朱 琳

（中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)安徽電力建設(shè)第一工程有限公司,合肥 230088）

0 引言

實(shí)現(xiàn)熱工控制與電氣控制的有效配合是當(dāng)前電廠生產(chǎn)運(yùn)行的重要任務(wù)，在DCS系統(tǒng)的應(yīng)用中納入電氣控制系統(tǒng)，有利于促進(jìn)電廠控制自動(dòng)化水平的提升，同時(shí)更好的對(duì)熱工設(shè)備、電氣設(shè)備以及整個(gè)電廠進(jìn)行保護(hù)。

1 熱工與電氣控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀

1.1 熱工控制DCS系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

在DCS系統(tǒng)的早期應(yīng)用中，其主要的監(jiān)控范圍有四項(xiàng)，分別是SCS、FSSS、MCS和DAS[1]。然而，在這幾年的發(fā)展過程中，大容量機(jī)組的許多控制子系統(tǒng)都開始應(yīng)用了DCS，并且在脫硫與脫銷系統(tǒng)中獲得了成功應(yīng)用，從而使DCS的全面控制得以實(shí)現(xiàn)。甚至還有部分火力電廠將廠用電系統(tǒng)與電氣發(fā)變組的控制功能納入到DCS系統(tǒng)中的SCS控制功能中，使得ETS控制功能被DCS取代了，實(shí)現(xiàn)了DCS和DEH的相互融合。通過一體化的熱工控制系統(tǒng)的構(gòu)建，大大促進(jìn)了DCS技術(shù)的深入發(fā)展。

1.2 電氣控制ECS系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

具體來(lái)說，電氣控制ECS系統(tǒng)可分為兩個(gè)組成部分，一是單元機(jī)組，二是公用電氣。二者所控制的對(duì)象不同，一般來(lái)講，低壓變分段開關(guān)、隔離開關(guān)、高壓廠變工工作以及發(fā)變組斷路器等由單元機(jī)組控制。而在公用電氣部分，其控制的范圍主要是化學(xué)變壓器、廠區(qū)及公用變分段開關(guān)，還包括僅限電源分支開關(guān)。

2 實(shí)現(xiàn)熱工和電氣控制有效配合的方案探討

2.1 硬接線方式分析

硬接線方式就是DCS系統(tǒng)和ECS系統(tǒng)的連接是以硬接線進(jìn)行接入實(shí)現(xiàn)的，其中需要進(jìn)行接入的信息主要集中在兩個(gè)方面，一個(gè)是DI/DO的接入，即開關(guān)量輸入/輸出，另一個(gè)是AI的接入，即模擬量輸入[2]。并且使用直流信號(hào)與空節(jié)點(diǎn)的方式接入。在DCS系統(tǒng)中使用這種方式進(jìn)行ECS系統(tǒng)的接入后，電氣設(shè)備的調(diào)節(jié)控制與信號(hào)顯示可通過DCS系統(tǒng)中的CRT實(shí)現(xiàn)，如此一來(lái)，一方面可以使電氣控制的安全可靠性得以提升，另一方面可以擴(kuò)展DCS的控制范圍，從而對(duì)于實(shí)現(xiàn)機(jī)爐電系統(tǒng)一體化的運(yùn)行監(jiān)控具有積極的促進(jìn)作用。在硬接線的接入方式中，能夠集中布置T/O模件柜，管理更加方便，并創(chuàng)造了一個(gè)良好的設(shè)備運(yùn)行環(huán)境；并且使信號(hào)傳輸?shù)闹虚g環(huán)節(jié)得以減少，能夠迅速可靠的反映現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)。一般情況下，連接電纜只要不出問題，其他地方幾乎不會(huì)出現(xiàn)故障，從而使得維護(hù)工作量大大減輕了。然而采用硬接線的接入方式，其需要較高的一次性投入成本，并且施工具有一定的復(fù)雜性，信息接入量也不全面，系統(tǒng)難以進(jìn)行擴(kuò)展。同時(shí)，還必須將單獨(dú)的表計(jì)加裝在廠用電回路中，抄表不能自動(dòng)化進(jìn)行。

2.2 硬接線+通信

如果采用硬接線+通信的接入方式，ECS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)基本上都以分層分布式為主，其中主要有三個(gè)層次，一是站控層，二是通信層，三是間隔層。對(duì)于站控層，其一方面單獨(dú)監(jiān)控電氣系統(tǒng)，另一方面還可以對(duì)DCS進(jìn)行后備控制手段的提供。而對(duì)于通信層，通信管理機(jī)是其核心，電氣系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)可以通過轉(zhuǎn)換通信協(xié)議格式以及通信接口進(jìn)行。對(duì)于間隔層，其可以采集電氣系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)信息，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的通信。采用硬接線+通信的接入方式，不必要對(duì)DCS系統(tǒng)進(jìn)行太多的設(shè)備配置，同時(shí)可以獲得的信息更加豐富，系統(tǒng)所具有的擴(kuò)展性較強(qiáng)。電能表不需要進(jìn)行單獨(dú)配置，不但能夠?qū)崿F(xiàn)抄表的自動(dòng)化，而且能夠高精度計(jì)量電能。此外，這一接入方式的電氣系統(tǒng)具有較高的自動(dòng)化水平，如防誤閉鎖、事故追憶以及保護(hù)定值管理等。同時(shí)還可以對(duì)廠用電源進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。然而，這一接入方式的不足也很明顯，信息在傳輸過程中具有較多的中間環(huán)節(jié)，難以保障信息傳輸?shù)臅r(shí)效性和可靠性。受制于廠家解決方案，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)通信中斷頻繁，使得系統(tǒng)維護(hù)工作量增加。此外，對(duì)于通信層與站控層，其具有比較復(fù)雜的設(shè)備配置，增加了投資成本。

2.3 保留硬接線+通信

這種接入方案是對(duì)軟硬信息的混合使用，其要求在DCS系統(tǒng)中采用通信的方式接入ECS中的I/O信息，而硬接線的啟?？刂圃谝恍┰O(shè)備中進(jìn)行保留。保留了這部分的硬接線后，能夠使一些重要設(shè)備在故障停機(jī)時(shí)得以進(jìn)行啟?？刂?，在一定程度上提高了機(jī)組設(shè)備的安全性。這一接入方案有如下特點(diǎn)：使用高速總線對(duì)間隔層保護(hù)控制裝置進(jìn)行組網(wǎng)，結(jié)合電廠自動(dòng)化狀況，實(shí)現(xiàn)DCS控制器層和控制關(guān)鍵點(diǎn)的通訊，以此確保DCS控制的工藝過程中實(shí)現(xiàn)ECS的I/O參與，分散控制形式的采用使得系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性更有保障。由于ECS系統(tǒng)的硬接線比較少，因而只需對(duì)DCS系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)量不多的I/O卡件的配置，進(jìn)而所需使用的電纜與橋架等配件大大減少，易于安裝維護(hù)。

3 經(jīng)濟(jì)性比較

在上述三種接入方案中，硬接線需要較高的成本，不具備經(jīng)濟(jì)性。因此，在經(jīng)濟(jì)性方面，只對(duì)后兩種方案進(jìn)行相關(guān)比較。我們以實(shí)際工程案例進(jìn)行比較，工程規(guī)模為2×600MW，在這兩臺(tái)機(jī)組中，一臺(tái)使用硬接線+通信方案，另一臺(tái)使用保留硬接線+通信的方案，通過對(duì)投入成本進(jìn)行計(jì)算得出，前者共花費(fèi)1298.7萬(wàn)元，后者共花費(fèi)847.3萬(wàn)元?？梢钥闯觯谫Y金投入方面，保留硬接線+通信的接入方案能夠節(jié)約投資成本，經(jīng)濟(jì)性更好。

4 結(jié)語(yǔ)

熱工控制與電氣控制在電廠生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用，其直接影響著生產(chǎn)安全。在熱工控制DCS系統(tǒng)中接入電氣控制ECS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)熱工控制與電氣控制的有效配合，對(duì)于電廠運(yùn)行的安全性和可靠性，以及對(duì)于電廠控制系統(tǒng)自動(dòng)化水平的提高具有積極意義。在方案設(shè)計(jì)中，要結(jié)合電廠控制系統(tǒng)的具體情況，選擇合適的接入方案。

[1]劉東斌.熱源供熱發(fā)電機(jī)組DCS與電氣監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用及特點(diǎn)[J].有色設(shè)備,2012(02).

[2]董贊宇.淺談DCS系統(tǒng)在電廠電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技與企業(yè),2013(02).