发电厂电气

发电厂电气（精选十篇）

发电厂电气 篇1

随着我国经济的快速发展, 我国工业也得到了快速的发展, 对电量的需求量也不断的加大, 这就需要电厂不断的提高效率, 进而为电力的输出提供重要的保障, 但是电气设备的安装技术的好坏将直接影响电厂发电的效率和安全性, 所以要明确我国电力设备安装过程中存在的问题, 并且进行总结, 对产生的问题提出具有正对性的建议, 以实现我国电力事业的快速发展。

电气设备安装工程在发电厂的建设中的地位很重要, 大型电厂设备安装的质量的好坏, 会对发电厂以及电力体系的运行造成很大的影响, 对电厂能否正式投产也非常重要, 但是还是存在二次配线、电线铺设的质量问题。发电厂的电气设备安装质量控制可以确保安装存在的质量控制隐患。

在电力设备进行安装的过程中会存在外形的实际尺寸与设计图纸存在着很大的不同之处, 这就会使预先设计好的空间与现在安装问题出现矛盾, 这种问题的发生主要是因为在设计过程中, 设计人员没有与设备生产公司进行沟通和意见的一致造成的, 还有就是低厂变、高压开关柜等大型的设备没有顺利的进入到安装的实际地点, 主要是因为设备的外形尺寸的设计与设备之间存在的不协调或是运输通道不够大造成的。另外设备与设备之间存在有时会存在着一定的冲撞性, 对于安装完成的电气设备会存在着成品保护的问题, 其中有一些电气设备在安装后可能有其他设备在安装时被碰坏。

电气设备在安装过程中能否顺利进行与电缆的质量有很大的关系, 电缆的安全性和可靠性对电气设备运行是十分重要的, 当电缆的密封不严时就会出现受潮的现象, 有时会出现电缆绝缘的情况, 当电缆出现问题时, 电气设备是无法正常运行的。变压器的套管是很容易损坏的, 因为它是瓷件, 二相应的管理规定中对瓷件的管理很少, 在运输和安装过程中很容易出现裂纹或毁损, 将直接的影响变压器的质量, 对电气设备的安装和运行有很大的影响。

2 发电厂电气设备安装过程中出现问题的原因

在电气设备安装过程中, 工作人员对电气设备的安装和管理知识不了解, 缺乏一定的专业知识, 没有一电厂电气安装及运行规定进行操作, 当安装过程中出现问题, 无法及时的进行处理和解决, 会给电厂的安装和运行带来很大的麻烦。在安装时工作人员缺乏安全施工的意识, 没有能力去辨别危险和伤害, 盲目的进行电气设备的安装和运行, 这些现象很容易造成安全事故, 这样不利于我国电厂发展的趋势, 所以应加强对施工和管理人员的安全意识和专业知识, 以防在安装运行时出现由于操作形成的事故和故障。

3 电气设备安装技术分析

在电厂的电气设备安装时要对可能存在的问题进行合理的总结和分析, 同时要根据实际情况考虑设备可能出现的问题, 文章对电气设备中的变压器、隔离开关、断路器、电线线缆等电气设备安装技术进行分析, 对电气设备安装过程中的问更好地的解决。变压器作为电力系统运行过程中的重要组成部分, 变压器的安装质量影响着供电系统的安全性和可靠性, 电力变压器的安装, 无论是技术层面还是组织层面的工作都十分的复杂, 需要很大人力和物力, 还要应用一些繁琐的工具和仪器才能完成安装, 所以在实际的安装前工作人员应对每一个部件的绝缘性与密封性进行检查, 以保证各种施工设备的安全性, 还应该对设计图纸进行检查并与现场场景进行核对。在设备安装以前一定要对断路器进行严格的管理, 对安装技术进行明确的规范, 保证各设备电源是断开的状态, 这样才可以保证安装的正常进行, 电气设备安装时还要保证每一个回路的接线方式都符合规定。

在电气设备发电机安装前, 对发电机的质量进行检查, 检查发电机中的转子和定子是否损坏或生锈, 检查发电机的绝缘状态是否良好, 如有问题应及时的进行处理或解决, 还应对发电机进行日常的保养和检修, 对发电机做好清洁工作, 以保证发电机的质量没有问题。发电机是通过定子出线套管、内部引线、软连接安装的, 并进行绝缘的包裹, 在安装发电机的电刷和电刷架是要保证其同心, 在运行前还要针对性的对发电机进行检查, 以保证发电机的正常运行。

4 电气设备安装技术的提高研究

在电气设备安装的过程中, 想要安装技术的不断提高就应该保证设备安装时在正常环境下进行的, 但是目前的情况来看主要是设备的尺寸问题或半径不符合等问题, 这需要在设备生产前进行合理的沟通, 以实现数据的准确性并进行相互传达, 进而可以保证整个设备安装的准确性, 当出现问题时要及时的与生产企业进行沟通, 根据合理的安装和设计方案设计出完美的设备。对此相关的设计人员应不断的加强自身素养和工作能力, 进而使设计的方案具有规范性和完整性, 并使安装过程中严格按照设计标准进行安装, 进而在能够在设备安装的基础上提高设计和安装人员的综合素质。同时要对专业的设计与安装人员进行定期的培训, 并且对专业的安装和设计人员定期的考核, 如考核不通过进行降级处理, 这样可以不断的提高他们的工作能力。

在设备安装过程中, 只有具有完整的安装体系和先进的安装工具, 才能有效的提高工作效率, 电气安装技术向着科学化合理化的方向发展, 现在是信息时代, 各行各业都以实现智能化技术为目标, 电气安装设备也是如此, 只有实现智能化发展才能有效地提高工作效率, 在实际的施工过程中, 需要结合网络多媒体等技术来实现智能化体系的建设, 利用网络对安装过程进行模拟, 操作人员按照模拟步骤进行安装, 在施工现场进行安装监控设备, 以方便远程监控和指导, 这样可以大大减少现场指挥人员的工作量, 出现问题时也可以快速的查找问题的原因, 从而可以有效地提高设备安装的工作效率。

我国作为世界国土面积第三、人口最多的国家, 无论是工业生产还是生活都离不开电, 尤其是工业化发展进程不断加快, 对能源的需求量也不断的增加, 为了满足人们和工业的需求, 新的电厂设备不断的改进和增加, 对于发电厂来说安装过程中是十分重要的, 因为设备安装的好坏会影响发电厂的正常发电和发电效率, 所以要保证电气设备本身质量和安装质量, 以保证整个发电厂都可以正常的运行, 保证人们的生活和生产用电, 要求设备安装与设计人员的共同努力, 保证各环节的质量符合规定, 为我国的经济发展和社会的繁荣而努力。

参考文献

[1]汪岩, 建筑电气安装的施工技术探讨[J].科技创新导报, 2010 (9) .

[2]张华侨, 建筑工程中电气的安装施工技术探讨[J].陕西建筑, 2011 (3) .

发电厂电气部分 篇2

答：按原动机分：凝气式汽轮机发电厂，燃汽轮机发电厂，内燃机发电厂和蒸汽—燃气轮机发电厂。按燃料分：燃煤发电厂，燃油发电厂，燃气发电厂，余热发电厂。

按蒸汽压力和温度分：中低压发电厂，高压发电厂，超高压发电厂，亚临界压力发电厂，超临界压力发电厂，超超临界压力发电厂。按输出能源分：凝气式发电厂，热电厂。

火力发电厂的生产过程概括地说就是把煤炭中的化学能转变成电能的过程，整个生产过程分为三个阶段：（1）燃料的化学能在锅炉燃烧中转变成热能，加热锅炉中的水使之变成为蒸汽，称为燃烧系统。（2）锅炉生产的蒸汽进入汽轮机冲动汽轮机的转子旋转，将热能转变机械能，称为汽水系统。（3）由汽轮机转子旋转的机械能带动发动机旋转，把机械能转变为电能，称为电气系统。特点：（1）火电厂布局灵活，装机容量的大小可按需求而定。

（2）火电厂的一次性建造投资少，单位容量的投资仅为同容量水电厂的一半左右，火电厂的建造工期短，两台30KW机组，工期为3—4年，发电设备年利用小时数较高，约为水电厂的1.5倍。

（3）火电厂耗煤量大，目前发电用煤约占全国煤炭总产量的一半左右，加上运煤费用和大量用水，其生产成本比水力发电要高出3—4倍。

（4）火电厂动力设备繁多，发电机组控制操作复杂，厂用电和运行人员都多于水电厂，运行费用高。（5）燃煤发电机组由停机到开机并带满负荷需要几个小时到十几个小时，并附加耗用大量燃料。（6）火电厂担负调峰，调频或事故备用，相应的事故增多，强迫停运率高，厂用电率高。（7）火电厂的各种排放物对环境的污染较大。

1-4试简述水力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？

答：按集中落差的方式分：（1）堤坝式水电厂（a）坝后式水电厂，（b）河床式水电厂，（2）引水式水电厂。按径流调节的程度分：（1）无调节水电厂，（2）有调节水电厂（a）日调节水电厂，（b）年条件水电厂，（c）多年调节水电厂。

生产过程：从河流较高处或者水库引水利用水的压力或流速冲动水轮机旋转，将水能转变为机械能，然后由水轮机带动发动机旋转门将机械能转变成电能。

特点：（1）可以综合利用水能资源。（2）发电成本低，效率高。（3）运行灵活。（4）水能可以储蓄和调节。（5）水力发电不污染环境。（6）水电厂建设投资较大，工期较长。（7）水电厂建设和生产都受到河流的地形，水量及季节气象条件的限制。（8）由于水库的兴建，土地淹没，移民搬迁，给农业生产带来一些不利，还可能在一定程度上破坏自然界得生态环境。

1-5试简述抽水蓄能电厂在电力系统中的作用及其效益？

答：作用：（1）调峰（2）填谷（3）事故备用（4）调频（5）调相（6）黑启动。（7）蓄能。效益：容量效益，节能效益，环保效益，动态效益，提高火电设备利用率，对环境没有污染且可以美化环境。2-1哪些设备属于第一次设备？哪些设备属于二次设备？其功能是什么？

答;一次设备：（1）生产和转换电能的设备。（2）接通或者断开电路的开关电器。（3）限制故障电流和防御过电压的保护电器。（4）载流导体。（5）互感器，包括电压互感器和电流互感器。（6）无功补偿设备。（7）接地装置。

二次设备:(1)测量表计。（2）继电保护，自动装置及远动装置。（3）直流电源设备。（4）操作电器，信号设备及控制电缆。

功能：一次设备通常是把生产，变换，输送，分配和使用电能的设备。

二次设备是对一次设备和系统的运行状态进行测量，控制，监视和起保护作用的设备。2-2简述300MW发电机组电气接线的特点及主要设备功能？

答：300MW发电机组采用发电机—变压器单元接线，变压器高压侧经引线接入220KV系统。特点：（1）采用发电机—变压器单元接线，无发电机出口断路器和隔离开关。

（2）在主变压器低压侧引接一台高压厂用变压器，供给厂用电。

（3）在发电机出口侧通过高压熔断器接有三组电压互感器和一组避雷器。（4）在发电机出口侧和中性点侧，每相装有电流互感器4只。

（5）发电机中性点接有中性点接地变压器。

（6）高压厂用变压器高压侧，每相装有电流互感器4只。

2-7并联高压电抗器有哪些作用？抽能并联高压电抗器与并联高压电抗器有何异同？

答：作用：（1）限制工频电压升高。（2）降低操作过电压。（3）消除发电机带长线出现自励磁。（4）避免长距离输送无功功率并降低线损。（5）限制潜供电流。

并联高压电抗器带辅助抽能线圈，而抽能并联高压电抗器为单相式，具有单相铁心结构，冷却方式为油浸自冷，每台容量为40Mvar，并联电抗器一次和抽能绕组的额定电压为525/√3/5.85√3KV，抽能绕组输出电压的误差范围为百分之负4到百分之5。中性点电抗器采用又浸空心电感式，具有较强的短路过载能力。3-1 研究导体和电气设备的发热有何意义？长期发热和短时发热各有和特点？

答：电气设备有电流通过时将产生损耗，这些损耗都将转变成热量使电气设备的温度升高。发热对电气设备的影响：使绝缘材料性能降低；使金属材料的机械强度下降；使导体接触部分电阻增加。导体短路时，虽然持续时间不产，但短路电流很大，发热量仍然很多，这些热量在短时间内部容易散出，于是导体的温度迅速升高。同时，导体还受到点动力超过允许值，将使导体变形或损坏。由此可见，发热和电动力是电气设备运行中必须注意的问题。长期发热，有正常工作电流产生的；短时受热，由故障时的短路电流产生的。

3-2为什么要规定导体和电气设备的发热允许温度？短时发热允许温度和长期发热允许温度是否相同，为什么？

答：电气设备有电流通过时将产生损耗，这些损耗都将转变成热量使电气设备的温度升高。发热对电气设备的影响：使绝缘材料性能降低：是金属材料的机械强度下降：时导体接触部分电阻增加。导体短路时；虽然持续时间不长，但短路电流很大，发热量仍然很多，这些热量在短路时间内不容易散出，于是导体的温度迅速升高。同时，导体还受到电动力超过允许值，将使导体变形或损坏。由此可见，发热和电动力是电气设备运行中必须注意的问题。长期发热，有正常工作电流产生的;短时发热，有故障时的短路电流产生的。

3-3 导体长期发热允许电流是根据什么确定的?提高允许电流应采取哪些措施？

答：是根据导体的稳定温升确定的，为了提高导体的载流量，宜采用电阻率小的材料，如铝和铝合金等。导体的形状，再同样截面积的条件下，圆形导体的表面积较小，而矩形和椭形的表面积则较大。导体的布置应采用去散热效果最佳的方式，而矩形的截面积导体的散热效果比平方的要好。3-6 电动力对导体和电气设备的运行有何影响？

答：电气设备在正常状态下，由于流过导体的工作电流相对较小，相应的电动力也较小，因而不易为人们所察觉。而在短路时，特别是短路冲击电流流过是，电动力可达很短的数值，当载源导体和电气设备的机械强度不够时，将会产生变形或损坏，为了防止这种现象的产生，必须研究短路冲击电流产生电动力的大小和特征，以便选用适当强度的导体和电气设备，保证足够的动稳定性，必要时也可采取限制短路电流的措施。

3-10 可靠性的定义是什么？电力设备常用的可靠性指标有哪些：

答：可靠性定义为元件，设备和系统在规定的条件下和预定时间内，完成规定功能的概率。从可靠性观点看，电力系统中使用的设备（元件）可分为可修复元件和不可修复元件两类。不可修复元件常用的可靠性指标有可靠度，不可靠度，故障率和平均无故障工作时间等。可修复元件常用的可靠性指标有可靠度、不可靠度、故障率、修复率、平均修复时间、平均运行周期、可用度、不可用度、故障频率。3-12 电气主接线的可靠性指标有哪些？

答：电气主接线的可靠性指标用某种供电方式下的可用度、平均无故障工作时间、每年平均停运时间和故障频率等表示。

4-2 隔离开关与断路器的主要区别何在？在运行中，对他们的操作程序应遵循哪些重要原则？

答：主要区别：断路器有专用灭弧装置，可以开断负荷电流和短路电流，用来作为接通或切断电路的控制电器。而隔离开关没有灭弧装置，起开合电流作用极低，只能用作设备停用后退出工作时断开电路。操作顺序：对他们的操作中，保证隔离开关“先通后断”。

母线隔离开关与线路隔离开关的操作顺序：母线隔离开关“先通后断”，即接通电路时，先合母线隔离开关，后合线路隔离开关；切断电路时，先断开线路隔离开关，后断开母线隔离开关。

4-3 主母线和旁路母线各起什么作用？设置专用旁路断路器和以母联断路器或分段断路器兼作旁路断路器，各有什么特点？检修出线断路器时，如何操作？

答：主母线主要用于汇聚电能和分配电能，旁路母线主要用于配电装置检修断路器时不致中断回路而设计的。设计旁路断路器极大的提高了可靠性，而分段断路器兼作旁路断路器的连接和母联断路器兼作旁路断路器的接线，可以减少设备，节省投资。

当出线的断路器需要检修时，先合上旁路断路器，检查旁路母线是否完好，如果旁路母线有故障，旁路断路器在合上后会自动断开，就不能使用旁路母线。如果旁路母线完好，旁路断路器子合上后就不会断开，先合上出线的旁路隔离开关，然后断开出线的断路器，在断开两侧的隔离开关，有旁路断路器代替断路器工作便可对断路器进行检修。

4-4 发电机——变压器单元接线中，在发电机和双绕组变压器之间通常不装设断路器，有何利弊？ 答：利：不设断路器，避免了由于额定电流或短路电流过大，使得在选择出口断路器时，受到制造条件或价格甚高等原因造成的困难。

弊：变压器或者厂用变压器发生故障时，除了跳主变压器高压侧出口断路器外，还需跳发电机磁场开关，若磁场开关拒跳，则会出现严重的后果，而当发电机定字绕组本身发生故障时，若变压器高压侧失灵跳闸，则造成发电机和主变压器严重损坏。并且发电机一旦故障跳闸，机组将面临厂用点中断的威胁。4-5 一台半断路器接线与双母线带旁路接线相比较，各有何特点？一台半断路器接线中的交叉布置有何意义？

答：通常在330KV—500KV配电装置中，当进出线为6回及以上，配电装置在系统中具有重要地位，则宜采用一台半断路器接线，每两个元件用3台断路器构成一串接至两组母线

双母线带旁路接线：用旁路断路器替代检修中的回路断路器工作，使该回路不致停电。

将两个同名元件分别布置在不同串上，并且分别靠近不同母线接入为交叉接线，通常比非交叉接线具有更高的运行可靠性，可减少特殊运行方式下事故扩大。

4-6 选择主变压器时应考虑哪些因素？其容量、台数、型式等应根据哪些原则来选择？

答：主变压器的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构，它的确定除依据传递容量基本原始资料外，还应根据电力系统5—10年发展规划、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素。

台数：发电厂：为保证供电可靠性，主变一般不少于2台。单元接线为1台，扩大单元接线时，2台发电机配1台变压器

变电站：（1）一般装设2台主变压器（2）对于大型超高压枢纽变电站，可装设2—4台（3）对于地区性孤立的一次变电站或大型工业专用变电站可设3台主变

容量：单元接线：（1）发电机的额度容量扣除本机的厂用负荷后，留有10%的裕度（2）按发电机的最大连续容量，扣除一台常用变压器的计算负荷和变压器绕组平均温升在标准温度或冷却水温度不超过65度的条件选择

型式：（1）相数选择：选三相变压器

（2）绕组数选择：双绕组：200MW以上 三绕组：125MW及以下有两种升压 自偶变：220KV及以上 低压分裂绕组：多绕组一般用于600MW级 4-8 电气主接线中通常采用哪些方法限制短路电流。

答：1.在发电厂和变电站的6-10KV配电装置中（1）在母线分段处设置母线电抗器，目的是发电机出口断路器，变压器低压侧断路器，母联断路器等能按各回路额定电流来选择，不因短路电流过大而使容量升级。（2）线路电抗器：主要用来限制电缆馈线回路短路电流。（3）分裂电抗器

2.采用低压分裂绕组变压器。当发电机容量越大时，采用低压分裂绕组变压器组成扩大单元接线以限制短路电流。

3.采用不同的主接线形式和运行方式。5-1.什么叫厂用电和厂用电率？

发电厂在启动、运转、停役、检修过程中，中中有大量以电动机拖动的机械设备，用以保证机组的主要设备和输煤、碎煤、除灰、除尘及水处理的正常运行。这些电动机以及全厂的运行、操作、试验、检修、照明等用电设备都属于厂用负荷，总的耗电量，统称为厂用电。

厂用电耗电量占同一时期内全厂总发电量的百分数，称为厂用电率。5-4.对厂用电接线有哪些基本要求？ 1.供电可靠，运行灵活。2.各机组的厂用电系统是独立的。

3.全厂新公用负荷应分散接入不同机组的厂用母线或公共负荷母线。

4..充分考虑电厂正常、事故、检修、启动等运行方式下的供电要求，尽可能的使切换操作简便，启动电源能在短时间内接入。

5.供电电源应尽量与电力系统保持密切联系。

6.充分考虑电厂分期建设和连续施工过程中厂用电系统的运行方式，特别是要注意对公用负荷供电的影响，要便于过渡，尽量减少改变接线和更换装置。

5-5.厂用电接线的设计原则是什么？对厂用电压等级的确定和厂用电源引接依据是什么？ 1.厂用电接线应保证对常用负荷可靠和连续供电，使发电厂主机安全运行。2.接线应能灵活地适应正常、事故、检修等各种运行方式的要求。3.厂用电源的队形共典型，本机，炉的厂用负荷由本机组供电。

4.设计时还应适当助于其经济性和发展的可能性并积极慎重的采用新技术，新设备，使厂用电设备具有可行性和先进性。

5.在设计厂用电接线时还应对厂用电的电压等级，中性点接地方式，厂用电源及其引接和厂用电接线形式等问题进行分析和论证。

厂用电的电压等级是根据发电机的额定电压，厂用电动机的电压和厂用电供电网络等因素，相互配合，经过技术经济综合比较后确定的。

常用电源引接的依据：发电厂的厂用电源必须供电可靠，切能满足各种工作状态的要求，除具有正常的工作电源外，还应设置备用电源、启动电源和事故保安电源。一般电厂都以启动电源兼作备用电源。

5-7.火电厂厂用电接线为什么要接锅炉分段？为提高厂用电系统的可靠性，通常都应采取些措施？

为了保证厂用供电的连续性，使发电厂能安全满发，并满足运行安全可靠灵活方便。所以采用锅炉分段原则。为提高厂用电的可靠性，高压工作厂用变压器和启动备用变压器采用带负荷调压变压器，以把整厂用电安全，经济的运行。

5-9 什么是厂用电动机的自启动？为什么要进行电动机自启动校验？如果厂用变压器的容量小于自启动电动机总容量时，应如何解决？

厂用电系统运行的电动机，在突然断开电源或厂用电压降低时，电动机转速就会下降，甚至会停止运行，这一转速下降的过程称为惰行。若电动机失去电压以后，不予电源断开，在很短时间内，厂用电压又恢复或通过自动切换装置将备用电源投入，此时，电动机惰行尚未结束，又自动启动恢复到稳定状态运行，这一过程称为电动机的自启动。

若参加自启动的电机数目多，容量大时，启动电流过大，可能会使厂用母线及厂用电网络电压下降，甚至引起电动机过热，将危及电动机的安全以及厂用电网络的稳定运行。因此，必须进行电动机自启动校验。如果厂用变压器的容量小于自启动电动机总容量时，可采取的措施：1）限制参加自启动的电机数量。对不重要的电动机加装低电压保护装置，延时0.5s断开，不参加自启动。2）负载转矩为定值的重要设备的电动机，因它只能在接近额定电压下启动，也不应参加自启动，可采用低电压保护和自动重合闸装置。3）对重要的厂用机械设备，应采用具有较高启动转矩和允许过载倍数较大的电动机与其配套。4）在不得已情况下，或增大厂用变压器容量，或结合限制短路电流问题一起考虑时，适当减小厂用变压器阻抗值。厂用电系统中性点接地方式

高压厂用电系统中性点接地方式：高压（3、6、10KV）接地方式与接地电容的大小有关，当接地电容电流小于10A时，可采用不接地方式，也可采用高电阻接地方式；当大于10A时，可采用经消弧线圈或消弧线圈并联高电阻的接地方式。

发电厂电气监控系统发展问题研究 篇3

关键词:电厂;电气监控系统;发展问题

中图分类号:TU855 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 12-0084-01

发电厂电气监控系统,主要是通过计算机、通信技术等对电气系统进行有效控制、保护和管理,并进行故障诊断,维护电厂电气系统的正常作业,随着通信技术发展以及自动化水平不断提升,ECS系统一定会向着深层次发展,本文简单探讨了电气监控系统发展误区以及发展的必要性及其发展趋势。

一、发展误区

首先,ECS的作用仅仅是采入设备信息到后台,并没有归纳和处理这些信息,对于后台开发工作没有充分的重视,因此,影响了整个电气系统不能在深层次提高运行维护管理水平,同时也没有达到设立电气监控管理系统的目的。另外,变电站ECS系统完全用综合自动化系统替代,综合自动化系统设备后台功能弱,通信负荷率以及通信接口都比较少,主要是针对变电站开发,很难适应ECS系统要求,ECS系统的要求是具有庞大的通信信息、并且具有众多的通信接口,因此,变电站如果简单将自动化系统应用于ECS,所得到的结果是组网能力差、监控管理功能得不到有效发挥、通信速率也比较慢、数量庞大的通信设备,既浪费了资源,又没有得到良好的效果

二、发展中存在的问题

(一)操作权限问题

一般情况下,DCS系统集中控制电厂的电气设备,作为DCS系统的备用系统ECS系统,其遥控功能往往也保留,另外,就地操作功能在开关柜以及设备上也具备,为了防止在同一时间内两个系统互相干扰,我们在设计中一定要设计闭锁措施,以确保只能一种控制方式有效。具体方法是设置“就地/远方”转换开关在间隔层控制单元上,这种方法的缺点是控制地点太多,四位置或三位置转换开关设置在间隔层控制单元上,不同的操作位置设置开关柜、ECS、DCS,不方便运行。还有,在同一工作位置设置DCS与ECS,屏蔽ECS操作权限,ECS后台设置密码保护,ECS系统只有通过运行人员授权,才可以控制设备。ECS系统仅在应急情况下使用。

(二)通信问题

通信问题也是制约ECS发展的主要问题,一般情况下,会出现一些通信接口不规范、通信设备没有很强的拓展性,通信实时性与可靠性也比较差,这些问题制约着ECS发展。

(1)由于设备制造商不同,每个制造商的技术水平也不一样。因此,通信接口很难规范。ECS需通信联网的前端设备多,不同设备厂通信接口又没有统一规范,这就给ECS系统组网带来了很大的压力,许多的通信协议需现场开发,现场决定通信接口方式实施方案,特别是遇到一些进口设备,软件工程师还需要根据经验现场破译通信协议,这些问题都影响着通信的稳定性以及ECS系统的通信速率,影响着工程的施工,所以,我们要统一通信接口,深度挖掘ECS系统的应用。

(2)分析硬接线方式,具有较多的信息中转环节。和通信方式比较,无论是可靠性还是时实性,都还存在着很大的差距。目前有一些厂家都采用太网光纤接入,利用6kV综合保护装置。基本上在1秒内就可完成通信上行和下行工程的实测工作,具有极高的通信速率。还有400V等其他设备,通信方式基本上都是采用RS485 Modbus串口通信,通信不平稳,通过对工程进行实测,往往需要2-6S的下行,2S的上行,在通讯过程还会经常出现中断的现象。

(三)接口问题

分析国内应用的DCS硬件,对进口设备应用的比较多,而进口设备的缺点是具有很大的局限性,造成了DCS及ECS等接口出现问题。首先,对于开发电气自动化的控制,DCS系统有着很大的局限性,尤其是在机炉的控制上更为突出,不能对ECS的众多数据进行接收。其次,DCS系统具有迅速的扫描周期,大约为200ms,而无论是信息量的大小,还是通讯周期的长短,数据包的长度,都对通信的实时性有着极大的影响,ECS通信速率具有不稳定的因素。

三、未来发展趋势

电厂电气监控系统控制较为简单,反映的信息量也不大,主要侧重机炉控制,这种控制方式不方便电气运行人员进行事故分析,也不方便快捷的进行操作。厂用电气系统一般情况下都是独立运行安全自动装置及保护,如自动励磁调节装置(AVR)等,所以,提高电气自动化水平,是所有电气运行人员都梦寐以求的事情。传统的电气控制采集电气信号形式都是硬接线-对一,需要安装很多的控制电缆以及变送器,虽然是这样,采集信息还是非常有限。伴随着通信技术的飞速发展以及科技的进步,智能前端设备及其现场总线技术正在走向成熟,使得通信联网厂用电电气系统变成一种可能,逐步走向成熟并向深层次发展。现有的厂用电ECS系统除将监控功能向深层次发展外,还可以发展为在同一平台上,在线诊断SF6断路器、发电机、主变压器等主要设备,在条件具备的情况下,ECS这个平台也可以纳入NCS系统,还可以从DCS系统中独立厂用电的纯电气功能,并将其纳入ECS系统监控。

四、结语

综上所述,伴随着通信技术的发展以及科技的进步,现有的厂用电ECS系统正在逐步走向成熟并向深层次发展,不远的将来,ECS系统不仅具备监控功能,还可以在同一平台在线诊断主要设备,ECS系统会逐步正在向更深层次发展。

参考文献:

[1]黄小悦,常盛.新型发电厂厂用电电气监控系统[J].继电,2008,36,12

[2]吴泽生,吴艳萍.数字化电气监控管理系统的探讨[J].电力自动化设备,2004,24(1):94-97

[3]钱可弭.新型发电厂电气监控系统的架构与实现[J].广东电力,2005,18(3)

[4]印江,冯江涛.电厂分散控制系统[M].北京:中国电力出版社,2008,3

[5]崔志强,杨忠彪.DCS系统在火电厂电气控制方面的应用[J].沈阳工程学院学报(自然科学版),2007,1

[6]姜冬敏,张运生.发电厂电气系统自动化技术应用分析[J].赤子,2009,6

[7]扈宏启,徐宝库.对火力发电厂电气监控系统相关问题的探析[J].民营科技,2011,3

[8]王彤.发电厂电气监控系统研究[J].科技资讯,2009,29

发电厂电气监控系统研究 篇4

1 发电厂电气监控系统发展的必要性

电厂的DCS系统侧重于机炉系统的控制, 而对电气系统反映的信息量小, 控制较为简单, 不利于电气运行人员快捷、便利的进行操作与事故分析。一般情况下, 厂用电气系统的保护及安全自动装置基本独立运行, 其与DCS系统间交换的信息很有限;而6k V、400V电动机等通常由DCS系统完成控制, 电气运行人员关心的测量、保护动作、定值及参数整定、事故追忆等信息在DCS系统都无法反应。因此, 电厂电气运行人员迫切希望能提高电气自动化水平。传统的电气控制均是通过硬接线一对一的形式采集电气信号, 这需要安装大量的变送器和控制电缆, 而且采集信息有限。经过近几十年的经验积累和通信技术的发展, 现场总线技术及智能前端设备的已趋于成熟, 使得厂用电电气系统通信联网成为可能及发展的必要。EC S系统一方面接入D CS交换有关数据, 另一方面, 通过接入电气监控后台, 充分利用电气系统联网后信息全面的优势, 在深层次的数据挖掘中提高整个电气系统的运行维护管理水平。由此可见, ECS系统的应用将大大提高电厂电气运行的自动化水平, 减少电气运行人员, 节约工程投资造价, 促进电厂的安全经济运行, 增强电厂在发电市场上的竞争力, 有利于与国际先进机组接轨。

2 电气系统监控范围和功能

2.1 监控范围

从大的方面来划分, 电气设备监控系统可以分为两大监控单元组:即发电机—变压器监控单元组和厂用电源监控单元组, 而检测范围除包括此两大单元组外, 还应包括单元机组直流系统、UPS和保安电源系统等。

2.2 单元组功能

(1) 发电机—变压器监控单元组。

发电机—变压器监控单元组应能实现程序控制和软手操控制, 使发电机由零起升速、升压直到并网带初始负荷。根据实际运行水平和设备可靠性, 机组顺控并网应该设置间断点, 分步进行, 即:第一步由DEH零起升速至额定;第二步, 启动并网, 主要完成并网前的准备工作, 如投退相关保护压板, 投入灭磁开关等;第三步, 升压过程, DCS将投入AVR, 通过AVR自动励磁调节器完成发电机零起升压至额定电压;第四步, 完成并网, 主要检查定转子的接地情况, 投入ASS自动准同步装置, 在同步过程中通过DCS控制AVR、DEH, 当同步条件满足时, 向发电机断路器发合闸指令, 在同步合闸成功、发电机电负荷达到一定值之后, DCS将高压厂用电系统快速从起/备变切换到高压工作厂变上。

机组顺控解列操作大致与此相反:即机组正常停运时, DCS控制降低机组负荷, 当机组负荷降到某一定值时, DCS将高压厂用电系统快速切换到起/备变系统供电;当机组负荷继续降到零, 跳开主开关, 联跳汽轮机 (主汽门关闭) , 发电机灭磁。

3 发电厂电气监控系统发展的问题

3.1 通信问题

工程中普遍存在着通信接口不规范、通信可靠性和实时性差、通信设备可扩展性不强等问题。这些将成为制约ECS发展的主要瓶颈。

(1) ECS需通信联网的不同设备厂的前端设备多, 而设备制造厂技术水平的差异大, 通信接口又没有统一规范, ECS系统组网的工作量相当大。 (2) 通信方式和硬接线方式相比, 信息中转环节多, 在可靠性与实时性方面还有一定的差距。 (3) ECS节点多、分散性强, 并且多台机组需要分期建设, 对系统的容量、网络构架的可扩展性和设备厂家的售后服务能力都提出了很高的要求。

3.2 操作权限问题

电厂电气设备一般是纳入DCS系统集中控制, ECS系统作为DCS系统的备用操做手段, 往往也保留了遥控功能, 此外, 开关柜或设备就地还有就地操作功能。为了保证在同一时间只允许一种控制方式有效设计中需要采取闭锁措施。方式一, 在间隔层控制单元上设置两位置“就地/远方”转换开关, 将DCS与ECS置于同一工作位置通过ECS后台设置密码保护将其的操作权限屏蔽。方式二, 在间隔层控制单元上设置三位置或四位置转换开关, 将设备就地、开关柜、ECS、DCS置于不同的操作位置。此方式控制地点太多, 不方便运行。

3.3 ECS性能差异大

国家没有相关的标准明确ECS的性能各个厂家产品开发的功能五花八门, 市场很难界定产品的优劣。希望国家尽早出台相关标准, 规范各厂家产品的性能, 规范电气监控系统的健康良性发展。

4 发电厂电气监控系统发展的趋势

要建立真正意义上的全厂电气监控管理系统, 提升电气自动化水平与热工自动化水平相适应, 方便运行, ECS向功能强大化、界面友好化方向发展将是必然趋势。笔者认为, ECS除应将现有的厂用电监控功能向深层次发展外, 还应将发电机、主变压器、SF6断路器等主要设备的在线诊断功能融入同一监控平台, 有条件的电厂也可以将NCS系统也纳入ECS这个平台, 甚至可以将厂用电的纯电气功能从DCS系统独立出来, 也纳入ECS系统监控

5 结语

火力发电厂电气控制系统进入DCS, 将提高整个电气系统的运行管理水平, 直接关系到电厂运行的安全经济性, 影响电厂在发电市场上的竞争能力。基于DCS在热工控制系统机炉监控中的不断进步与完善, 电气控制系统也逐渐从监测走向监控从I/O集中方式到远程I/O方式逐渐开始向现场总线方式探索。随着微机和通讯技术的发展, 发电厂电气控制系统采用智能化前端设备现场总线的监控方式已成为今后火力发电厂电气监控系统的发展方向, 有待我们在今后各工程设计中不断实践、总结并将之升华。

参考文献

[1]吴泽生, 吴艳萍.数字化电气监控管理系统的探讨[J].电力自动化设备, 2004, 24 (1) :94～97.

复习(发电厂电气部分) 篇5

2、在单断路器的双母线带旁路母线连接中，设置旁路设施的作用是进出线检修时，可由旁路代替。通过旁路母线供电，从而对出线的运行没有影响。

3、厂用电动机自启动分为空载自启动、失压 自启动和 带负荷 自启动。

4、短路时最大电动力产生于三项导体中的 中间 相，短路形式为 三相 短路。

5、电气设备要能可靠工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验动、热稳定性。

6、开关电器的短路热效应计算时间宜采用继电保护动作时间加上断路器的全分闸时间。

7、交流电弧的熄灭条件是电流自然过零后，弧隙介质强度永远高于弧隙恢复电压。

8、屋外配电装置的种类分为普通中型、低型、半高型和高型。

9、成套配电装置分为低压配电屏、低压开关柜和低压动力配电箱、低压照明配电箱。

10、火力发电厂的控制方式可分为主控制室控制方式和单元控制式控制方式。

11、绘制展开图时一般把整个二次回路分成 交流电流回路、交流电压回路、直接操作回路、信号回路等几个组成部分。

12、中央信号包括预告信号和事故信号。

13、在电气主线接中母线的作用是汇总电能和分配电能。

14、接地隔开开关的作用是控制和保护电器。

15、外桥接线适用于线路短，变压器需频繁切换或有穿越功率通过的场合。

16、大型火力发电厂的厂用电电源包括厂用工作电源、厂用备用电源、事故保安电源及交流不停电电源。

17、厂用电动机自启动分为空载自启动、失压自启动、带负荷自启动三类。

18、六氟化硫断路器采用 sf6气体作用灭弧介质。

19、隔断开关的主要用途是隔离电压和操作倒闸

20、发热对电器产生的不良影响包括使机械强度下降、接触电阻增加和绝缘性能降低。

21、电流互感器产生误差的根本原因是存在激磁电流I0

22、在双灯控制的断路器控制电路中，红灯亮平光表示断路器处于合闸状态。同时起到监视跳闸电源和红灯 回路是否完好的作用。绿灯亮平光表示断路器处于跳闸状态，同时起到监视合闸电源和绿灯回路是否完好的作用。

23、断路器与隔离开关操作之间的操作闭锁分为机械闭锁和电气闭锁。

24、自动空气开关是低压开关电器中功能较完善的一种，它可以实现过负荷和欠电压保护功能，同时还可实现瞬时短路保护功能。

25、无母线电气主接线的形式有桥形接线、多角型和单元接线。

26、室内配电装置中，母线一般布置在配电装置上部，其布置形式有水平、垂直和三角型三种。

27、电器的额定电流应大于或等于安装设备回路的最大工作电流。

28、中央信号装置由事故预告装置和预告信号装置两部分组成。

29、强迫油循环水冷却系统主要适用于额定容量为31500KV以上的变压器。30、绝缘介质发生不可逆的老化，主要有三个过程：热过程、化学过程和机械损伤。

31、SF6按其使用地点分为敞开型和全封闭组合电器型。

32、重合器是一种自动化程度很高的设备由灭弧部分和控制部分两大部分组成

33、光电式互感器其结构上包括一次传感器及变换器、传输系统、二次变换器及合并单元。

34、光电式电流互感器分为有源型、无源型及全光纤型三类。

35、我国普遍采用的二次接线图一般有三种形式，即原理接线图、展开接线图和安装接线图。

36、为了改善短形母线的冷却条件并减少集肤效应的影响,通常采用厚度较小

的矩形母线。

37、厂用电所消耗的电量占发电厂总发电量的百分数称为厂用电率。

38、厂用电一般采用可靠性高的成套配电装置。因此,厂用高、低压母线应采用单母线和单母分段接线。

39、我国目前生产的3～35KV高压开关柜可分为.固定式和手车式两种。40、短路电流通过导体时产生的热量几乎全部用于导体温度的升高。

41、隔离开关的闭锁装置可分为机械闭锁和电气闭锁两大类。

42、变压器绝缘老化的6℃规则即指变压器绕组的温度每增加6℃,其使用年限将减少一半。

43、电介质在电场作用下,不论是内部荷电质点移动还是极分子转向都要从电场中吸收能量。这些能量将转变为热能损失掉。这种现象称为电介质的损耗。

44、SN10——10型断路器中的油主要用来作灭弧介质。

45、在电气设备选择中，无须进行动稳定校验的电气设备是电力电缆。46、110KV降压变压器高压侧的额定电压为110KV。

47、根据所使用的一次能源的不同，现今我国主要三种电厂类型为核电厂、火电厂、水电厂。

48、高压负荷开关只能开合负荷电流。

49、套管绝缘子有载流芯柱，起绝缘作用。

50、正常运行时，电流互感器二次侧相当于短路运行。

51、用于保护电动机的热继电器当电动机过载运行时会切断控制电器。

52、常采用中性点直接接地运行方式，即大接地短路电流系统。

53、单相短路短路为系统中最常见短路。

54、下列（B)接线，可靠性最高。

A:单母线；B:分段的单母线；C:扩大单元接线；D:单元。

55、在电气设备选择中，必须进行动稳定和热稳定校验的电气设备是(C)。A:电力电缆；B:母线；C:套管绝缘子；D:支持绝缘子。

56、低压开关电器中自动空气开关能在电路发生过载、短路和低电压等情况下自动切断电路。

57、外桥接线适用于线路故障几率较高的电站主接线。

58、SN10——10型断路器中的油主要用来作灭弧介质。

59、规定屋内、屋外高压配电装置的最小安全净距，其目的最主要是为了保证安全。60、我国运行规程规定，频率波动的极限范围要保证不超过，才能保证电能质量。

61、当某水电站只有两台主变和两条同电压级输电线路时（对侧均有电），宜采用(C)。A:双母线接线；B:两组变压器一线路单元接线；C:桥形接线；D:带旁路母线接线。62、交流电弧的熄灭条件是弧隙介质电强度的恢复大于弧隙恢复电压的恢复。

63、矩形母线，由于冷却条件好、集肤效应小，金属材料利用率高，因此多用于35kV及以下电压等级配电装置中。64、为保证发电厂厂用低压单个或成组电动机可靠启动，要求母线电压不低于额定电压的.60% 65、.电气主接线的形式影响配电装置布置

66、SF6全封闭组合电器是以什么绝缘子作支撑元件的成套高压组合电器？环氧树脂 67、环境温度为+25℃时，铝导体短路时发热的允许温度为.200℃

68、实际工程计算中，当短路电流持续时间t大于多少时，可以忽略短路电流非周期分量热效应的影响？1秒 69、对于双母线接线，双母线同时运行时，具有单母线分段接线的特点

70、电压互感器的配置应根据电气测量仪表、继电保护装置、自动装置和自动调节励磁装置的要求配制，并应考虑同期需要

71、中性点非直接接地系统中，当绝缘正常、系统三相对地电压对称时，电压互感器辅助副绕组的开口三角形两端电压为0V 72、两台变压器并联运行时，必须满足绝对相等的条件是变压器的联接组标号相同

73、电压互感器的一次绕组并联于被测回路的电路之中,其二次额定电压通常为100或100/3伏。74、引出线停电的操作顺序是依次拉开断路器、线路侧隔离开关和母线侧隔离开关

75、如果要求在检修任一引出线的母线隔离开关时,不影响其他支路供电,则可采用双母线接线 76、在倒母线操作过程中,若备用母线充电成功,则应该切断母联断路器的控制回路电源 以保证两组母线等电位。

77、经技术经济比较,我国有关设计技术规程中规定,当发电机电压为10.5KV时,对于容量为60MW及以下的机组,其高压厂用电电压可采用3KV。

78、配电装置的选择,通常要进行技术经济比较确定。一般35KV及以下电压等级宜采用屋内配电装置。79、电气设备的动稳定电流应不小于通过该电气设备的最大三相冲击短路电流。80、减小矩形母线应力的最有效方法是减少同一相中两个相邻绝缘子间的距离

81、为减小某一线路短路时对其他线路的影响,一般要求在限流电抗器后发生短路时,限流电抗器前的残余电压不小于网络额定电压的60% 82、当断路器处在合闸位置时,断路器的位置指示信号为红灯发平光 84、电气设备应按短路条件选择。（错误）85、电力电缆有额定电压选项。（正确）86、短路的主要原因是绝缘损坏造成。（正确）

87、发电机供电回路发生三相短路时，发电机母线电压会随时间变化。（正确）

88、电缆有防潮、防腐蚀、防损伤等优点，所以母线和电缆比，应优先选择使用电缆。（错误）

89、一台半断路器连接线：每串中有两个回路共有三台断路器，每个回路相当于占有一台半断路器。（正确）90、屏内外设备连接要通过端子排。（正确）91、厂变明备用方式比暗备用方式经济。（错误）

92、次暂态短路电流是指t=0秒时短路电流周期分量。（正确）

93、电流互感器的电流误差：fi二次侧电流的测量值I2乘以额定电流比K所得的值K×I2于实际一次电流I1之比以后者的百分数表示，即fi=K×I2/I1×100%。（错误）94、断路器控制回路要有电气防跳功能。（正确）。95、发电机是一次设备。（正确）96、穿墙套管应选择额定电流。（正确）

97、发电机供电回路发生三相短路时，发电机的电势会随时间变化。（错误）98、隔离开关有额定开断电流选项。（错误）

99、要减小电压互感器的误差，可通过减小其二次侧的负载来实现。（正确）100、电气设备应按短路条件选择。（错误）101、严禁有电挂接地线。（正确）

102、防带负荷拉闸是高压开关柜“五防”功能中的一种。（正确）103、电力一、二类负荷不允许停电。（正确）

104、自动空气开关是低压开关中较完善的一种自动开关，具有限制短路电流等保护功能。(错误)105、电压互感器是一种特殊的二次侧短路的降压变压器。(错误)106、二分之三接线在正常运行时，其两组母线同时工作，所有断路器均为闭合状态运行。（正确)107、发电机供电回路发生三相短路时，发电机的电势会随时间变化。（错误）108、隔离开关有额定开断电流选项。（错误）

109、发电机-三绕组变压器接线在发电机出口处装设断路器和隔离开关，在三绕组变压器的其余两侧也装设断路器和隔离开关，其目的是便于三绕组变压器低压侧断路器检修时，不影响其他两个绕组的正常运行。(错误)200、采用分裂电抗器代替普通电抗器减小了限制短路电流的作用。(错误)201、电压互感器的配置应根据电气测量仪表、继电保护装置、自动装置和自动调节励磁的要求配置，并且还需考虑同期的需要。(正确)202、变压器的负荷能力是指变压器在某段时间内允许输出的容量，与变压器的额定容量相同。（错误）203、电介质的荷电质点在电场作用下，对应于电场方向产生位移的现象称为.电介质极化。(正确)204、发电厂或变电所所选用的电气主接线形式不仅影响其配电装置布置和供电可靠性，而且影响其二次接线和继电保护。(正确)205、如果向旁路母线充电不成功,则旁路母线无电压。(正确)206、断路器的额定电流不得小于装设断路器回路的最大短路电流。(错误)207、电流互感器的二次负荷是由其二次回路的电流决定的。(错误)208、两台短路电压不同的变压器并联运行时,两台变压器的负荷之比与其短路电压成正比,与其额定容量成反比。(错误)209、当被试品绝缘有缺陷或受潮时,泄漏电流将急剧增加,其伏安特性为线性关系。(错误)300、接地电阻的冲击系数与接地体的结构形状无关。(错误)301、在中性点非直接接地系统中，当发生单相接地后相应的继电保护装置将故障部分迅速切除。(错误)302、当同相中相邻绝缘子之间的距离不小于最大允许跨距时，母线动稳定必然合格。(错误)40、发电机与变压器组成单元接线的主要优点是运行灵活。(错误)

四、综合题

1、试述高压断路器的作用及种类？

高压断路器的作用：正常运行时用于接通和断开电路，故障时用于切除故障电流，以免故障范围蔓延。按灭弧介质的不同，断路器可分为油断路器、真空断路器、六氟化硫断路器等。

2、电压互感器二次侧为什么要用熔断器保护？

电压互感器二次侧要用熔断器保护，因为电压互感器二次侧不能短路运行，一旦短路，短路电流会烧毁电压互感器二次绕组。

3、试述电气主接线的种类？

电气主接线分为有横向联络接线和无横向联络接线。有横向联络接线分

无横向联络接线指单元接线。

4、什么叫厂用电？试举出三种厂用电负荷名称？

保证电厂或变电所主体设备正常运行的辅助机械的用电称为厂用电。用负荷例如主变冷却风扇、调速系统压油泵、技术供水泵、整流、照明、实验室用电设备等任选三种。

5、试述操作电源的作用及种类？

供电给二次回路的电源统称为操作电源。它分为交流操作电源和直流操作电源两大类。直流操作电源又分为蓄电池直流系统、硅整流直流系统、复式整流直流系统等。

6、试说出短路的主要成因及危害？

短路的主要成因是电气设备载流部分长期运行绝缘被损坏。主要危害为短路电动力过大导致导体弯曲、甚至设备或其支架受到损坏，短路产生的热效应过高导致导体发红、熔化，绝缘损坏。

7、试述三种以上熄灭电弧的方法？

熄灭电弧可通过拉长电弧、增大开关触头的分离速度、利用真空灭弧、采用六氟化硫等特殊介质灭弧、冷却电弧、将长弧分割成几个短弧、采用多断口灭弧等方法中任写三种。

8、试述电气主接线的基本要求？

电气主接线的基本要求为保证供电可靠性和电能质量，具有一定的灵活性，接线简单便运行，经济并有扩建可能性。

9、什么是配电装置？

答：根据发电厂和变电所电气主接线中的各种电气设备、载流导体及其部分辅助设备的安装要求，将这些设备按照一定方式建造、安装而成的电工装置，统称为配电装置。

10、简述电气二次设备及组成

答：对一次设备起控制、保护、测量、监测等作用的设备为电气二次设备。包括熔断器、控制开关、继电器、控制电缆、仪表、信号设备、自动装置等

11、在开关电器中，加速交流电弧熄灭方法通常有哪些？

答：拉长电弧、利用气体吹动灭弧、真空灭弧、窄缝灭弧、将长电弧截成多段串联的短电弧（利用灭弧栅）、多断口灭弧。

12、为什么电流互感器二次回路内不允许安装熔断器? 答：熔断器的熔件是电路中的薄弱元件，容易断路，从而造成电流互感器二次侧回路在运行中的开路；引起二次感应电势增大，危及人身、设备安全；铁芯内磁通剧增，引起铁芯损耗增大，严重发热烧毁电流互感器；铁芯剩磁过大，使电流互感器误差增大。

13、当母线动稳定不合格时，可以采用哪些措施减小母线应力? 答：改变母线的布置方式；增大母线截面；增大母线相间距离；减小短路电流；减小绝缘子跨距。

14、熔断器的额定电流？

答：熔断器的额定电流是指其熔管、载流部分（1）底座接触部分允许的最大长期工作电流。

15、安全净距？

答：在配电装置的间隔距离中，最基本的距离是空气中的(最小)安全距离。安全净距表示在此距离下,配电装置处于最高工作电压或内部过电压时，其空气间隙均不会被击穿的最小距离。

16、电弧弧柱区复合速度与哪些因素有关? 答：电弧弧柱区复合速度与弧柱区的电场强度、弧隙温度、电弧截面、弧柱区离子浓度以及弧柱区气体压力等因素有关。

17、为什么三相三柱式电压互感器的一次绕组不允许采用Y0接线? 答：如果将三相三柱式电压互感器一次绕组中性点接地后接入中性点非直接接地系统，则当系统中发生一相金属性接地时，互感器的三相一次绕组中会有零序电压出现。此时，零序电压对应的零序磁通需要经过很长的空气隙构成回路，必然引起零序励磁电流的剧增，会烧坏电压互感器。

18、什么是断路器的“跳跃”现象?为防止产生“跳跃”现象,对断路器的控制回路提出了什么要求? 答：断路器在一次合闸操作时产生多次合、跳闸的现象称为断路器的“跳跃”现象。为防止产生“跳跃”现象，要求控制回路在每次手动或自动合闸操作时只允许一次合闸，若第一次合闸后发生事故跳闸，则应有闭锁措施，保证不再第二次合闸。

五、计算题：

1、某高温高压火电厂高压厂用备用变压器容量其参数为：高压备用变压器容量为12500kVA，调压方式为有载调压，UK%=8，要求同时参加自启动的电动机启动电流平均倍数为5，cosφ=0.8，效率为η=0.9，求允许自启动的 电动机总容量（高温高压火电厂由高压厂用工作变压器使厂用电动机自启动时要求的厂用母线电压最低值为0.65）。解：高压厂用工作变压器一般为无激磁调压变压器，电源母线电压标幺值U*0取1.05；高压厂用工作变压器电抗标幺值取额定值的1.1倍。于是

X*t =1.1Uk ％/100=1.1×8/100＝0.088

PmU0U1cosSU1xtKavt(1.050.65)0.90.8 1250014587kW0.650.0885

2．已知某发电厂主变电器高压侧220KV断路器其长期的最大工作电流为248A，流过断路器的最大短路电流次暂态值I”=1.16KA，断路器的全开断时间tf =0.2s，继电保护的后备保护动作时间为tb =3s，若选择SW6-220/1200型断路器，额定开断电流为21KA，额定关和电流为55KA，额定动稳定电流为55KA，4s热稳定电流为It=21KA。试列表校验该断路器是否满足要求并写出计算过程。（计算中电力系统作为无限大容量电力系统考虑）解：（1）高压断路器的额定电压Ue应大于或等于所在电网的额定电压Uew，即Ue≥Uw

Ue=220KV≥Uw=220kV

（2）高压断路器的额定电流Ie应大于或等于流过它的最大持续工作电流Igmax，即

Ie≥Igmax

Ie=1200A≥Igmax=248A(3)断路器的额定短路开断电流Iebr应满足

Iebr≥Izt

Iebr=21kA

短路计算时间td=tb+tf=3+0.2=3.2s

Izt=U”(0)=I(1.6)=I(3.2)=1.16kA

Iebr=21kA≥Izt=1.16kA(4)断路器的额定短路关合电流Ieg应大于短路冲击电流幅值Im，即

Ieg≥Im

Ieg =55kA

Im =

Im =

Ieg≥Im(5)断路器的额定峰值耐受电流Idw应不小于三相短路时通过断路器的短路冲击电流幅值Im

即：

Idw≥Im

Idw=55kA≥Im=2.95kA

(6)断路器的额定短时耐受热量Ir2Tr 应小于短路期内短路电流热效应Qd:即 Ki I”

(Ki =1.8)×1.8×1.16=2.95kA 8

Ir2tr≥Qd

Ir2Tr=Ith2tr=212×4=1764kA2•s

Qd=∫Td0I2t2dt=4.3kA2•s

Ir2tr≥Qd

通过上述校验可知，此断路器满足要求

3、L为某降压变电所10kV屋内配电装置的母线采用矩形截面的铝母线，三相垂直布置，母线在绝缘子上立放。母线的允许应力为σal=70×106Pa，每项母线的截面尺寸为120×8mm2，母线支持绝缘子之间的跨距为1.5m，母线的相间距离为α=0.65m，发生短路故障时，流过母线的最大冲击电流为Imax=35.7kA。试校验母线在发生短路时的动稳定，并求出绝缘子间最大的允许跨距是多少？（母线抗弯矩W=bh2/6,母线的动态应力系数β=1）解：铝用线三相垂直分布则：

W=bh2/6=（0.12×0.0082）/6=1.28×10-6(m3)三相短路的最大电动力为 Fmax =1.73×10-7 [Imax(3)] 2×1/a

=1.73×10-7[35.7]2×1/0.65 单位长度母线上所受最大短路电动力为 σph=1.73×10-7 [Imax(3)]2 L2/10aw（pa）

=1.73×10-735.72×1.52/10×0.65×1.28×10-6 =59.6×106pa 因σph≤σal=70×106pa 母线的动稳定是满足要求的绝缘子间的最大的允许跨距Lmax：

Lmax≤(10σalW/ Fmax)1/2=1.625

4、截面为150×10-6(m2)的10kV铝芯纸绝缘电缆，正常运行时温度θL为50℃，短路时短路电流I“(0)=18（kA），I（0.5）=9（kA），I（1）=7.8（kA），短路电流持续时间td=l（s），试校验该电缆能否满足热稳定要求。

=339.21(N)9

解：短路电流周期分量热效应：

'222I10II(0)(td/2)(td)2QpIptdttd1201=(182+1092+7.82)×1/12=101(kA2·s)短路电流非周期分量热效应：

1np2222inptdtTI("0)0.21864.8(KAs)0Q短路电流热效应：

QQQkpnp10164.8165.8(kA2S)查得AL=0.38×1016(A2·s／m4)

发电厂电气设备检修及维护措施探讨 篇6

关键词：发电厂;电气设备;检修;维护措施

1.发电厂电气设备检修及维护的重要性

电厂中的电气系统主要包括发电机组、变压器、升压站配电装置、厂用电设备、辅助设备、继电保护设备、通信设备等等。发电厂中电气设备的工作状态、性能都会对发电厂的生产成本及正常运行产生直接影响，而且还会在很大程度上影响到设备的工作效率及发电厂的经济效益。发电厂中，电气设备的购置、安装、使用、维护等都比较复杂，且难度也较高，此外，电气设备的构造较复杂、规模较大、数量较多，各发电厂对设备都会有不同的要求。因此，为了使电气设备的可靠及安全运行，并使各设备的性能都能得到有效发挥，必须采取有效措施对电气设备的安全运行加强管理，以使发电厂的生产实现现代化，并使生产能耗及成本得到一定减少。

2.发电厂电气设备检修及维护措施

2.1完善电气设备安全管理规章制度

目前，我国发电厂电气运行安全管理主要存在的突出问题包括：管理模式不够先进科学、管理水平落后以及管理人员素质普遍不高等问题，所以，完善发电厂电气设备管理制度十分必要。发电部负责日常的发电过程管理，落实各岗位人员的岗位职责，保证发电厂安全稳定发电;设备管理部门负责设备管理相关规范标准、设备检修周期等，保证设备稳定运行。此外，用电检查人员要加强自身法律意识，了解相关法律法规，更好的服务到生产当中。

2.2做好发电厂的班组安全管理工作

发电厂班组是规章制度、操作规范执行的重要内容，同时班组安全宣传和教育，也是发电厂安全管理工作的基础。发电厂班组安全管理过程中，有些班组管理人员受自身素质的影响，安全意识有待进一步提高;由于班组安全宣传教育形式比较单一、培训工作只是流于形式而已，因此班组安全管理工作中，应当对每个环节提出规范性的操作要求;同时，还要结合班组成员的实际情况进行反事故演练，尤其要注意从电气设备的安全隐患问题着手，做好对班组安全宣传和教育工作，以此来提高职工的安全意识和安全操作能力。发电厂安全宣传教育过程中，应当尽可能地实现教育形式的多样化，针对不同专业、不同层次和不同的岗位需求，针对性地组织开展形式多样的安全宣传和教育活动。班组安全管理过程中，安全教育工作应当选择目的明确、重点突出以及可以有效激发兴趣的学习资料，注重班组成员的安全责任心培养;同时，通过规章制度、安全教育工作的落实与全面开展，保证班组成员在实际工作中每项操作都应当按照规范要求落实到位，一旦发现存在安全隐患问题，应当及时、妥善地解决，从而减少或避免安全事故的发生。

2.3做好基本的设备保护措施

在实际工作中，发电厂的锅炉、汽轮机、发电机等设备间的关系较为密切，往往由于其中的一个细节发生状况，就可能会影响到整个电厂运行的安全性、稳定性与经济性。因此，要做好最基本的设备保护措施，尤其是要对 600MW 机组的发电机设备进行系统保护。

（1）要做好设备的连锁保护措施，如若某一设备出现异常时，与之相关联的设备就可以做出应急联动跳闸反应，这样一来，便可以保护其它设备不受牵连的同时，维持正常的电气系统生产环境。（2）要做好各项基础设备的日常维护管理工作，以此来降低事故发生的概率;最后，要利用科学化、系统化的设备控制策略，来强化设备管理，将发电厂生产环境中的设备都连接到综合自动控制平台之上，将电厂的所有基础设备看作一个统一的有机体进行监控，为当前乃至日后实现全系统自动化控制打下坚实的基础。

2.4加强发电厂电气设备检修

目前国内发电厂大多采用的电气设备检修方式：以计划性检修为主，其中包括定期、定点式的全面检修;事后检修为辅助的检修方式。然而，该种检修模式也存在着很多的问题，比如检修频繁、电气设备的检修损耗非常的大;计划性检修对发电厂电气设备的运行情况了解不全面，而且缺乏针对性;发电厂电气设备检修过程中，缺乏专业技术人才和高素质的检修团队。基于此，笔者认为可从以下三个方面着手应对：（1）发电厂电气设备检修过程中，采取状态检修模式，即通过观察电气设备的工作和运行状态，做好数据信息记录和保存工作，并对比初始状态，通过分析对安全故障点、发生时间进行准确的判断和预测;（2）建立完善的电气设备巡检标准和规范，针对发电厂电气设备结构、实际运行特点和状态，确定巡检点、巡检人数以及检查周期，并且要明确责任，对重点电气设备进行专人检查，有效掌握电气设备运行动态;（3）对电气设备进行计算机点检系统分析，在人工分析判断基础上，对数据信息进行综合对比分析，从而实现对电气设备的全面检修。

2.5加强技术人员管理

尽管发电厂电气设备由于安装管理不善所造成的事故偶有发生，但最主要的事故原因还是由于电气设备管理不到位，缺陷发现不及时，维护人员技术水平不够以及运行人员使用过程中操作不当所引起的，因此，在电气设备的使用过程中，运行人员的操作技能以及维护人员的检修水平要不断加强，才能从根本上避免电气设备故障问题的发生。其次，在实际管理工作中，相关的岗位人员要能基于复杂系统的电气设备的运行状态、故障诊断和故障处理有深刻的理解，从而保证在电气设备的管控工作中能够做到电气设备运行状态的最优化，并能对电气设备运行的异常状态有敏锐的认识，当具备了一定的专业知识与实践经验以后，相关岗位人员就能够提前诊断、预防电气设备事故。

2.7积极应用现代化检测技术手段

在发电厂电气设备管理与维护过程中，运用现代化检测技术手段已经成为时代发展的主流趋势，同时也是电气设备运行管理质量和效率得以保证的主要技术手段。实践中可以采用RCM，这是一种较为高级的电气设备管理和维护手段，RCM的管理和维护基本原理是：根据电气设备出现故障问题的规律和特点对其进行分析，并且根据这一分析结果对可能存在、即将发生的电气设备故障问题提前进行检修。RCM具有安全可靠性能高、及时准确分析设备故障问题的功能，可对电气设备进行及时、持续的信息数据分析，从而为电气设备管理与检修，提供了动态的设备运行数据信息，并且将数据通过设备管理系统进行分析。通过该检测技术的应用，可得到电气设备是否需要检修方面的信息数据，实现了对电气设备的运行情况的有效监督和管理。

3.结语

发电厂电气设备在安装及使用的过程中存在诸多的安全隐患，易造成设备损毁的情况发生，甚至会影响到整个发电厂的正常生产运行。因此，只有从电气设备的故障根源着手，提升相关设备管理以及检修人员的技能水平，以便于及时发现设备异常情况，并做好相应的应急处理措施。最重要的是，在当前的技术水平下，发电厂电气设备的故障状态能够借助科学系统的综合自动控制平台来进行监控，从而提升我国发电厂电气设备的使用年限，保证发电厂安全生产运行生产。

参考文献：

[1]孙志天.火电厂发电机组常见电气故障及预防措施分析[J].黑龙江科技信息，2014，12（23）.

[2]邹皖.火力发电厂发电机励磁系统常见问题及解决方法探讨[J].机电信息，2013，09（18）.

[3]柳龙，郭瑞萍.火电厂中发电机组常见的电气故障与维修探讨[J].科技创新与应用，2013，12（27）.

发电厂电气自动化控制方案 篇7

关键词：发电厂,ECS,电气自动化,以太网,应用

1 传统的电厂电气监控方案

传统的电厂电气监控是由DCS系统经I/O板实现对电气部分的AI、DI、SOE采集与远方控制功能。电气部分的特殊控制功能如继电保护、同期、电源切换、故障录波器等都由独立的电气自动装置完成,与DCS系统无关。

图1为传统电厂电气监控的方案,在这种方式中,DCS的I/O板与电气回路采用电缆连接,模拟量需要经过变送器转换成标准的4~20m A电流。在这个方案中,DCS可以实现对电气中少量关键信号的监控,但信息量比较小,信息类型比较单一,而且需要大量的电缆与变送器,成本较高。

2 电厂电气自动化系统方案

随着微机保护的发展,电气综合保护测控装置可以实现基于交流采样的保护、测量、录波、控制与通信,这些新型的微机保护测控可以非常方便地采用现场总线、工业以太网等技术组成网络,电厂的电气监控也发展为以交流采样、数字通信为主要特点的综合自动化系统ECS。ECS与电厂内其他生产与管理系统(MIS、SIS、DCS、NCS等)一起实现电厂的全面信息化。

ECS系统为分层分布式系统,分为基站控层、通信控制层与间隔层,下层的功能不依赖于上层设备及通信网络。基站控层由主站系统构成,是整个ECS系统的控制管理中心,完成对整个ECS系统的数据收集、处理、显示、监视、控制功能。通信控制层不仅完成间隔层装置与主站系统数据的转换,可实现与DCS的DPU的数据交换,而且可以实现与电气相关部分的逻辑控制功能,因此通信控制层主要由通信与控制二个功能组成。间隔层主要由各种保护测控装置与智能设备组成,可以通过现场总线、以太网、串口等方式与上一层主控单元进行数据通信。介绍针对ECS的不同需求而设计的不同系统方案。

2.1 按照电气分段组网的单台机组ECS系统典型方案

图2为按照电气分段组网的单台机组ECS系统的典型方案。基站控层包括双冗余的系统服务器、维护工程师站/操作员站、转发工作站等,系统服务器负责系统通信、数据存储与处理等,维护工程师站负责系统的维护、组态等,操作员站为运行人员的人机交互平台,转发工作站主要实现ECS系统与其他系统如DCS、SIS、MIS的数据交换。

整个系统按照电厂厂用电系统主接线电气分段对各种装置分组,分配主控单元,10k V部分综保装置通过双LON现场总线网络与主控单元CSN-031E连接,380V部分综保装置通过双RS-485与主控单元CSN-031E连接,其他智能设备通过单(双)RS-485/232口与主控单元CSN-031E连接。与DCS的数据交换主要通过基站控层的转发工作站来实现,一些重要的信息通过硬接线方式与DCS连接。

按照电气分段组网方案的特点是方案简单实用、现场总线布线容易、间隔分明、便于维护。缺点是与DCS工艺流程控制关联不大,无法与DCS的DPR一对一通信,与DCS交换数据的速度受到制约,因此DCS对电气设备的控制一般仍需通过硬接线实现。目前大部分ECS系统还是以这种方案为主。

2.2 按照工艺流程组网的单台机组ECS系统典型方案

图3为按照工艺流程组网的单台机组ECS系统的典型方案。站控层结构与图2相同。通信控制层主控单元CSN-031E的分配与DCS系统分配DPU的原则相同,按照工艺流程分配,把与热工生产流程密切相关的6k V与380V电动机等负荷的保护测控装置分在同一组接入主控单元,主控单元与DPU一一对应;进线、低压变压器等与生产流程关联不大的保护测控设备单独联网;发变组、高备变的保护测控设备、快切屏、同期屏、励磁调节控制屏等也接入这些主控单元。

主控单元不仅完成数据处理,而且还可将某个工艺流程中与电气相关的逻辑运算由DCS的DPU下放到主控单元,一些需要与DCS系统交换的重要信息通过主控单元与DPU交换,并且是双向数据交换,不重要的、对速度要求低的信息通过基站控层的转发工作站来实现交换。

按照工艺流程组网方案的特点:与DCS工艺流程控制密切关联,主控单元可以与DCS的CPU一对一通信,实时性与可靠性得到了提高,DCS对电气设备的控制可以通过通信实现,从而可以取消所用硬接线。缺点是系统相对复杂,现场总线布线在电气间隔有交叉。

由于按照工艺流程分配主控单元,同一主控单元同时要实现6k V与380V综保装置的数据处理,需要同时支持多种通信规约与通信接口。随着用户与设计院对ECS认识的提高、DCS与ECS的进一步融合以及ECS产品性能的提高,该方案也越来越多地被认可与采用。

2.3 含公用系统的2台机组ECS系统典型方案

对于2台机组的公用系统,如厂用、公用及备用电源系统等,系统配置应能够实现一台机组停运检修时,另一台机组的运行人员能对公用系统进行监控,并且要求采用可靠的措施,确保其控制命令的惟一性,不能因为公用系统的存在而使2台机组的ECS系统耦合在一起。

图4为含公用段的2台机组ECS系统典型方案。在这种模式中,每台机及公用段的系统都单独组网,每台机的系统通信服务器均通过单独的网络与公用段的基站控层网络连接,并将公用段的信息通过通信服务器接入到每台机的系统中,通信服务器起到公用段与每台机系统的网关作用。

含有公用系统的其他2种方案:将所有的设备(1号机、2号机、公用段)放在一个系统上;公用段单独组成系统,即1号机、2号机、公用段共同组成3个系统。图4的方案与其他2个方案比较其优点在于既满足了可分别通过2台机组ECS系统对公用系统实现控制,又没有因为公用系统的存在使2台机组的系统耦合在一起。因此推荐这种方案,只是其工程实施会略微复杂。

3 ECS与DCS的接口方式

在电厂采用电气自动化系统后,系统内部以网络通信的信息交换方式为主,但ECS与DCS之间的信息交换还没有达到完全采用通信的方式,主要原因是通信方式尚未完全被广大用户与设计院接受,所以有的系统主要还是采用硬接线方式,有的系统是部分采用硬接线方式,部分采用通信方式,或者两者同时具备互为备用。但随着用户与设计院对新技术的接受与设备性能的提高,通信方式将全面或者主要替代硬接线方式。目前ECS与DCS的接口方式主要有以下几种:

(1)DAS模式,即ECS作为DCS的一个数据采集子系统。此模式中ECS可采用图2所示方案。

(2)保留关键硬接线的FECS方式,采用现场总线、按照电厂工艺流程构成控制网络的电气自动化控制系统,通过现场总线实现电气部分的信息采集与控制。保留关键硬接线是指对于参与热工控制的重要电动机的起停控制采用DCS的I/O模件经电缆硬接线实现。此模式中ECS可采用图3方案并保留硬接线。

(3)完全采用通信方式的FECS模式。此模式中E CS可采用图3方案并全部采用通信方式。

4 各种通信网络在ECS系统中的应用

目前电厂电气自动化系统充分发挥了网络通信的作用,各种通信网络在ECS系统中的应用如下:

(1)工业以太网。

所有基站控层设备的信息交换均采用以太网,转发工作站与其他系统(DCS、SIS、MIS)的数据交换也主要采用以太网,主控单元、前置装置与站控层设备的信息交换采用以太网,主控单元与DCS的DPU数据交换亦可采用以太网。

(2)LON现场总线。

LON现场总线是ECS间隔层的主要通信网络,主控单元与间隔层装置之间主要通过LON现场总线通信。

(3)串行通信。

串行通信网络也是ECS间隔层的一种通信网络,主控单元与间隔层装置之间可通过RS-485/232等串口通信。

(4)其他现场总线。

主控单元具有支持接入其他现场总线(如CAN等)设备的接口。

5 技术的发展趋势

ECS系统控制发展经由计算机控制取代了传统操作盘控制,目前又由计算机控制向综合智能控制与管理发展,主要表现在间隔层与站控层两方面。

随着ECS技术、面向对象技术与嵌入式以太网技术的发展,间隔层的保护与测控单元由传统的相对独立设计,向着集保护、测量、控制、远动一体的综合化及网络化智能保护测控单元发展,直接面向一次设备或设备组合,就地安装,除实现继电保护、实时电量监控,状态信息记录及历史记录等基本功能外,还能与站控层联网实现事故分析、状态监视、微机防误操作与安全保障等功能。

基站控层监控系统由满足基本运行SCADA功能,向全面提高运行与管理自动化水平发展。监控主站采用先进的数据挖掘技术对电气实时数据仓库与历史数据仓库的数据进行分析,提供一系列的高级应用功能。

这些功能分为对外与对内两大部分,对外的功能是指给DCS与SIS等其他系统提供数据,实现机组优化控制与优化管理等综合智能控制;对内的功能是指集间隔层装置的监控管理、自动抄表、设备管理、定值管理、故障信息管理、设备在线诊断与小电流接地选线等功能于一体。

6 结语

科学技术的发展使得电气自动化技术的运用更加广泛,不仅促进了电能生产效率的提升,也为企业创造了更多的经济效益。而火电厂在引进这一新技术参与生产时,必须要把握好自动化模式的控制方式。

电能生产操作流程里需积极贯彻安全生产理念,引导生产人员严格执行标准。为了适应新的生产模式,应对生产作业人员加强技术指导、培训,使操作人员能准确操作设备,创造良好的生产环境。

参考文献

水力发电厂电气控制系统探究 篇8

1 水力发电厂的电气控制系统组成

1.1 电气控制室组成

水力发电厂的电气控制室可分为单元控制室和主控室;而单元控制室又可被进一步细分为两种类型, 分别是网络控制室和独立单元控制室。水力发电厂往往可基于发电容量来选择与之配套的电气控制室, 例如:主控制室就适用于发电容量在100MV以下的水力发电厂。

从目前来看, “双机一控”和“单机一控”存在着各自不同的运行优缺点, “双机一控”的发电容量较大, 但是需要在两地同时运行, 很难有效解决应用过程中所存在着的故障, 必将会耗费大量的人力物力财力;而“单机一控”则不然, 它能够实现分级管理电气控制, 可为电气控制提供多方面的控制 (如监控、运行、安装等) , 能够较为便捷地处理故障。

1.2 电气系统控制的方法

弱电控制、强电控制、微机控制是水力发电厂电气系统的三种主要控制方法, 强电控制的接线方式简单, 也能够更好地进行调试、运行, 能够明显提高其可靠性和安全性;弱点控制的可靠性弱、线路连接复杂, 断路器可利用强弱电转换装置来进行有效地控制。

而微机控制则是同时兼顾了弱电控制、强电控制的优点, 在DC系统中有效地纳入了电气控制, 明显地增强了水力发电厂的电气自动化水平。

1.3 电气设备的信号和测量系统

水力发电厂信号系统的核心是中央信号系统。从目前来看, 绝大多数水力发电厂所采用的中央信号系统是或由微机闪光报警器组成, 或由光字牌、冲击继电器组成, 能够反复、重复动作。若由光字牌、冲击继电器组成, 那么此中央信号系统的可靠性、安全性往往较差, 既不能将瞬时信号进行有效记忆, 又只能输出单一的报警信号;若由微机闪光报警器组成, 那么此中央信号系统的可靠性、安全性可以得到大幅度的提高, 既可将瞬时信号进行有效记忆, 又不会出现重复动作, 且功能齐全、技术含量高、信号回路简单、线路连接简单, 无论是作业效率, 还是生产性能都较高。

2 水力发电厂电气控制系统存在的主要问题

随着水力发电厂在国民经济中的作用日益提高, 发电容量日益增大, 需要承担更加繁重的发电负荷, 那么其电气控制系统也必须要能够具有对多种发电故障进行有效应对的能力, 但是从目前来看, 水力发电厂电气控制系统仍然存在着一些主要的问题, 具体体现如下:

2.1 设备控制工作不协调

虽然各个水力发电厂都基本应用了电气控制系统, 但是最为主要的问题就在于不能有效地协调设备控制工作。众所周知, 水力发电厂的运行系统有多个, 每个运行系统都有着多个运行设备, 每个运行设备又承担着不同的运行作用, 但是这么多的系统、这么多的设备都需要有效协调, 才可将电力品质有效提高, 设备控制工作不协调是当前水力发电厂电气控制系统面临着的较大挑战。

2.2 电气系统接入方式缺陷

硬连接是当前水力发电厂电气控制系统的主要接入方式, 但是硬连接的最为主要问题就在于会耗费大量的资金, 使用成本较高。

2.3 功能问题

水力发电厂电气控制系统中的许多功能之间往往存在着较大的相互制约性, 甚至设备的运行也有可能会受到这种功能问题的影响和制约, 导致水力发电厂电气控制系统的运行效果受到较大的影响。

2.4 接口问题

从目前来看, 水力发电厂电气控制系统的设备接口处理或多或少都存在着一定的问题, 进而导致接触不良。主要原因在于:接口规格不同, 或者需要采用外接设备。

2.5 通讯数据的传导问题

水力发电厂通常都会有较多的通讯传导设备, 但通讯数据传导过程较为繁琐, 包括了数据接收、数据处理、数据传送、数据搜集、通讯处理等多个步骤, 目前主要采用分散式的处理方法, 这种方法会对水力发电厂电气控制系统的稳定性造成较大影响, 也很难使其实现安全运行。

3 水力发电厂电气控制系统的保护措施

3.1 建立智能化控制中心

可在水力发电厂电气控制系统中引入智能化保护理念, 力争做好智能修复、智能监测、智能停车和智能报警的工作, 进一步对管理程序进行简化。

3.2 由人工化、半自动化过渡到全自动化

全自动化电气系统是指电气设备的运行和停车可以自动根据终端设备提供的供电数据进行加强和减弱, 自动监控设备运行, 降低人力依赖。

摘要：ECS (电气控制系统) 就是一种应用效果较佳的新系统, 对于提高水力发电厂生产管理水平和自动化水平极为重要。本文首先分析了水力发电厂的电气控制系统组成, 其次, 针对水力发电厂电气控制系统存在的主要问题, 深入探讨了水力发电厂电气控制系统的保护措施, 具有一定的参考价值。

关键词：水力发电厂,电气控制系统,自动化

参考文献

[1]张钧勃.电厂DCS控制系统与现场总线的应用问题[J].黑龙江科技信息, 2016, 17 (08) :100-104.

[2]李波, 张谦, 殷建华, 麻宏伟.350MW汽轮发电机组给水泵再循环阀控制策略优化[J].内蒙古电力技术, 2016, 18 (01) :156-158.

ECMS发电厂电气监控系统概述 篇9

1 ECMS系统的主要功能

1.1 数据处理

通过现场测控单元采集有关模拟量信息, 检测出事件, 故障, 状态, 变位信号及模拟量正常, 越限信息等, 进行包括对数据合理性校验在内的各种预处理, 其范围包括模拟量、数字量和脉冲量等。并实现如下功能:

-定时采集;

-追忆记录;

-定时采集;

-设备异常报警;

-事件顺序记录 (SOE) ;

-监视和报警

1.1.1 监视

能通过机组管理站对电气系统运行参数和设备状态进行监视, 应显示的主要画面至少如下 (具体要求可根据电厂运行人员要求进行扩展) :

·电气接线图, 包括显示设备运行状态、各主要电气量实时值

·趋势曲线图·计算机监控系统运行工况图

·各种统计报表

·操作指导事故处理

1.1.2 报警

当所采集的模拟量发生越限, 数字量变位及监控系统自诊断故障时应进行报警处理。管理站上实时显示报警画面、软光字牌等报警信息。

1.2 统计计算

在线方式下, 应能按照数值变换和规定时间间隔不断处理和计算下述各项内容, 但不限于此:

·电流、电压、频率、有功、无功, 功率因数、计算出电气量一次值, 计算出数值。

·电度量的累计及电能量平衡统计并做成报表形式打印出来。

·开关, 保护动作次数的统计

1.3 制表打印

1.4 专家系统

1.5 实时在线自诊断及冗余管理

1.6 与其他智能设备的接口

通过现场总线方式与间隔层内相关智能设备 (如发变组保护装置、起备变保护装置等) 进行通讯连接, 采集相关设备信息, 使运行人员全面的对电气相关系统进行监控。

1.7 时钟同步

ECMS主机利用外部GPS装置对其进行校时后, 通过软对时方式, 对其间隔层、通信管理层、站控层相关设备进行对时。

2 ECMS系统结构

电厂厂用电气监控管理系统采用分层、分布、开放式网络系统结构, 具有典型的三层结构:站控层、通信管理层、间隔层。站控层采用双以太网冗余结构, 设置电气操作员站、电气工程师站、打印机以及负责与其它系统通信的通信网关, 是整个系统的监控、管理中心;通信管理层主要由通信管理单元、交换机等组成了, 主要负责站控层与间隔层的数据交换, 通信管理单元主要进行规约及通讯方式的转换, 同时也可以实现与DCS系统的数据交换;智能间隔层由物理位置相对分散的电气智能装置 (如安装在厂用高低压配电柜的保护、测控装置、发电机、高压厂用变压器保护装置、发电机励磁调节系统控制器等) 构成, 执行DCS或电气监控的各种指令并向DCS或电气监控发送监控、监测信息。智能终端层采用MODBUS等现场总线单/双网冗余配置, 将综合保护测控装置中的保护、测量等信息量通过通信口至通信管理单元。

3 ECMS系统应用方式

作为电厂自动化系统的组成部分, ECMS的主要应用方式有如下两种:

第一种:由DCS负责全厂设备的监控, 但DCS与电气设备 (6k V断路器、接触器、机组智能设备等) 之间只保留必要的硬接线, 上述采用硬接线的测点主要为参与DCS逻辑的相关测点, 如:断路器/接触器接点位置、保护动作等相关测点;在此基础上, 设立单独的厂用电气监控管理系统———ECMS系统, DCS所需的其余信号 (如电流等) 经由ECMS系统中的通信管理单元或位于站控层的通信网关设备传送至DCS。ECMS包含全部厂用电系统信息, 主要包括高、低压厂用电保护测控装置, 发变组等其它智能设备。这样, ECMS系统较全面的反映了厂用电系统的信息, 相关电气设备的控制 (如断路器、接触器) 仍由DCS实现, 只有当DCS退出等特殊情况下, ECMS系统才允许对其相关电气设备进行控制, 在ECMS控制方式下, 仅仅为电气相关元件的“分/合”控制, 并无逻辑连锁控制功能。

第二种:由ECMS系统, 实现对全厂厂用电系统的监测、管理, 以及对高低压厂用电源、厂变等设备的监测、控制和管理功能;ECMS系统在主控室设置操作员站。ECMS与DCS系统依然利用网关设备进行连接, 电气系统内所有接点 (主要包括I/O、AI等) 均采用通讯方式进行上传、下达, 所有设备的控制逻辑由DCS完成, 并以通讯手段由厂用电管理系统予以实现。

上述两种方案比较来看, 方案二优点主要突出表现在以下几点:

(1) 将电气厂用电系统监控功能全部由ECMS实现, DCS可以不设电气专业相关设备控制器及其IO卡件, 大大节省了DCS的工程费用, 同时节省了大量电缆。 (2) ECMS与DCS系统相互独立, 功能清晰, 电气专业电源侧相关设备由ECMS系统进行监控, 工艺负荷 (主要为工艺专业电动机) 由DCS系统控制。通过上述分析, 方案二在设备投资、功能实现方面具有一定的优势, 但实际工程中的应用往往采用方案一, 主要原因如下: (1) 在以往工程中, 间隔层设备供货厂家较多, 设备档次良莠不齐, 网络通讯中断、信息刷新缓慢成为影响ECMS系统的主要原因。 (2) 现场总线的施工、应用目前还处于发展阶段, 对目前较为粗犷的现场施工工艺, 通讯介质的敷设路径未必能完全按照设计意图进行敷设, 不可避免的与干扰源处于同一敷设通道内, 从而误发/误报信息, 无法使运行人员正确的了解到设备相关信息、运行状态, 从而造成误判。 (3) 方案二中由DCS实现相关电气设备的控制逻辑, 但构成逻辑的相关条件, 以6k V馈线开关合闸逻辑为例:

a) 6k V断路器已分闸

b) 6k V断路器远方控制

….

上述信息的采集均通过通讯手段上传至DCS系统, 在这种方式下, 信息从装置采集至DCS系统DPU中需经过多次的规约转换、通讯方式的改变, 导致信息相应时间较长, 往往不能满足快速的处理故障的相关要求。 (4) 方案二中在成本控制方面具有优势, 但也伴随着由于通讯设备、介质的原因, 使相应的控制系统出现“一瘫瘫一片”的尴尬境地, 对安全生产造成重大影响。

4 工程应用

工程采用单独的厂用电气监控管理系统, DCS与电气设备间仍然保留必要的硬接线 (采用硬接线的测点主要为参与DCS系统逻辑的相关测点) , 通过通讯手段上传至DCS系统的相关测点仅为丰富操作员站相关电气画面, 使运行人员对整个电气系统有个更为全面、立体的了解, 尽早的发现、处理实际运行中出现的问题, 确保电气系统安全、平稳的运行。

摘要：针对ECMS发电厂电气监控系统概述进行了论述。

发电厂电气 篇10

1.1 建设一支结构合理、业务水平优良的高素质的“双师型”教学团队

(1) 建立完善的青年教师培训制度和推进青年教师导师制度。对青年教师采用课建组和导师培养方式, 有针对性、分阶段培养教师的教学能力, 教学素质和教学方法。通过教研室和课建组评价合格以上方可任课。

(2) 定期举行教学研讨会, 集体听课评课备课, 通过定期检查教案和课件, 鼓励教师参加系、院教学比赛, 采用以老带新, 新老互学, 定期答疑, 导师辅导授课等方式全面提高全体教师的授课能力, 丰富教学经验。

(3) 教学与教研、科研相结合, 鼓励教师申报院级以上教研和科研课题, 提倡团队精神, 建设一支形成合理梯队、高素质的“双师型”教师队伍。

(4) 提高教师的业务水平。教师通过学历进修、参加高水平的学术会议和教改革会议, 打开信息交流和对外沟通渠道, 使《发电厂电气部分》教学适应培养应用型人才的需要。

1.2 改革教学内容, 完善教学体系

随着培养方案的修订, 《发电厂电气部分》课程作为专业核心课程, 必须对原有教学内容和教学大纲进行重新修订, 编写课程标准, 使之适应教学要求, 及时与智能电网的发展相结合。

为满足“3+1”的人才培养模式及电网发展的需求, 把《发电厂电气部分》课程教学安排在第六学期, 对一些内容进行合理删减, 增加一些综合应用、智能电气设备、数字化变电站等知识内容。提高教学效果。

1.3 改进教学方法, 丰富教学手段

《发电厂电气部分》传统教学以课堂讲授演示为主, 教学方法单一, 学生的学习一直是被动学习。我们逐步实施和完善教学方法, 充分利用变电站仿真实验室, 分布式发电实验室、动态模拟变电站实验室平台, 开发新教材, 达到学生能够在课堂上演练结合的目的, 丰富教学手段。

1.4 教学条件的建设

(1) 教材的建设。《发电厂电气部分》教材原则上选用国家级规划教材、电力类出版社的精品教材或21世纪教材, 也要适用于我院学生水平和面向电力行业应用型人才培养的需要。随着智能电网的发展, 新设备和技术的采用, 《发电厂电气部分》教材不宜长期使用, 课程组计划3~4年时间自编1本《发电厂电气部分》规划教材, 以适应形势发展的需要。

(2) 自遍习题库和模拟试卷。课题组每年根据教学内容, 适时更新习题内容, 注重选题的新颖和知识的综合训练。

(3) 完善实验教学条件。在“省级实验教学示范中心的基础”上, 实行开放式实验制度, 每学期定期根据课堂教学内容, 及时更新实验项目, 促进学生的思考和解决问题的能力。

(4) 完善《发电厂电气部分》课程教学资源网站。《发电厂电气部分》网站是一个网络教学平台和资源共享的平台。

2 实践技术中心建设实现的目标

(1) 培养高素质技术创新队伍, 建设技术创新平台, 发挥校企联合优势, 实现技术研发与科研成果转化, 为企业提供技术服务与培训、提高我院人才培养质量。

(2) 立足现有实际, 从配电、用电急需解决的关键技术为出发点, 分别对智能配电网系统技术、保护控制系统关键技术、高压开关设备传感技术、智能变压器设备及智能组件、智能配网开关设备、智能化低压配电装置关键设备开展技术研究并进行设备研制, 根据条件进行工程应用示范, 并在此研究基础上形成配用电产品标准及试验标准。

(3) 通过该产业技术创新战略联盟建设项目的实施完成, 从规模、层次到研发技术水平和产品开发能力都将明显提升, 促进我省电力系统相关企业的电气设备产品升级, 推动我省智能电网产业的快速发展, 有利于实现我省的节能减排目标, 从而带来巨大的经济效益和社会效益。同时, 研究成果将提供智能电网自愈功能网络重构策略, 满足不同运行方式要求, 内嵌多种功能, 包括负荷期望模式、数据清理、拓扑分析、潮流计算、网络重构、故障定位与隔离、供电恢复等。研究成果可以用于供电企业, 直接为企业的安全经济运行服务, 可以大大降低网损, 节约能源, 提高供电质量和供电可靠性, 改善电压分布和电压质量, 而故障后重构对于避免大停电事故的发生, 保障电网安全, 同时也是供电公司提高供电持续性和用户满意度, 降低用户和供电公司的损失的保障。

3 实践技术中心建设的主要任务、规模、方案和发展方向

对共建企业提供专业的技术支持, 为其产品开发提供相应的技术支撑平台, 对其产品提供“一次设备智能化、二次设备网络化”解决方案。帮助相关技术人员完成技术成果转化。充分发挥学院专业教师的技术潜能, 以相关团队为依托, 以实验室为平台, 面向对象主攻一次中压配电设备网络化。研究具有智能控制、双向通信、区域连锁、负载监控、故障预警等功能的智能化低压配电装置的关键技术及典型智能化开关电器产品开发。研究内容包括:

(1) 智能配电开关研制, 具备对馈线的电量及非电量信息的监控和故障信息上传、处理功能;

(2) 智能配电终端。实现智能控制终端的自组织、自管理, 实现针对智能配电网的保护、测量、控制、计量、通信一体化方案, 提高电网的可观测性;

(3) 智能变压器设备及智能组件研制包括:变压器运行关键特征参量、传感器埋设方法及信号传输方法、接口研究;特征参量数字化、信息化研究, 有效、可靠的状态监测、控制体系关键技术研究;智能变压器中智能组件的主IED的综合评估系统的研究;测量IED、控制IED、监测功能组之间通信研究;智能组件中监测功能一般包括油气及微水监测IED、局放监测IED等;

(4) 智能集中抄表终端。可收集、处理存储智能电表信息数据, 能与主站或手持设备进行数据交换;

(5) 高级配网监控与管理系统。包括:基于MAS的智能配电网快速诊断“自愈”系统、智能配电网在线快速仿真和建模系统 (D-FSM) 、高级配电网管理系统、停电管理系统、智能配电网预警专家系统、智能电网生产管理系统PMS六个系统。

参考文献

[1]乔卉.配电设备与新技术[J].电工课堂, 2005.

[2]崔永乐.输配电设备运行维护管理探讨[J].中国新技术新产品, 2014.