随着我国电气自动化技术的发展及各地的电力建设的需要,原来应用于输变电系统的电力自动化领域中的“四遥”监控系统已开始应用到10/0.4kv用户及低压变电所中,以“四遥”监控为基本要求的智能配电系统在各个领域中已逐步推广普及,并作为10kV以下变配电系统的标准配置。
新的发电厂电气自动化系统(ECS)采用高可靠性和开放性的大型实时监控软件平台,利用通信网络(现场工业总线网/以太网),实现基于新一代数字式保护测控装置的分层分布式综合自动化系统功能;该类系统对DCS/FCS系统完全开放,可方便实现与DCS用CS系统的全面接口,从而实现将发电厂电气自动化系统完全融入DCS系统,真正实现发电厂的机、炉、电监控一体化,大大提高了发电厂运行的自动化程度,真正做到“四遥”监控,是发电厂监控自动化技术的发展趋势。
而作为ECS系统中的核心设备— 智能配电装置,随着技术的发展与成熟,涌现了一批优秀的品牌产品,如:南京东大金智(高压配电)、南京南瑞(高压配电)、拓普智能(高压配电)、苏州万龙(低压配电)、丹东华通(低压配电)等,以其生产的智能配电装置集成化、多功能化、质量更稳定、操作更可靠的低压测控设备,也为日后电厂设计提供了新的思路,使得电气自动化系统的应用更加方便灵活。
新建电厂大部分都采用了ECS系统,在笔者调试过的电厂中选取有代表性的三家电厂进行比较来说明智能配电装置在实际应用中的特点,它们分别是上都电厂、包头青山热电厂、包头第三热电厂,以上三家电厂对智能配电装置在ECS系统分别采取了不同的应用方式。
ECS系统的控制方式
1.上都电厂
采用南京南瑞通讯管理系统
该系统对高低压系统均采用通讯遥控、遥测、遥信,并且对电动机控制采用DCS及通讯双重控制,电气量的采集除通讯外,还辅以4~20mA模拟量检测电流。
2. 青山热电厂
采用珠海托普智能公司的通讯管理系统
该系统仅通过ECS系统采集电气量,而控制是通过环5实现。
3. 三电厂
采用北京美兰尼尔公司通讯管理系统
该系统低压部分未使用智能配电装置,高压部分也仅通过装置通讯采集部分电量,主要通过DCS控制,低压电气量通过变送器输出4~201nA来采集。
设备的配置
上都电厂与青山热电厂的高低压控制盘主要配置相似,在此一同列出:
(1)综合保护测控装置,包括控制功能、测量功能、保护功能、防跳功能(6kV装置)、电源监视功能、通讯功能、RS485通讯功能、4~20mA模拟量输出。
(2)CT:作为电流量采集。
(3 )断路器(电源)或接触器(电动机)为用电设备供电。
包头第三热电厂6kV配置如下:
(1)综合保护测控装置,包括测量功能、保护功能、通讯功能、RS485通讯功能4~20mA模拟量输出。
(2)合、跳闸继电器(控制回路)。
(3)断路器为用电设备供电。
(4)CT:作为电流量采集。
(5)电源监视继电器。
(6)防跳继电器。
包头第三热电厂.04kV配置如下:
(1)合 、跳闸继电器(控制回路)。
(2)断 路 器(电源)或接触器(电动机)为用电设备供电。
(3)CT:作为电流量采集。
(4)电源监视继电器。
(5)CT:作为电流量采集。
(6)电流变送器,提供4一20mA模拟量输出。
(7)热继电器 。
讨论
1.控制方式比较
通过对三家电厂ECS系统的控制方式比较发现:
(1)上都电厂对于电源设备只设计了RS458通讯控制,抛弃了传统的通过DCS直接控制的方式,节省了电缆,但由于采样点过多,通讯管理机较少,造成单台通讯管理机通讯数据量大,容易造成通讯堵塞,偶尔会出现控制指令不能正常发出的现象。由于电动机需要可靠操作,必须通过DCS控制,因此如果将电动机的遥控、遥测部分去掉,只采用DCS控制,4~ZOmA采集电流信号,则对于通讯环境将有很大改善。
(2)青山热电厂终端设备在ECS中只作为遥测、遥信使用,摈弃了遥控功能,对于装置来说是一种资源浪费,如果对电源系统进行控制,则可以节省很大一部分电缆。
(3)包头第三 热电厂仅6Vk 采用了ECS作为遥测,所使用的装置功能也较少,因此造成设备较多,采集数据量大,使得调试过程繁琐。
2.设备配置的比较
从设备的配置可以看出。使用智能配电装置的电厂设备应具有以下优点:
(1)装置单元件少,有利于调试检修J
(2)综合性能集成度高,保护内容全面。
(3)内部配线简单。
(4)故障容易判断,装置都采用了控制回路自检,通过故障告警,以及DO、Dl量查询,可以很容易的分析出故障原因。
而未采用智能配电装置电厂的设计,使得设备中装置单元件较多,在调试过程中,内部配线易出错,故障不易判断,设备占用了大量空间,显得拥挤不宜于故障的处理。
结论
随着技术的逐渐成熟,数字式综合保护测控装置在电厂中的应用将会越来越广,其功能将得到更充分的发挥,虽然笔者不是设计人员,但作为调试单位,作为最先接触电厂设备的人员,以上仅仅是在调试过程中的一点思考,希望能对设计者有一定的帮助。