火力发电机组电气监控纳入分散控制系统的探讨

　　摘要：随着以微处理器为基础的分散控制系统(DCS)在电厂中的广泛应用, 热工自动化控制技术水平大大提高,实现了对汽轮机、锅炉的统一监控和管理，但电厂电气部分的自动化水平仍较落后。为此，就电厂电气部分进入DCS控制的问题进行探讨，分析其可行性和必要性，并阐述了机组电气部分纳入DCS需要注意和解决的几个问题。
关键词：电气； 控制； DCS

　　随着机组向大容量、高参数发展，发电厂的自动化水平越来越高，计算机在电厂的应用也越来越广泛。对于火力发电厂自动化中的热工自动化和电气自动化两大部分，热工自动化由于在新建机组和老机组改造中广泛采用分散控制系统（DCS）实现对机、炉的监控，其控制水平有了很大的提高，而电气的监控仍停留在常规的仪表、光字牌，采用继电器、控制开关及其接点组成的控制逻辑用硬接线来实现。虽然电气的继电保护、励磁调节、自动同期等装置已逐步实现了微机化，但其自动化的整体水平一直未能得到提高，这和从事电气控制人员（包括设计、研制、使用等）的传统思想有很大关系，很多人还跳不出原来的旧框框,还不敢“冒险”，还不愿丢弃旧习惯。
　　1可行性与必要性
　　计算机技术、通信技术发展到今天，无论硬、软件还是处理能力、可靠性等都能满足电气监控的要求，110 kV，220 kV等无人值班综合自动化变电站在中国的大量出现就可充分证明这一点。无论是热工自动化还是电气自动化，它们的监控对象虽然不同，也就是说所取的量不同，但这些量均可转换成开关量、模拟量、脉冲量等通过各自的逻辑进行控制，除了继电保护、励磁自动调节（AVR）、自动准同期（ASS）和厂用电源快速自动切换（ABT）等原理复杂及速度要求较高的装置外，其它电气监控功能完全可以纳入现有的DCS系统，实现机、炉、电集中管理，使电厂主控室机、炉、电控制水平统一协调，这样不但可以节省人力和控制屏、台及集控室面积、有利于实行全能值班管理，而且不会增加建设或改造费用。
　　2需要注意和解决的几个问题
　　电气和热工自动化相比，有其特殊之处，需着重考虑：
a) 电气设备相对热工设备的控制对象较少，也不是经常操作，但可靠性及操作准确性要求很高。特别是发电机变压器组及厂用电源，一旦出错，后果非常严重。
　　因此，对于发电机变压器组及厂用电源断路器纳入DCS操作，特别是发电机并网、厂用电源的切换等，必须充分考虑操作的安全性和可靠性。为了避免误操作，必须在CRT操作中加入必要的防误闭锁条件（逻辑）和警告性提示，按照电气操作票的正常操作步骤一步步执行。同时，为了在紧急情况下（如事故处理、自动装置失灵、DCS系统或操作员终端故障等）能够将一些主要开关（如发电机出口主开关、灭磁开关、备用电源开关、保安电源开关等）断开或合闸，有必要设置采用硬接线方式的按钮，以实现紧急分断或强送，但必须明确这些按钮不能作为正常的操作按钮使用。
　　DCS对断路器的控制，通常采用接口继电器来实现强弱电的转换。对于一些长期带电（如联锁投入）或重要回路（如发电机同期回路）的接口继电器，必须完善对其状态的监视，或采取双重化设置，或采用原来切换开关的硬接线方式。
　　b) 电气设备的继电保护、自动准同期、发电机励磁电压自动调整、厂用备用电源自动投切等保护及安全自动装置要求可靠性高、动作速度快，而且装置的原理及逻辑结构复杂，按照目前的DCS系统很难达到要求，所以不宜纳入DCS系统，必须采用专门的装置，配备与DCS的接口。
　　c) 发电厂断路器一般采用110 V 或220 V 电压的强电控制，控制回路中的联锁、闭锁继电器额定电压比DCS输出继电器额定电压要高，接点容量也较大，所以断路器控制回路中的联锁、闭锁功能不宜纳入DCS系统，以免增加大量转换继电器，反而降低可靠性。
　　d) 由于取消了控制开关，电气系统原来采用的控制开关与所控制断路器位置不对应起动事故喇叭的接线方式必须改变。可以改为由计算机通过逻辑判断，当开关事故跳闸时送出一接点起动事故喇叭的方式。
　　e) 需要在集控室监测的电气量和光字信号，均可纳入DAS（数据采集和处理系统）中，取消常规的测量表计和光字牌，这样可以大大缩小电气控制屏的面积，避免重复设置。为了能直观判断，也可以在电气控制屏上保留少数测量仪表和光字牌。
　　f) 为了开关现场试验方便以及 DCS 系统调试、退出检修时不影响电气开关的操作，宜在开关柜上设置控制开关或分、合按钮。为了与事故音响配合，须增设就地/远方转换开关，以防止就地操作时，启动集控室的事故喇叭。
　　3结束语
　　综上所述，发电厂电气设备纳入机组DCS系统是必须也是可行的，只要根据电气控制的特殊性，在设计和运用中考虑完善，同时提高受控设备（开关、电动门等）及继电保护、安全自动装置等的可靠性，相信机组电气的自动化水平会大大提高。