了励磁系统开关的联锁跳闸，发电机顺序并网、顺序解列，无功自动调节，失磁快减等功能。2.2励磁系统的监控,同步发电机的一个重要组成部分，它的主要任务是向发电机励磁绕组提供一个可调节的直流电流，励磁系统的安全可靠性是非常重要的，直接关系到电网和机组的安全稳定运行，因此，在电气控制系统改造中仍采用原有的专用励磁装置，通过硬接线方式与DCS接口，实现发电机并网、解

4、列程序控制、失磁快减和软手操控制，以及电压、电流、频率、有功、无功、电能等参数监测的功能。2.3高压厂用电系统的监控,包括高压厂用电源系统的高压厂用电源变压器（断路器）、高压启/备变压器（断路器）、低压厂用电源系统的单元低压、公用低压变压器（断路器）、交流380V/220V保安电源系统的进出线断路器等开关的联锁、闭锁程序控制和软手操控制，公用系统的联锁、闭锁控制，以及电压、电流、频率、有功、无功、电能、温度、开关状态、直流电源和UPS电源等监测。实现了开关的联锁、闭锁控制，厂用电源备自投（BZT）功能。2.4继电保护系统的监控,其原理复杂、专业性强，在火力

5、发电厂中占据非常重要的地位.将电气系统纳入DCS分散控制系统的首要原则是满足（火力发电厂设计技术规程、继电保护等有关规程）的要求，保证电气系统纳入DCS后的安全可靠性。2.5自动准同期装置（ASS）的监控,发电机和电网的同期并列操作是电气运行中最复杂、最重要的操作,发电机在并网过程中，必须满足（1）发电机和电网的相序必须相同；（2）发电机和电网的电压接近相等；（3）发电机和电网的频率接近相等；(4)发电机电压和电网电压的相位接近相等。否则将发生非同期并列事故，严重时损坏发电机的定子绕组或造成大轴损坏事故。因此，在电气控制系统改造中仍采用专用的自动准同期装置

6、（ASS），通过硬接线方式与DCS接口，实现发电机并网、解列程序控制、软手操控制，以及电压、电流、频率、有功、无功等参数监测的功能。2.6直流系统和UPS系统的监控,只是监视，不参与控制；对直流系统的母线电压、充电器工作状态；UPS充电电流、工作状态等进行监视、报警。2.7启，备变电源自动投切的监控,正常运行时进行电源切换，采用经同期并联切换，并且以慢速断电切换作为后备方式。当正常运行中工作电源事故跳闸时，启动备用电源自投回路。当工作电源与备用电源的电动势夹角<20度时，启动备用电源断路器合闸回路；当工作电源与备用电源的电动势夹角>20度时，闭锁备用电源断

7、路器合闸回路。只有当工作电源母线残压衰减到20％Un时，才能接通备用电源断路器合闸回路，即慢速断电切换。2.8柴油发电机和保安电源的监控,实现柴油发电机母线电压，柴油发电机出口电流、功率，柴油发电机主开关状态和故障报警的监视；完成柴油发电机的启停控制。3火电厂电气自动化系统功能发电厂电气自动化应实现对发变组及高低压电气设备电气参数实时监测和安全监控，有效提高电厂运行安全性和可靠性，保证供电电能质量，减少值班人员，改善运行人员的工作条件。根据调度指令实现机组功率的经济分配，提高电厂经济效益，满足电厂综合运行管理功能【1】。3.1实时数据采集通过间隔层装置对各

8、元件的模拟量、开关量、脉冲量等实时数据进行采集并存人数据库。3.2