火力發(fā)電機(jī)組電氣監(jiān)控納入分散控制系統(tǒng)的探討

　　摘要：隨著以微處理器為基礎(chǔ)的分散控制系統(tǒng)(DCS)在電廠中的廣泛應(yīng)用, 熱工自動(dòng)化控制技術(shù)水平大大提高,實(shí)現(xiàn)了對(duì)汽輪機(jī)、鍋爐的統(tǒng)一監(jiān)控和管理，但電廠電氣部分的自動(dòng)化水平仍較落后。為此，就電廠電氣部分進(jìn)入DCS控制的問(wèn)題進(jìn)行探討，分析其可行性和必要性，并闡述了機(jī)組電氣部分納入DCS需要注意和解決的幾個(gè)問(wèn)題。
關(guān)鍵詞：電氣； 控制； DCS

　　隨著機(jī)組向大容量、高參數(shù)發(fā)展，發(fā)電廠的自動(dòng)化水平越來(lái)越高，計(jì)算機(jī)在電廠的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。對(duì)于火力發(fā)電廠自動(dòng)化中的熱工自動(dòng)化和電氣自動(dòng)化兩大部分，熱工自動(dòng)化由于在新建機(jī)組和老機(jī)組改造中廣泛采用分散控制系統(tǒng)（DCS）實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)、爐的監(jiān)控，其控制水平有了很大的提高，而電氣的監(jiān)控仍停留在常規(guī)的儀表、光字牌，采用繼電器、控制開(kāi)關(guān)及其接點(diǎn)組成的控制邏輯用硬接線來(lái)實(shí)現(xiàn)。雖然電氣的繼電保護(hù)、勵(lì)磁調(diào)節(jié)、自動(dòng)同期等裝置已逐步實(shí)現(xiàn)了微機(jī)化，但其自動(dòng)化的整體水平一直未能得到提高，這和從事電氣控制人員（包括設(shè)計(jì)、研制、使用等）的傳統(tǒng)思想有很大關(guān)系，很多人還跳不出原來(lái)的舊框框,還不敢“冒險(xiǎn)”，還不愿丟棄舊習(xí)慣。
　　1可行性與必要性
　　計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)發(fā)展到今天，無(wú)論硬、軟件還是處理能力、可靠性等都能滿足電氣監(jiān)控的要求，110 kV，220 kV等無(wú)人值班綜合自動(dòng)化變電站在中國(guó)的大量出現(xiàn)就可充分證明這一點(diǎn)。無(wú)論是熱工自動(dòng)化還是電氣自動(dòng)化，它們的監(jiān)控對(duì)象雖然不同，也就是說(shuō)所取的量不同，但這些量均可轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)量、模擬量、脈沖量等通過(guò)各自的邏輯進(jìn)行控制，除了繼電保護(hù)、勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)節(jié)（AVR）、自動(dòng)準(zhǔn)同期（ASS）和廠用電源快速自動(dòng)切換（ABT）等原理復(fù)雜及速度要求較高的裝置外，其它電氣監(jiān)控功能完全可以納入現(xiàn)有的DCS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)、爐、電集中管理，使電廠主控室機(jī)、爐、電控制水平統(tǒng)一協(xié)調(diào)，這樣不但可以節(jié)省人力和控制屏、臺(tái)及集控室面積、有利于實(shí)行全能值班管理，而且不會(huì)增加建設(shè)或改造費(fèi)用。
　　2需要注意和解決的幾個(gè)問(wèn)題
　　電氣和熱工自動(dòng)化相比，有其特殊之處，需著重考慮：
a) 電氣設(shè)備相對(duì)熱工設(shè)備的控制對(duì)象較少，也不是經(jīng)常操作，但可靠性及操作準(zhǔn)確性要求很高。特別是發(fā)電機(jī)變壓器組及廠用電源，一旦出錯(cuò)，后果非常嚴(yán)重。
　　因此，對(duì)于發(fā)電機(jī)變壓器組及廠用電源斷路器納入DCS操作，特別是發(fā)電機(jī)并網(wǎng)、廠用電源的切換等，必須充分考慮操作的安全性和可靠性。為了避免誤操作，必須在CRT操作中加入必要的防誤閉鎖條件（邏輯）和警告性提示，按照電氣操作票的正常操作步驟一步步執(zhí)行。同時(shí)，為了在緊急情況下（如事故處理、自動(dòng)裝置失靈、DCS系統(tǒng)或操作員終端故障等）能夠?qū)⒁恍┲饕_(kāi)關(guān)（如發(fā)電機(jī)出口主開(kāi)關(guān)、滅磁開(kāi)關(guān)、備用電源開(kāi)關(guān)、保安電源開(kāi)關(guān)等）斷開(kāi)或合閘，有必要設(shè)置采用硬接線方式的按鈕，以實(shí)現(xiàn)緊急分?jǐn)嗷驈?qiáng)送，但必須明確這些按鈕不能作為正常的操作按鈕使用。
　　DCS對(duì)斷路器的控制，通常采用接口繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)弱電的轉(zhuǎn)換。對(duì)于一些長(zhǎng)期帶電（如聯(lián)鎖投入）或重要回路（如發(fā)電機(jī)同期回路）的接口繼電器，必須完善對(duì)其狀態(tài)的監(jiān)視，或采取雙重化設(shè)置，或采用原來(lái)切換開(kāi)關(guān)的硬接線方式。
　　b) 電氣設(shè)備的繼電保護(hù)、自動(dòng)準(zhǔn)同期、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓自動(dòng)調(diào)整、廠用備用電源自動(dòng)投切等保護(hù)及安全自動(dòng)裝置要求可靠性高、動(dòng)作速度快，而且裝置的原理及邏輯結(jié)構(gòu)復(fù)雜，按照目前的DCS系統(tǒng)很難達(dá)到要求，所以不宜納入DCS系統(tǒng)，必須采用專門(mén)的裝置，配備與DCS的接口。
　　c) 發(fā)電廠斷路器一般采用110 V 或220 V 電壓的強(qiáng)電控制，控制回路中的聯(lián)鎖、閉鎖繼電器額定電壓比DCS輸出繼電器額定電壓要高，接點(diǎn)容量也較大，所以斷路器控制回路中的聯(lián)鎖、閉鎖功能不宜納入DCS系統(tǒng)，以免增加大量轉(zhuǎn)換繼電器，反而降低可靠性。
　　d) 由于取消了控制開(kāi)關(guān)，電氣系統(tǒng)原來(lái)采用的控制開(kāi)關(guān)與所控制斷路器位置不對(duì)應(yīng)起動(dòng)事故喇叭的接線方式必須改變。可以改為由計(jì)算機(jī)通過(guò)邏輯判斷，當(dāng)開(kāi)關(guān)事故跳閘時(shí)送出一接點(diǎn)起動(dòng)事故喇叭的方式。
　　e) 需要在集控室監(jiān)測(cè)的電氣量和光字信號(hào)，均可納入DAS（數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)）中，取消常規(guī)的測(cè)量表計(jì)和光字牌，這樣可以大大縮小電氣控制屏的面積，避免重復(fù)設(shè)置。為了能直觀判斷，也可以在電氣控制屏上保留少數(shù)測(cè)量?jī)x表和光字牌。
　　f) 為了開(kāi)關(guān)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方便以及 DCS 系統(tǒng)調(diào)試、退出檢修時(shí)不影響電氣開(kāi)關(guān)的操作，宜在開(kāi)關(guān)柜上設(shè)置控制開(kāi)關(guān)或分、合按鈕。為了與事故音響配合，須增設(shè)就地/遠(yuǎn)方轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，以防止就地操作時(shí)，啟動(dòng)集控室的事故喇叭。
　　3結(jié)束語(yǔ)
　　綜上所述，發(fā)電廠電氣設(shè)備納入機(jī)組DCS系統(tǒng)是必須也是可行的，只要根據(jù)電氣控制的特殊性，在設(shè)計(jì)和運(yùn)用中考慮完善，同時(shí)提高受控設(shè)備（開(kāi)關(guān)、電動(dòng)門(mén)等）及繼電保護(hù)、安全自動(dòng)裝置等的可靠性，相信機(jī)組電氣的自動(dòng)化水平會(huì)大大提高。