探究大型火力发电厂电气控制系统的实现模式

石毅

摘 要

有效实现电气控制系统能够保障大型火力发电厂内应用电气设备的稳定运行。基于此，本文从电气控制系统一体化、系统线路设计、系统设施的设计以及ECMS系统、EFCS系统、DCS控制系统的应用这几个方面深入探究了大型火力发电厂电气控制系统的实现模式，希望能够为火力发电厂的发展提供助力。

关键词

火力发电;电气控制;控制系统

中图分类号： TM621               文献标识码： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.15.066

0 引言

电气控制系统是指一个由各类不同控制回路所组成，具有自动控制、保护、监视等功能的系统，它是维护火电厂安全、可靠运用的重要因素，因此需要深入分析电气控制系统落实方法，并采取有效方式，优化大型火力发电厂的电气运行水平，推动我国电力事业的发展。

1 一体化电气控制系统的实现

1.1 电气、热控一体化系统构建

一般来说，电气控制与热控制两者的控制对象存在差异。其中热工DCS系统中的控制其无法正常处理包含录波等类型的电气大数据包信号，影响了一体化控制系统的实现，因此需要采用专业的通讯控制器，来分离不同类型的数据。然后构建一个一体化的数据库，使各类设备的运行数据能够被统一的储存和处理。之后，再以国际标准，设置一套电气、热控的工程组态软件，构建出一体化系统的全部组态功能。在此基础上，主要引进画面组态软件，来解决信号处理问题，使一体化系统能够正常落实。在此过程中，主要注意确保通讯控制器具有缓冲功能，使信息口的时钟能够保持同步，提高电气控制系统一体化模式的顺利实现。

1.2 监控系统构

监控系统作为保障控制系统安全运行的重要系统结构，需要在一体化系統的构建中加入视频、音频联动的监视系统，以便于进行设备的同步跟踪管控，并且也为预警功能的实现打下了基础。在监视系统的构建中，应当将在控制系统运作中所获得的数据传递到全时激励仿真系统中，为后续的生产管理提供依据，同时在仿真系统中，通过系统的数据源切换功能，可以得到实时的设备运作信息，当出现故障时，还可以借此观看故障的回放，构建出修正模型，深入优化火力发电厂中的设备性能，增强一体化电气控制系统的构建效果。此外，可以采用系统的“宏I/0”，来提高系统的工作效率，构建标准化的控制体系。

2 系统线路的设计

2.1 主接线设计

大型火力发电厂内的设备仪器规模较大，内部硬件设施的线路结构也比较复杂，因此为了保护发电厂生产运作的安全性，需要在电气控制系统的构建中，做好主接线设计工作，实现系统的安全实现模式。在主接线设计中，设计者必须严格依照任务书中的数据资料，来开展设计工作，并深入分析各类设计方案的优势和劣势，从中选出契合当前火力发电厂实际情况的方案。为此，设计者要按照设备结构情况，合理设计主要电气设备的位置，为人工操作检修、控制提供方面，同时还要满足对开关的灵活控制，预防断电故障的发生。此外，设计者应该确保主接线系统具有足够的可靠性，提升控制系统的有效性，规避潜在的电力事故风险。

2.2 短路电流计算

在线路设计中，准确的计算出电路的短路电流，能够为设计者的控制系统网络设备提供依据，从而有效规避短路故障风险。在电流计算中，设计者要秉承着在最大范围内减少故障影响的理念，绘制对等值网络图，提高电气控制系统实现模式的准确性。在此过程中，设计者需要在短路的情况下，来校验设备，使其能够在故障状态下保持稳定。同时，合理设计接线方案，降低短路故障发生的几率。此外，如果需要在室外设置高压配电装置，那么设计者就应当仔细的校验其在短路状态下的对地安全距离等参数，深入优化控制系统运作的安全性，提升大型火力发电厂的安全生产水平。

3 ECMS系统的应用

3.1 ECMS的构建

在大型火力发电厂电气控制系统的构建中，这种基于ECMS系统的实现模式，能够结合现场总线路技术，使各项系统准确的契合发电厂内部的不同电气体系，促进了各类电气控制任务的顺利落实。在ECMS系统构建中，需要设置一个能够覆盖全体控制器节点的结构框架体系。然后在此基础上，对节点进行深入的了解和管控，进而实现电气控制。为了使该系统能够保持稳定的运作，应当做好电动机系统的应用管理工作，及其与DCS之间的对接处理，降低该系统故障发生的概率，确保大型火力发电厂的运行能够得到严格的监督和管控，推动发电厂电气控制工作的开展。

3.2 构建问题的解决

就目前来看，在电气控制方面，人们对生产资源消耗量的重视程度越来越高，但ECMS系统与DCS系统的对接失误故障，使其难以起到很好的资源节约作用。因此为了实现资源的高效利用，需要健全故障防范系统，减少由故障引起的资源浪费问题，提升火力发电厂电气控制水平。在问题解决方面，应当深刻认识到系统外界环境对系统本身运作产生的影响，并在系统的构建中保持各类电气控制应用系统的独立性，同时针对系统间容易产生的联系，进行科学合理的管控，使电气控制系统能够独立、稳定的运行，以免系统之间互相干扰引发故障，降低火力发电厂的生产水平，保障电力生产活动的可靠运作。

4 EFCS系统的应用

4.1 EFCS的构建

在火力发电厂的电气控制系统中，EFCS系统能够在达到ECMS系统效用的基础上，充分利用网络技术，实现更好的电气管理控制效果，提升电力生产水平。在系统的构建中，需要基于互联网技术，来应用DCS系统链接通讯，强化控制系统内部的通讯质量，避免EFCS系统与DCS系统之间的对接失败，提高火电厂资源利用率。同时，系统内部优质的通讯效果，也使得各项分支系统能够更加高效地完成电气管控工作，使生产体系长期保持一个良好的工作状态。此外，还可以在该系统的构建中融入现场总线技术，提高系统的开放性，使在选择设备的时候，能够打破固定的厂家局限，促进生产电气设备体系的整体优化，有助于火电厂生产水平的提升。

4.2 构建问题的解决

在电气控制系统的落实中，EFCS系统的构建虽然能够优化电气控制工作的效果，但是在实际的应用中，该系统的后台经常会出现漏洞的问题，导致故障的发生，降低了电气控制系统的运作效果。但一般来说，如果能够保证漏洞的及时修复，故障基本不会对电力的生产造成过度的损害。为此，应当针对系统的运作规律，全面了解各类漏洞出现的原因，并提前制定相应的漏洞修复方案和应急措施，提高自身的故障反应能力，降低漏洞故障对电气控制系统运作的影响。此外，由于接线方式的差异性也会在一定程度上影响该系统的运作，所以要注意选择合适的接线方式，为系统的稳定运作提供良好的条件。

5 DCS控制系统的应用

5.1 程序的优化和调试

在电气控制系统的实现模式中，DCS控制系统在应用于之前必须对其进行程序设计优化和调试，使其能够顺利地投入到使用中，保障电气控制的效果。在程序设计优化和调试中，应当基于该系统在火电厂电气控制中的实际运行情况，来进行相应的优化组态程序设计，并且还要按照保护逻辑联锁的判断依据，做好硬件、软件的保护措施，实现模拟量、开关量的有效组合。在此过程中，可以采取三取二保护的机制，来开展设计工作，这样能够增強DCS系统的可靠性，为后续的电气控制工作奠定扎实的基础。在调试上，DCS系统从在线调整到正式投入运行需要多个操作程序，要注意保持逻辑控制保护设计以及组态设计这两个方面的合理性，并且仔细的测试系统内部各项回路，以便于及时的发现和解决系统中的问题，强化电气控制系统的使用性能。

5.2 系统选型

在电气控制系统的落实中，系统选型工作的效果在很大程度上决定了电气控制系统运作的可靠性水平，因此必须重视选型工作，确保DCS系统能够满足火力发电厂设备体系的控制需求。在选型中，需要综合考虑系统所需硬件设备的可靠性，尽量选择功能全面、性能良好的硬件设施，同时，还需要该硬件设施具有过硬的抗干扰、运作、储存能力。此外，为了降低故障对系统的影响，要注意考察DCS的冗余程度，使其能够在故障的情况下，最大限度的保持机组整体的稳定、安全运行，并且注重系统的可维护性和可扩展性，避免使用后期出现控制器死机或系统崩溃等状况[1]。

6 系统设施的设计

6.1 系统配套设施的配置设计

为了提高系统设计工作的智能化水平，应当做好配套设施的选择工作，确保电气控制系统的质量，促进大型火力发电厂电气控制系统实现模式的有效性。在系统配套设施方面，可以在控制系统中接入机组用电、厂用电等，这样有助于提高系统的协调能力，同时，最好在适当的范围内将控制室面积尽量缩小，并且灵活运用网络技术，来简化监控设备，提高电气控制系统配套设备性能。此外，还可以通过合理的划分单元机控制系统，来分散配套设备，取消电缆夹层，降低电缆的用量，节约生产成本。而在辅助系统方面，要顺应信息时代的发展，充分发挥网络技术的优势，构建相应的信息管理系统、生产监控系统，并做好辅助系统应用设备的配置，提高系统运作效果[2]。

6.2 配套设备质量设计

在系统的落实过程中，工要把控好配套设备的质量，并严格按照设计方面，选择相应质量水平的设施，使系统能够正常的发挥作用，提高火电厂的电气控制效果。在质量设计上，就目前来看，国产设备已经逐步代替了进口设备，使得配套设备的性价比得到了进一步的提高，同时也给予了更大的选择空间，因此需要结合火电厂的生产运作情况，来设计设备的稳定性水平、安全性水平、负荷承载水平等质量方面，确保各类设备的使用性能可以满足系统的运作要求，使系统能够顺利投入使用，提升发电厂的生产运作水平[3]。

7 结论

综上所述，大型火力发电厂电气控制系统的科学建设，有助于提升发电厂的生产水平。在发电厂的运作中，利用电气控制系统能够提高火电厂生产效率、保障电力生产的安全性、促进火力发电厂的高效运作、节约电力生产资源、强化生产运作可靠性、优化电气控制工作水平，从而增强发电厂的安全生产效果。

参考文献

[1]赵昀.火力发电厂电气运行中故障原因及改善措施[J].现代工业经济和信息化，2019，9（10）：122-123.

[2]毕然.火力发电厂电气一次设计的技术要点分析[J].中国新技术新产品，2019（17）：78-79.