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1、針對電氣自動化技術(shù)進(jìn)行分析
針對電氣自動化技術(shù)進(jìn)行分析
【摘要】隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速增長,電力系統(tǒng)中電氣綜合自動化技術(shù)在變電領(lǐng)域已得到了普遍應(yīng)用和開展,功能技術(shù)水平也已日臻完善。本文介紹了電氣自動化控制系統(tǒng)的監(jiān)控方式和應(yīng)用,以及闡述了綜合自動化技術(shù)的開展趨勢。
【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng);電氣自動化;監(jiān)控
1、電氣自動化控制系統(tǒng)
1.1 集中監(jiān)控方式
這種監(jiān)控方式優(yōu)點是運行維護(hù)方便,控制站的防護(hù)要求不高,系統(tǒng)設(shè)計容易。但由于集中式的主要特點是將系統(tǒng)的各個功能集中到一個處理器進(jìn)行處理,處理器的任務(wù)相當(dāng)繁重,處理速度受到影響。
2、
1.2 遠(yuǎn)程監(jiān)控方式
最早研發(fā)的自動化系統(tǒng)主要是遠(yuǎn)程控制裝置,主要采用模擬電路,由 繼電器、電子管等分立元件組成。這一階段的自動控制系統(tǒng)不涉及軟件。主要由硬件來完成數(shù)據(jù)收集和判斷,無法完成自動控制和遠(yuǎn)程調(diào)解。它們對提高變電站的自動化水平,保證系統(tǒng)平安運行,發(fā)揮了一定的作用,但是由于這些裝置,相互之間獨立運行,沒有故障診斷能力,在運行中假設(shè)自身出現(xiàn)故障,不能提供告警信息,有的甚至?xí)绊戨娋W(wǎng)平安。
1.3 現(xiàn)場總線監(jiān)控方式
現(xiàn)場總線監(jiān)控方式使系統(tǒng)設(shè)計更加有針對性,對于不同的間隔可以有不同的功能,這樣可以根據(jù)間隔的情況進(jìn)行設(shè)計。采用這種監(jiān)控方式除了具有遠(yuǎn)程監(jiān)控方式
3、的全部優(yōu)點外,還可以減少大量的隔離設(shè)備、端子柜、I/0卡件、模擬量變送器等,而且智能設(shè)備就地安裝,與監(jiān)控系統(tǒng)通過通信線連接,可以節(jié)省大量控制電纜,節(jié)約很多投資和安裝維護(hù)工作量,從而降低本錢。另外,各裝置的功能相對獨立,裝置之間僅通過網(wǎng)絡(luò)連接,網(wǎng)絡(luò)組態(tài)靈活,使整個系統(tǒng)的可靠性大大提高,任一裝置故障僅影響相應(yīng)的元件,不會導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。因此現(xiàn)場總線監(jiān)控方式是今后發(fā)電廠計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的開展方向。
2、綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用
2.1 集中模式
集中模式也就是傳統(tǒng)的硬接線方式,將強(qiáng)電信號轉(zhuǎn)變?yōu)槿蹼娦盘?,采用空接點方式和 4mA~20mA 標(biāo)準(zhǔn)直流信號,通過電纜硬接線將電氣模擬量和開
4、關(guān)量信號一對一接至DCS 的 I/O 模件柜,進(jìn)入 DCS 進(jìn)行組態(tài),實現(xiàn)對電氣設(shè)備的監(jiān)控。這種模式又分為直接 I/O接入方式和遠(yuǎn)程 I/0 接入方式兩種,前者是將電纜接至電子間集中組屏,后者是在數(shù)據(jù)較集中且離主控室較遠(yuǎn)的電氣設(shè)備現(xiàn)場設(shè)立遠(yuǎn)程 I/0 采集柜,然后通過通信方式與 DCS 控制主機(jī)相連,兩者具有相同的實現(xiàn)技術(shù),本質(zhì)上沒有區(qū)別。電氣量的采集集中組屏,便于管理,設(shè)備運行環(huán)境好;硬接線方式成熟,響應(yīng)速度快。缺點主要有:電纜數(shù)量大,電纜安裝工程量大,長距離電纜引進(jìn)的干擾也可能影響DCS的可靠性;DCS 系統(tǒng)按“點〞收費,不僅投資大,而且只有重要的電氣量才能進(jìn)入 DCS,系統(tǒng)監(jiān)測的電氣信息
5、不完整;所有信息量均要集中匯總至 DCS 系統(tǒng),風(fēng)險集中,影響系統(tǒng)可靠性;由于 DCS 調(diào)試一般是最后進(jìn)行,采用集中模式通常難以滿足倒送廠用電的要求;沒有獨立的電氣監(jiān)控主站系統(tǒng),無法完成較復(fù)雜的電氣運行管理工作,不能實現(xiàn)電氣的“綜合自動化〞。
2.2 分層分布式模式
分層分布式模式從邏輯上將 ECS 劃分為三層,即站級監(jiān)控層、通信層和間隔層。間隔層由終端保護(hù)測控單元組成,利用面向電氣一次回路或電氣間隔的方法進(jìn)行設(shè)計,將測控單元和保護(hù)單元就地分布安裝在各個開關(guān)柜或其他一次設(shè)備附近。網(wǎng)絡(luò)層由通信管理機(jī)、光纖或電纜網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成,利用現(xiàn)場總線技術(shù),實現(xiàn)數(shù)據(jù)匯總、規(guī)約轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)送數(shù)據(jù)和傳控制命
6、令的功能。站級監(jiān)控層通過通信網(wǎng)絡(luò),對間隔層進(jìn)行管理和交換信息。間隔層測控終端就地安裝,減少占用面積,各裝置功能獨立,組態(tài)靈活,可靠性高。模擬量采用交流采樣,節(jié)省二次電纜,降低了本錢,抗干擾能力增強(qiáng),系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)精度大大提高。系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)量提高,監(jiān)控信息完整,能實現(xiàn)在遠(yuǎn)方對保護(hù)定值的修改及信號復(fù)歸,運行維護(hù)方便。分布式結(jié)構(gòu)方便系統(tǒng)擴(kuò)展和維護(hù),局部故障不影響其他模塊正常運行。設(shè)置獨立的電氣監(jiān)控主站,便于分步調(diào)試和投運,滿足倒送電的要求。同時有利于廠用電系統(tǒng)的運行、維護(hù)和檢修。
3、綜合自動化技術(shù)開展趨勢
由于我國電力系統(tǒng)綜合自動化技術(shù)起步較晚,在很多方面與國外技術(shù)水平還有很大差
7、距,所以需要我們在學(xué)習(xí)和借鑒國外先進(jìn)技術(shù)的同時,結(jié)合我國的實際情況,研究和開發(fā)更加符合我國國情的綜合自動化系統(tǒng)。
3.1 保護(hù)、控制、測量一體化
鑒于目前的運行體制、人員配備、專業(yè)分工,我國的自動化系統(tǒng)主要采用站內(nèi)監(jiān)控采集數(shù)據(jù)而保護(hù)相對獨立的模式,以提供較清晰的事故分析和處理的界面。但是從技術(shù)合理性、減少設(shè)備重復(fù)配置、簡化維護(hù)工作量以及開展趨勢等方面考慮,將保護(hù)與控制、測量結(jié)合在一起會更有優(yōu)勢。
3.2 國際標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用
近年來,IED 電力自動化方面有了廣泛應(yīng)用。為了實現(xiàn)不同廠家 IED 設(shè)備的信息共享和互操作性,使廠站電氣綜合自動化系統(tǒng)成為開發(fā)系統(tǒng),國際電工委
8、員會制定了IEC61850 國際標(biāo)準(zhǔn)。為了與國際接軌,國內(nèi)已經(jīng)開始了基于 IEC61850 標(biāo)準(zhǔn)的電氣綜合自動化系統(tǒng)的產(chǎn)品研發(fā),相信這將是未來自動化系統(tǒng)的一個開展方向。
3.3 以太網(wǎng)技術(shù)的興起
隨著電力系統(tǒng)的開展,綜合自動化系統(tǒng)需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)越來越多,對通訊的實時性要求越來越高,以速度快、傳輸數(shù)據(jù)量大為特點的以太網(wǎng)滿足了這一要求。以太網(wǎng)最典型的應(yīng)用形式是 Ethernet+TCP/IP。未來的開展應(yīng)該是在繼承了以太網(wǎng)技術(shù)的根底上,結(jié)合工業(yè)過程應(yīng)用,產(chǎn)生新一代以以太網(wǎng)為核心的現(xiàn)場總線技術(shù)。
4、結(jié)語
自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛而深入,這也使電網(wǎng)管理方式產(chǎn)生翻天覆地的變化。新技術(shù)、新理論的應(yīng)用使一些概念不斷被更新和修正,傳統(tǒng)的技術(shù)界線逐漸模糊,各種原來看似不相關(guān)聯(lián)的技術(shù)會彼此融合和滲透,這些推動著電力自動化系統(tǒng)的不斷開展和變化。
參考文獻(xiàn)
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【3】馬巍.淺談電氣自動化的現(xiàn)狀與開展方向[J].黑龍江科技信息. 2021
【4】劉海龍.淺談電氣自動化的現(xiàn)狀與開展方向[J].黑龍江科技信息. 2021