近年来, 跟着电力行业的技能进步及涣散操控体系(DCS) 在电厂中的广泛运用, 300MW及以上容量机组的热工操控已全面选用涣散操控体系(DCS),逐步形成了数据收集(DAS)、模拟量操控(MCS)、次序操控(SCS)、燃烧器办理(BMS)四大体系。但DCS 首要完结的是汽轮机、锅炉的主动化进程操控, 对电气部分的主动化结合较少,DCS 一般未充分考虑电气设备的操控特色, 所以无论是功用上仍是体系结构上, 与网络微机监控体系比较在主动化程度、敞开性等方面都有较大的距离。实施以现场总线技能为根底电站电气操控体系(ECS)，从而将该体系以相对独立的单元实体形式终究归入DCS体系之中,充分利用FCS先进的全涣散操控技能,进步电气操控主动化水平缓可靠性。可充分利用FCS的彻底涣散和数字信息现场化、智能设备自确诊等特色，使电气防误操作等功用完结更便利、更齐备,而且将相关量的显现报警与电气设备的操控调理有机地结合起来,有用进步整个电气操控的安全性和可靠性。
一、电站电气操控体系的首要特色
电站ECS与热工主动化在操控要求及运转进程中都有较大的差异,电站ECS的首要特色为:(1)电气设备相对热工设备而言操控目标少,操作频率低,有的体系或设备运转正常时,经常几个月或更长时刻才操作1次;操控体系所完结的是次序操控, 即数字量操控, 模拟量信号仅作监督, 不参加体系逻辑操控 (2)电气设备保护主动设备要求可靠性高,动作速度快。如发变组保护动作速度要求在40ms以内,厂用电快切设备快速切换时刻一般小于60～80ms。 (3)300MW及以上机组一般每2台机组共用1台启/备变,任一机组检修都不能影响另一台机组的正常运转。(4)电气设备电气体系的联锁逻辑较简略,但电气设备自身操作组织杂乱。因而要求操控体系具有很高的可靠性。除了能完结正常启停和运转操作外,特别要求能够完结实时显现反常运转和事端状况下的各种数据和状况,并供给相应的操作辅导和应急处理办法,确保电气体系主动操控在最安全合理的工况下作业。
二、电站电气操控体系的监控规模
一般来说, 电站电气操控体系的监控目标首要有:
1) 发电机- 变压器组, 其监控规模首要包含发电机、发电机励磁体系、主变压器、220 kV 断路器;
2) 高压厂用作业及备用电源, 其监控规模首要包含高压厂用作业变压器、起动- 备用变压器等;
3) 主厂房内低压厂用电源, 其监控规模首要包含低压厂用作业和共用变压器、照明变压器、检修变压器和除尘变压器等主厂房的低压厂用变压器;
4) 辅佐车间低压厂用电源;
5) 动力中心至电动机操控中心电源馈线;
6) 单元机组发电机和锅炉DCS 操控电动机;
7) 保安电源;
8) 直流体系;交流不停电电源。
三、现场总线的技能特色及EFCS的优势
20 世纪90 时代中后期, 现场总线操控技能鼓起并繁荣发展起来，并开端逐步运用于电站主动化。近年来，跟着电气操控运转经历的老练，各类电气智能化操控设备不断出现，为现场总线技能运用于电站电气操控做好了预备。现场总线将会集与涣散相结合的操控体系结构，改变称为新式的全分布式结构，把操控功用彻底下放到现场，依托现场智能设备自身完结根本操控功用;一起，因为选用了全数字化的现场智能设备和数字通讯技能，使体系具有了彻底的自确诊和归纳信息集成的才能，为电站归纳主动化和全程主动化的完结奠定了坚实的根底。现场总线的特色首要表现在：
1) 体系的敞开性。敞开体系是指通讯协议揭露, 各不同厂家的设备之间可进行互连并完结信息交流, 现场总线开发者便是要致力于树立共同的工厂底层网络的敞开体系。这儿的敞开是指对相关规范的共同、揭露性, 着重对规范的一致与遵照。一个敞开体系, 它能够与任何恪守相同规范的其它设备或体系相连。一个具有总线功用的现场总线网络体系有必要是敞开的, 敞开体系把体系集成的权力交给了用户。用户可按自己的需求和目标把来自不同供货商的产品组成巨细随意的体系。
2) 互可操作性与互用性, 这儿的互可操作性, 是指完结互连设备间、体系间的信息传送与交流, 可实施点对点, 一点对多点的数字通讯。而互用性则意味着不同出产厂家的功用相似的设备可进行交换而完结互用。
3) 现场设备的智能化与功用自治性。它将传感丈量、补偿核算、工程量处理与操控等功用涣散到现场设备中完结, 仅靠现场设备即可完结主动操控的根本功用, 并可随时确诊设备的运转状况。
4) 体系结构的高度涣散性。因为现场设备自身已可完结主动操控的根本功用, 使得现场总线已构成一种新的全分布式操控体系的体系结构。从根本上改变了现有DCS 会集与涣散相结合的集散操控体系体系, 简化了体系结构, 进步了可靠性。
5) 对现场环境的适应性。作业在现场设备前端, 作为工厂网络底层的现场总线, 是专为在现场环境作业而规划的, 它可支撑双绞线、同轴电缆、光缆、射频、红外线、电力线等, 具有较强的抗搅扰才能, 能选用两线制完结送电与通讯, 并可满意实质安全防爆要求等。 因为现场总线的以上技能特色, 特别是现场总线体系结构的简化, 使操控体系的规划、设备、投运到正常出产运转及其检修保护, 都体现出优越性。
关于电气体系悉数选用硬接线进入DCS 的操控体系, 缺陷是硬件设备对数据的收集只能选用I/ O 方法, 电气体系的信息量均要选用I/ O 方法接入DCS , 电气模拟量还要经过变送器转化成4~20 mA 直流信号送入DCS , 因为DCS 的I/ O 点数总量操控及I/ O 收集方法自身的约束, 不行能将一切电气信息量送入DCS , 信息量不完好, 无法满意电气体系毛病剖析、状况处理、设备办理等高档运用功用的需求;一起一切信息均要选用硬接线接入DCS , I/ O 接口多, 硬接线测点量大, 体系接线杂乱, 操控电缆用量多, 体系中有很多的变送器和I/ O 接口, 体系运转、保护的作业量较大, 对进步电厂运转办理水平晦气。EFCS 是将在变电站和发电厂网络操控中现已积累了丰厚运转经历的核算机分布式操控体系用于火力发电厂的电气体系操控, 其特色是选用现场总线的规划思路, 一切电气设备的信息收集首要选用归纳智能测控单元进行转化和收集, 关于特别重要的信号(如参加联锁操控的信号量) 和操控量,除保存通讯接口方法外, 选用硬接线接入DCS 的I/ O 柜进行收集, 如运转(合闸) 、中止(跳闸) 、毛病、答应操作等与操控联锁逻辑有关的信号均选用硬接线接入DCS 的I/ O 柜, 关于一切操控量如各断路器的跳闸、合闸指令也经过DCS 的I/ O 柜用硬接线方法接入各开关操控回路, 避免了如果通讯不畅时不能进行监控的问题。因为选用归纳智能测控单元进行电气数据收集, 除能完结数据收集使命外, 还能对数据进行预处理, 并经过敷设在配电室开关柜内的现场总线将处理后的数据送入通讯办理机, 体系接线非常简略。为便于运转保护和调试,各通讯办理机均供给调试接口, 可供机组保护人员在厂用电倒送和检修调试期间运用。体系还装备有电气工程师站, 其首要功用是完结电气体系毛病信息办理及毛病剖析、设备办理、主动抄表等办理功用, 供运转保护人员进行电气体系的数据库、界面、报表等的保护修正以及电气主动化体系的监督与保护, 还能够作为训练作业站进行操作流程预演及对运转人员的训练仿真或作为DCS 操作员站的备用, 可在建造初期DCS 未投入时满意厂用电倒送或DCS 退出时对电气体系进行监控。EFCS选用现场总线方法, 电气信息量收集完好, 为完结电厂电气体系高度主动化运转及办理水平供给了硬件根底。该计划除具有长途I/ O 的悉数长处外, 还能够削减很多DCS 的阻隔器材、端子柜、I/ O 卡件等, 且归纳智能测控单元直接设备在开关柜上, 开关柜外选用总线进行通讯衔接, 可大起伏节约操控电缆及施工设备作业量和体系调试、检修及保护作业量。对厂用电体系等根本上取消了硬接线, 使操控体系接线更为简略, 能最大程度地节约操控电缆, 减小施工、设备、调试、检修和保护作业量。此外, 因为各智能测控单元功用独立, 危险涣散, 任何一个测控设备的毛病仅涉及到相应元件, 不影响其它距离, 使整个体系可靠性得到很大进步, 又增加了备用操作手法(既可在操控层操作, 也可在距离层操作) , 进步了信息转化精度和可靠性, 也避免了信号(特别是4～20 mA 模拟量信号) 在传输中的衰减和搅扰等问题。
