电厂电气自动化技术的应用研究

电厂电气自动化技术的应用研究

刘方江

刘方江山东电力建设第三工程公司266100

摘要：随着中国科技水平的提高，社会经济迅猛发展。在电力应用技术创新领域中，电气自动化技术呈现出跨时代的标志性意义。某发电厂在近些年来取得了技术上的突破，工业现场环境开发引进了自动化技术设备，不仅扩大了供电规模，而且还完善了信息传输功能。电力系统运行中，较高的自动化水平，减少了工程建设中一些不必要的环节，节约了成本、降低了工程资金的投入，从而提高了电力工程的可靠性和高效性，为广大用户提供了高质量的供电服务，特别是在自动化技术中融入信息技术，使得发电厂的电力系统运行更为安全稳定。本论文针对电厂电气自动化技术的应用展开研究。

关键词：热电厂；电气自动化；技术应用

热电厂是国家基础性企业，其运行效果如何，不仅关乎到国民经济，还关乎到国计民生。某热电厂适应了用电市场的需求，但是用电安全事故还是时有发生。为了适应工业需要，电厂采用了NIES-5028M型模块化工业信息网络交换装置，非网管型工业网络所安装的是NIES-215-1F型网络交换机，该系统不仅可以对电力系统运营进行综合性管理，而且还可以阶段性地提高电力工程质量，对于热电厂的持续稳定发展有着重要的现实意义，特别是NIES-215-1F型网络交换机，不仅能够支持环网冗余自愈功能，而且还能有效控制网络速度，因此可以用于视频监控摄像机数据的接入。由此可见，热电厂自动化技术的应用研究，对于推进电力系统的快速运行意义重大。

一、发电厂电气自动化技术

（一）电气自动化技术概述

所谓“电气自动化技术”，是指自动控制系统在运行过程中，利用电气设备元件实现顺序控制和时间控制的过程，其中所涉及的内容包括电气技术、设备以及电力自动化技术等。对于自动化技术较为广泛的应用领域主要包括：自动化系统的设计、调试、维护和产品开发、电力技术的管理等方面。

在工业控制系统中，电气自动化是重要的组成部分，该技术能够确保系统在无人操作的情况下自动运行。此外，在工业系统中安装自控化设备，还可以在机器设备或生产管理过程通过自动检测、自控信息处理以及自动分析判断等程序完成一系列的自动操作。总而言之，在电气工程中，对于系统的运行主要是采用机器控制代替人工控制。

（二）发电厂电气自动化内容

自动化技术是伴随着计算机技术的发展而发展起来的。随着信息技术的普遍应用，网络技术与计算机技术相融合，成为推动社会发展的新的技术力量。电气自动化在发展进程中，适应时代发展的要求，将这些新型资本要素加以吸收，有效整合，催生了自动化技术发展的新起点。

热电厂的发展程度从某一领域体现了一个国家的实力。为了适应电力市场的需求，热电厂不断进行技术革新，积极引进电气自动化技术，使电力系统资源优化、有效配置，在一体化运行方面，取得了一定成就。

发电厂自动化系统主要包括电网调度自动化、供电系统自动化、发电厂自动化等，通过该系统实现了信息自动传输、反事故自动化管理以及自动化工业管理，使得整个电力系统以自动控制方式实现了生产、传输和使用程序化管理方式。电网安全运行是热电厂供电系统安全的重要保障，这意味着在系统的自动化运行中，变电站的电气自动化是重点内容。电气自动化设备在具体运行的过程中，是通过协调发电设备与主控系统的运行，促进系统实现数据共享及数据交换，使发电系统在平稳运行的过程中，提高了运行效率，系统运行工作人员的工作量大大降低，电网运行效率明显提高，降低了电力生产成本。

二、电气自动化在电厂电气工程中的应用形式

（一）变电站中电气自动化技术的应用

热电厂的变电站承担着电网供电的任务。早期变电站所应用的自动化技术是采用电磁装置实现监视功能，融入了自动化技术的全微机设备，以网络为载体可以实现对变电站各项操作的监视和控制，这样不仅使变电站的监控能力有所增强，而且还提高了变电站的工作效率。此外，采用全微机设备对变电站各项工作进行自动化管理，发挥了屏幕化监视、人机互动操作管理的作用。

（二）电网调度中的电气自动化技术的应用

热电厂中，电网调度系统设备主要包括中心服务器、大屏显示器，连接打印机，运用计算机网络进行数据信息传输。在电网调度过程中引入电气自动化技术，主要是建立发电厂、电网调度中心、变电站终端之间的数据传输网络，由电气系统专属局域网络来实现。电气自动化技术在电网调度过程中所能够发挥的作用，不仅可以对电力系统的运行状态进行有效评估，而且还可以基于电力负荷的预测，实施必要的经济调度，通过对传输的数据信息进行实时采集、技术处理和监督控制，以确保电网运行安全。

（三）分散测控系统中的电气自动化技术的应用

分散测控系统在结构设计上是分层分布的，其构成主要包括工作站、过程控制单元，运用以太网连接，数据信息的传输。数据信息的传输是以数据高速通讯网为载体的。工作站的工程师和运行工作人员主要负责人机接口方面的工作。热电厂的生产过程在过程控制单元实现，对于检测设备以及控制设备的运行状态进行检测，并实施系统控制和保护。所有的数据信息都通过数据高速通讯网传输，主要为工作站以及过程控制单元所发出的信息，工作站的运行工作人员负责对信息进行接收，工程师负责对信息进行诊断，并采取有效的维护措施。

三、电厂电气自动化技术的发展

（一）电气自动化技术在管控一体化中应用

将电气自动化技术应用于管控一体化中，在交换机的使用上采用双工通信形式。利用NIES5028M型交换机，布设千兆光纤冗余环网，将百兆的计算机网路宽带接入其中，可以限制非重要的数据通信速度，确保了重要数据的流通速度。电力系统的通讯环节可以将数据信息的集成优势发挥出来，管控一体化系统中所传输的信息经过信息管理系统的整合，与集成控制系统相融合，以集成的综合方式将信息控制网络呈现出来。

（二）电气自动化技术在状态检修中的应用

关于热电厂电力工程中的技术性状态检修，是指电气工程运行过程中设备资产管理系统的运用。状态检修的主要的功能是当电力系统发生故障的时候，能够进行准确无误地诊断，监视系统运行状态，同时将状态检修设备运行中的数据信息提供出来，作为电力系统实际运行状态预测的参考。电力系统通常出现故障的部位为二次回路绝缘，故障比例为16.7%；元件特性变异，故障比例为59.5%；硬件损坏，故障比例为31.1%。如果进行定期检查，故障比例就会明显降低，分别为5%、6%、2%。这样，就可以将潜在的运行安全隐患以及有可能出现的设备故障预测出来。

四、电气自动技术的未来发展前景以及对现实社会的影响

（一）电气自动技术的未来发展前景

1.电气自动化的系统化方向发展

随着经济全球化的发展，电气自动化技术以网络为载体，实现了向系统化方向的发展。电气自动化系统信息实现了网络综合化处理，做到了管理和控制集成。从电气自动化的发展前景来看，系统平台的统一化运行，可以使自动化运行周期内的各个环节统一调配，包括自动化项目的设计实施，项目调试和开机运行以及后期的维护工作等，都集成为一体化运行，大大地降低了时间成本和费用成本。在系统开发平台上，用户可以根据自己的需求下载相应的软件和硬件。诸如嵌入式NNT系统、WindowsNT的软件PLC等。

以现场总线技术为例。在工业控制信息化和网络化的今天，系统完全数字化发展，为现场总线技术奠定了良好的基础。从其未来发展前景来看，现场总线技术的应用，将推进工业控制技术进入到一个新的发展阶段。

本案例的现场总线技术采用PROFIBUS-DP总线协议实现工控机与计算机数据信息的交换，所采用的是接口通讯程序。从总线接线方式上看，由于生产线较为分散，所以采用分布式I/O以降低施工成本。由于系统可以通过一台工控机就可以对能源采集量的瞬时值进行集中监控，并将积累量使用应用程序计算出来，因此可以将结果信息传送到上级计算机系统。在所有的运行中，监控软件在实时监视的同时，还会通过TCP/IP协议实现跨平台通讯，进行有效的数据信息交换。现场总线技术以一台工控机集客户要求的所有功能于一体，实现了低成本，高质量的维护目的。

2.电气自动化自主创新能力的提升

中国目前企业产品以中低档为主，电气自动化生产企业要加快经济增长方式，就要提高自主创新能力。电气自动化系统结构的通用化成为了适应未来发展需要的创新主题。电气自动化控制系统要提升其应用价值，就要使用网络环境，基于系统结构而确保企业自动化系统具备畅通无阻的通信能力。自动化系统网络规划中，现场的控制设备、监控系统以及管理系统等，要做到随时监督控制，就要保证系统结构通用化，保证现场总线与各个办公系统的以太网有效连接，以确保网络产品能够有效地服务于系统范围内的各个元件。

3.电气自动化系统结构的通用化

电气自动化系统结构的通用化需要系统程序接口标准化，可以确保不同厂家的软件产品和硬件产品经过连接后，实现有效的数据信息交换，通讯障碍得以很好地解决。比如，软件公司所提供的ActiveX以及OPC等，可以实现电气自动化系统与办公系统的数据共享，并随时交换数据，同时，还可以基于PC平台与ERP（全称：EnterpriseResourcePlanning）系统以及MES（全称：ManufacturingExecutionSystem）系统连接。

（二）电气自动技术未来发展对现实社会的影响

电气自动化深化发展，促进了产业结构优化升级。随着市场经济的进一步深化发展，电气自动化企业要强化技术开发能力，在实现自动化系统集成的同时，还要与社会化协作，进行外包分工。由此，自动化系统的零部件生产以及各种配套设备都向市场化方向发展，推进自主制造装备比率的提升，既实现了资源优化配置，而且还促进了电气自动化的产业化发展。

结论：

综上所述，热电厂作为国家基础性企业，自动化技术的应用促进了其快速发展。电气自动化作为持续发展的技术，在科学技术的带动下不断创新升级，为热电厂的良性运行提供了保障。随着社会对于热电厂供电质量提出越来越高的要求，热电厂需要不断地更新自动化项目，以弥补传统自动化功能的不足，这样才能不断增加热电厂的经济效益，同时又能创造良好的社会效益。

参考文献：

[1]李莉娜，包春杰.关于发电厂电气自动化技术的应用研究[J].科技风，2013（08）．

[2]吕贤君，王丽，吕娣.探讨电气的自动化在电气工程中融合运用[J].科技与企业，2012（23）．

[3]白杰.电气自动化技术在电气工程中的融合应用[J].中国科技投资，2013（11）．

[4]白建平.我国电厂电力自动化的技术研究和应用分析[J].中国科技博览，2012（03）.

[5]雷明.自动化技术在电气工程中的应用分析[J].科技风，2013（10