《发电厂电气自动化监控管理系统设计8600字【论文】》.docx

《《发电厂电气自动化监控管理系统设计8600字【论文】》.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《发电厂电气自动化监控管理系统设计8600字【论文】》.docx（13页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、发电厂电气自动化监控管理系统的设计及研究摘要一、绪论2（-）研究背景和意义2（二）电气自动化监控系统的国内外发展现状3二、电气监控系统概念及其特点4（-）电气监控系统概念及其特点41 .电气监控系统概念42 .电气监控系统特点5（二）电气监控系统的范围和功能分析51 .数据采集及处理52 .监控和报警63 .操作和控制6三、电气自动化监控系统方案功能比较分析6（一）监控范围61 .发电机变压器组62 .主厂房及辅助厂房低压厂用电源73 .PC至MCC电源馈线74 .直流系统75 .交流不停电电源76 .公用系统7（二）在单元机组DCS网内的监控及监测的设备7（）硬接线和现场总线相结合的方式探究

2、8（四）现场总线通信方式比较91. 可选通讯方式92. Profibus-DP通讯方案对比93. RS485通讯方案10(五)PD通讯设计10四、电气自动化监控系统功能设计及应注意的问题H(-)数据采集与处理功能设计11(二)监视和报警功能的设计12()电气监控配置应注意的问题12总结13参考文献13一、绪论(-)研究背景和意义随着科学技术水平的不断提高，自动化程度水平也得到了显著提升，未来想要加强自动化发展进程，需要从电力等能源着手，确保其能够获得充足供应。发电厂作为电气行业的基础部门有着极为重要的作用，所以为了需要加强对电厂的实施监督，提高整个电厂的管理水平。针对火力发电厂自动化工作过程中

3、,分为两大部分：第一部分为热工自动化，第二部分为电气自动化。前者会在新建机组上和老机组改造过程中使用分散控制系统，对发电的情况进行实时监督,帮助提升监控水平。当前电器的监督还停留在仪表等电子显示器上，虽然电气的保护以及实施装置上向微机化方向迈进，但整体自动化水平依然有待提升。主要因为在电气系统中，涉及的保护等自动装置还处于独立运行阶段。进行电气系统管控时，主要以常规管控手段为主。基于这一原因，虽然电气系统在整体组装上已经达到了较高的自动化水平，但我们从电气系统的整体角度来看，这一水平未来还要加强提升力度，电厂运行能否达到安全高效的水平和电气系统设备的运行管理水平之间有着紧密的关联。电气系统设备

4、的运行管理水平将直接关系到电厂运行的安全经济性，对电厂在发电市场中的运行有着较为直接的影响。当前，很多电厂在进行设计过程中，为了提高电机系统的自动化水平,开始通过各种措施的跟进予以实现，提出了电气系统联网并纳入到DCS方案中。很多电厂认为这试点具有极强的可行性，纷纷加入其中成为试点单位。一些观点认为，当前把电气系统纳入到DCS已经成为未来发展的流行趋势，纳入过程中接入方式转变了传统的连接形式，使用部分取代按“点”收费的“硬连接”方式。本文在研究过程中从电场中电气自动化监控系统着手，对其进行详细探究,通过监控范围，通讯方式和接线方式等比较目前常用的几种方案的优劣势，分析出一种最优的电气自动化监控

5、方案，本课题的研究对于目前我国电厂信息自动化建设有一定的指导意义。（二）电气自动化监控系统的国内外发展现状随着科学技术水平的不断推进，当前的工业发展过程中对于网络的控制方式也逐渐由传统的元件控制方式过渡到了网络控制，控制方式也由手动控制方式逐渐转化成了现场总线技术网络控制。现场总线技术最早开始于80年代中期,从开始到现在有很多的现场总线标准和组织予以显现，其中较为深远的为ISPF和WorkiFIP,上个世纪90年代初期，出现了这两个现场总线组织，还成立了总线基金会。该基金会的成立主要为了让整个行业接受现场总线标准，随着基金会的成立现场总线的发展有了显著提升。科技的发展带来了电气化智能时代，在电

6、气化智能时代对电厂自动化要求和以往相比，有了显著提升，电气监控系统近年来随着重视力度的不断加深，内部发生了显著改变。伴随电气时代的来临，电气监控系统由最初的一对一控制模式逐渐变为DCS系统控制模式，又取消了硬手操监控盘，到现在又将现场总线技术应用到了电气监控系统中，在电厂监控系统的控制过程中应用了现场总线技术的称之为电气自动化监控系统，简称ECMS,当前该监控系统也是电厂设计的一个主流。在电厂的集控室内装设模拟硬手操监控盘来对电厂进行监控使得盘面复杂,多种控制开关广泛分布，盘面拥挤不堪，各种状态显示键、控制开关键、仪表测量键以及闪光报警键都比较集中，在操作过程中极其容易出现失误。除此之外在电厂

7、的电气控制过程中会涉及到很多线路，线路连接复杂，检修以及维修难度较大，因此在发展过程中逐渐被DCS系统控制模式所代替。在电厂电气监控系统采用了DCS系统控制模式后采用的是I/O硬接线连接，就地仍然使用常规设备。但是由于DCS系统控制更加侧重于汽轮、锅炉的自动化过程控制，对于电气的控制还不够准确，因此在电气应用过程中采用I/O进行采样时它的频率，测点一家采集到的信息量和控制水平都非常的有限，并且在DCS系统控制模式应用过程中电气与热控存在着一定的差异性，这个差异性在一定程度上使协调产生一定的矛盾。上个世纪9。年代初期，很多电厂开始借助信息技术来帮助更好的对电气监控系统进行控制，并且成功运用了现场

8、总线和智能I/O测控装置。在智能I/O的控制过程中不再仅仅是传统的串联模式而是实现了应用交流电迸行采样的方式，大大减少了现场设备的数量，提高了工作的便捷性。并且在应用计算机网络控制技术时还对二次回路的接线进行了简化，同时考虑到电气的控制特点在功能和结构上进行了不同程度的优化使得其更加的合理。计算机网络控制技术的应用也使得电气监控不管是从设计理念上还是电气设备智能化控制上都取得了非常大的成绩。从2000年开始我国的几个示范电厂就开始对电气自动化监控系统这一理念进行设想，到现在为止我国的电厂控制过程中已经有绝大一部分采用电机自动化监控系统来作为现场总线，该系统极具先进性和经济性，能够更好的采集数据

9、，控制线路，做到集成保护，对于报警、逻辑的编程、故障的诊断及处理、设备的管理都有非常大的作用。在当前的电厂管理过程中应用比较多的是电监控系统，它的现场总线的应用范围非常受限制，仅仅能够在设备比较集中的主厂房迸行应用，并且也还能进行监视管理的功能，在主要控制方面仍然采用的是DCS系统控制为主O二、电气监控系统概念及其特点在新的时代发展需求下发电厂也有了更高的时代使命，随着发电厂的不断发展，人们对于监控系统提出了更为深远的要求。传统的电厂监控系统的技术创新、设备维护以及检修水平都相对比价落后，这种现在很大程度上制约着电厂的发展。随着科技的不断发展电厂电气自动化系统应运而生。电气自动化系统以其高校、

10、科学、可靠的特点在电厂的发展过程中占有非常重要大的作用和影响。(-)电气监控系统概念及其特点1 .电气监控系统概念电气监控管理系统是基于计算机信息技术、通信几首、现场总线技术以及测控保护与控制技术发展起来的一种复杂系统。电气监控管理系统能够完成整体运行，并且能够对故障信心迸行检测并且进行管理的一种自动化管理模式。电气监控管理系统主要由一些通信设备和电气工作站组成，并且利用线场总线将保护装置与设备很好的连接在一起以此来更好的迸行信息的收集和转发。在电厂的电气监控管理过程中有些监控系统还可以支持以太网，并且能够同时发送多种任务，执行多种功能。2 .电气监控系统特点在电厂运行过程中，所使用到的用电设

11、备会分散在电机控制中心和其他系统中，各种设备较复杂，元件数量较多管理起来非常麻烦，并且检修非常的困难，因此在正常条件下电气设备的操作频率非常的低。但是电气自动化就能够很好的解决这个问题，自动化电气设备反应快，可靠性高，并且通过在主检测设备上接入DCS系统就能够很好的对设备进行管理。但是在这个过程中要注意的是必须确定主设备和备用设备的唯一性控制权，否则就容易发生控制冲突。因此电厂电气自动化监控除了要进行正常的启动和运行之外还需要对整个系统进行湿湿的监控，如果发现异常时系统应该有自动报警的功能，并且及时做好相关的数据记录，对紧急状况快速做出反应以确保电厂电气系统的正常运行。自动化监管体系中，除了电

12、厂以外还存在火电厂。自动监管系统能否正常运行要看其是否可以正常的进行信息采集，这一过程可以借助多种类型的监控设备来及时探究火电厂的运行情况是否会产生意外等问题进行及时监督。在进行信息采集过程中，只有更为全面的对信息进行收集整理才能保证后续电厂可以正常运作，信息处理可以帮助应对相应措施。当前，火电厂中进行信息收集和检验的设备科技含量较高，所以覆盖到的面积也逐渐广泛，除了对重要设备的运行变化进行监控外，还能及时了解火电厂中其他设备的运行。但在性能上还没有达到使用标准，未来还需要加强提升力度，由于在运营过程中需要收集的信息类型较多，为了在短时间内可以将这些信息进行采集呈现。需要加强自动监控系统的完善

13、性，及时对信息进行过滤收集。除此之外，自动监测是作为整个信息采集的基础性环节，所以电厂在使用这些数据时，要以电厂管理的基础作为要求，帮助监管系统，可以更为有效的应对措施。（二）电气监控系统的范围和功能分析电厂电气监控系统设计范围较为广泛，主要有电源，电动机等，这些设备的具体功能如下所示：1 .数据采集及处理在进行自动化监管过程中，可以利用特定的测试单元对相关信息进行采集、收纳，对内部分布情况进行监督，了解其具体运行模式，对采集到的数据实行科学分析与管理。2 .监控和报警在电厂电气自动化监控过程中可以利用鼠标、键盘、1CD显示器来对电气设备状态进行监控。一旦发生异常状况可及时进行警报，(如报警声

14、或1CD画面闪烁等)，并且可以在报警中对于不同程度、不同方面的报警设计不同的铃声方便人们更好的进行区分。3 .操作和控制操作功能涉及的功能内容较为多样，主要有数据输入功能和数据记录功能等。在操作过程中，要确保设备的安全性。只有这样才能在有效的时间内完成高效操作。在进行设备操作时，要聘用专门的人员进行设备的监管和操作，并且做好相应的记录工作。设备、仪器的操作正常与否都应该有相应的信号做参考。除此之外，在电厂电气自动化监控过程中还要特别注意人机接口以及管理工作。三、电气自动化监控系统方案功能比较分析电气自动化监管系统分为多种监管模式。当前，使用较多的主要有以下几点：方案一：应接线方式，这种方式极为

15、传统；方案二：硬接线和现场总线相结合的方式；方案三：不同机组设置所使用的总线技术。都为相同性；(-)监控范围在监管的过程中使用频率较高的是两机一控的管理方式。每台机组都带有保护屏、电度表屏、同期屏、故障录波器屏、ECMS机柜等。并且在监控过程中利用DCS监控和CMS电气监控管理系统通过互联网进行控制。1 .发电机变压器组在电厂电气自动化监控管理过程中需要监控的范围主要是发现机系统和主变压器。检测对象主要是上面这些单元相关的设备状态、运行参数、异常信号和保护信号等等。控制对象涉及多项内容，借助不同的方式迸行调节和管控。2 .主厂底及辅助厂房低压厂用电源在电厂电气自动化监管管理时，所涉及的监管范围

16、较为广泛。主要有照明变压器、公用变压器等，需要对仪表盘上的数据信息进行监测。3 .PC至MCC电源馈线对主厂房工作过程中的电源线路进行实时监管要确保信号能够正常运行。4 .直流系统在电气自动化监控系统中要对直流系统的各种设备的运行情况进行实时的监测，要保证其正常的运行，对于故障信号和报警信号要及时进行监测。5 .交流不停电电源在电气自动化监控系统中要对交流系统的设备迸行监控，由于电厂中绝大部分的都属于交流电，因此在电厂的监控过程中必须报这个交流电源不停电，要对主要参数进行实时监测。6 .公用系统在电厂的电气自动化监控管理过程中还要对公用系统进行管理和监控，蛀牙包括厂区的水工、照明、检修以及公用低压变压器等等。（二