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摘要：本文在介绍变电厂电气综合自动化管理系统及其重要性的基础上，提出了分布式多级体系结构的ECS系统方案，较为详细了介绍了电厂电气综合自动化管理系统中电气量保护以及电气监控系统两个方面的内容，最后以某火电厂一期工程为例展示了系统部分功能的应用和实现。本文所述可以为此方面的应用研究提供参考。
关键词：电厂电
1007-9416（2012）12-0045-02
随着微机自动化装置在电力网络中的逐渐普及，为了更好的实时掌握电力系统的运行情况，对电厂电气系统进行远程监控已经纳入到了电力系统的工作日程当中。现场总线是当前工业控制领域中应用最为广泛的网络技术，基于其在开放网络、分散布置、扩展接口等方面优点以及与计算机技术的完美结合，促成了工业现场控制领域质的飞跃。本文选取现场总线中远程I/O能力强、通信速率高、互操作性好的以太网和现场适应能力强、接口卡性价比好、数据传输稳定性高的CAN总线组成发电厂电气控制网络框架，并以此来研究实现发电厂电气综合自动化管理。
（1）监控层包括操作员站、工程师站、通讯站以及网络设备，操作员站和工程师站安装在单元控制室或主控制室，采用标准工控机以及Windows NT操作系统。监控管理系统采用Client/Server体系结构，支持ODBC和QSL，具有很好的开放性"综合实现对电厂电气系统各信息的分析、处理以及做出反馈、指令完成对电气设备的控制、调节。系统采用100M以太网体系结构，通过双机冗余方法保证其运行可靠性。
（2）网络通信层网络层主要包括通信管理机、以太网交换机和通讯网络。单元控制室或主控制室安装的通信管理机可兼作远动主机，用于综自系统与DCS系统、网控系统以及调度系统之间的通信。厂用段按地理位置划分为多个区域，每个区域就地配置通信管理机和以太网交换机，用于间隔层各种智能设备通信接口和规约转换，保护测控装置优先选用以太网接口。
（3）间隔层设备主要包括微机型保护测控装置和遥控闭锁装置，保护测控装置集保护、测量、开关量采集、断路器控制、故障录波、通讯等功能为一体，采用通讯方式接入DCS系统，在DCS中无需重复设置采集和控制点。遥控闭锁装置由遥控闭锁控制器和遥控闭锁继电器组成。遥控闭锁装置与安装了防误闭锁软件的操作员站配合，完成防误逻辑判断，实现硬接点方式的强制性防误闭锁。
为方便各单元之间的连接，系统中配置CAN/RS485（RS232）转换卡。各个子系统通过采用高速、可靠的CAN总线作为通讯现场总线网络与通信管理机相连，为提高其可靠性，本文提出采用具有主从之分的两个CPU，用软件设计代替部分冗余中的硬件判断电路的冗余设计，并通过上位机呼叫总线通道应答的方式确定是否有故障发生并进行切换。
（2）厂用工作电源系统监控：该部分包括对高压厂用变压器，6KV电源进线断路器，6KV工作母线设备，380V厂用、公用工作母线设备、所有6.3/0.4kV厂用变压器高压侧断路器的控制等方面的监控，系统可以实时显示和记录上述发变组系统和厂用电系统的正常运行、异常运行和事故状态下的各种数据和状态，并提供操作指导和应急处理措施。
（3）故障录波：系统可通过该部分进行简单直观的故障数据再现、分析，并对机电保护和断路器的运行及动作情况做出判断和评价。
5、结语
综上，ECS系统自动化水平的提高是火电厂安全、经济运行，适应市场需要的必然趋势，随着数字网络通讯技术的发展及其在电力工业技术中的应用升级，电厂自动化将会得到更深层次的发展。
参考文献
郁峰.电厂电气综合自动化技术的发展[J].中国新技术新产品，2011（23）.
邢菲.基于人工智能的电厂电气自动化系统的实现与应用[J].自动化博览，2009，26（1）.
关键词：电厂电
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气 综合自动化管理 电气量保护 电气监控1007-9416（2012）12-0045-02
随着微机自动化装置在电力网络中的逐渐普及，为了更好的实时掌握电力系统的运行情况，对电厂电气系统进行远程监控已经纳入到了电力系统的工作日程当中。现场总线是当前工业控制领域中应用最为广泛的网络技术，基于其在开放网络、分散布置、扩展接口等方面优点以及与计算机技术的完美结合，促成了工业现场控制领域质的飞跃。本文选取现场总线中远程I/O能力强、通信速率高、互操作性好的以太网和现场适应能力强、接口卡性价比好、数据传输稳定性高的CAN总线组成发电厂电气控制网络框架，并以此来研究实现发电厂电气综合自动化管理。
1、电气综合自动化管理系统总体方案
经过参考、学习国内外发电厂在电气综合自动化方面的的先进经验，本文提出基于监控层、网络层、间隔层的分布式多级体系结构。系统的总体结构如图1所示。（1）监控层包括操作员站、工程师站、通讯站以及网络设备，操作员站和工程师站安装在单元控制室或主控制室，采用标准工控机以及Windows NT操作系统。监控管理系统采用Client/Server体系结构，支持ODBC和QSL，具有很好的开放性"综合实现对电厂电气系统各信息的分析、处理以及做出反馈、指令完成对电气设备的控制、调节。系统采用100M以太网体系结构，通过双机冗余方法保证其运行可靠性。
（2）网络通信层网络层主要包括通信管理机、以太网交换机和通讯网络。单元控制室或主控制室安装的通信管理机可兼作远动主机，用于综自系统与DCS系统、网控系统以及调度系统之间的通信。厂用段按地理位置划分为多个区域，每个区域就地配置通信管理机和以太网交换机，用于间隔层各种智能设备通信接口和规约转换，保护测控装置优先选用以太网接口。
（3）间隔层设备主要包括微机型保护测控装置和遥控闭锁装置，保护测控装置集保护、测量、开关量采集、断路器控制、故障录波、通讯等功能为一体，采用通讯方式接入DCS系统，在DCS中无需重复设置采集和控制点。遥控闭锁装置由遥控闭锁控制器和遥控闭锁继电器组成。遥控闭锁装置与安装了防误闭锁软件的操作员站配合，完成防误逻辑判断，实现硬接点方式的强制性防误闭锁。
为方便各单元之间的连接，系统中配置CAN/RS485（RS232）转换卡。各个子系统通过采用高速、可靠的CAN总线作为通讯现场总线网络与通信管理机相连，为提高其可靠性，本文提出采用具有主从之分的两个CPU，用软件设计代替部分冗余中的硬件判断电路的冗余设计，并通过上位机呼叫总线通道应答的方式确定是否有故障发生并进行切换。
2、电气保护装置
2.1 微机发变组保护装置
微机发变组保护装置是电气综合自动化系统中重要的间隔层设备，它的正确配置和可靠的故障判据是电气系统安全运行的重要保障。常见的发变组单元电气量保护配置有：主保护（发电机主纵差、匝间保护，发电机变压器组差动、高厂变差动保护），发电机后备和异常运行保护，主变压器后备和异常运行保护，高厂变后备和异常运行保护，励磁变（机）保护以及失灵启动，非全相运行等其他保护。2.2 微机电动机保护测控装置
高压电机保护测控装置是ECS系统中极为重要的设备，兼有保护和测控功能，通过独立的CAN总线或以太网与监控系统通讯，通讯速度快、可靠性高，同时该设备还支持远程操控；采用的通用软、硬件平台伸缩性、扩展性、兼容性好，外壳采用整面板式封闭、抗振动、抗干扰机箱设计，适应于恶劣环境，可分散布置于开关柜上，也可集中组屏安装。3、电气监控管理系统
3.1 电气监控系统组网方式
电气监控管理系统（ECMS）整体设计以保证系统的可靠性为前提，实现保护间隔、通信管理、中心监控三个层面的内容组成和相应功能，图2所示为典型ECMS系统结构。3.2 ECMS接入DCS的方式
ECMS将采集到的电压、电流、功率等电器模拟量是通过网络通信送至DCS，实现两者的联网和数据通信，本文采用“串口+网关”接入方式，通过通信管理单元提供的与DCS的通讯接口（包括串行接口和Ethernet接口）以及Gateway设备按配置进行接入，该方法实时性好，自动化程度高，具体结构如图3所示。4、火电厂电气综合自动化系统应用实例
本文以某火电厂一期工程2×300MW机组工程建设为研究对象，将电气综合自动化系统的设计思路应用其中，以期提高#1、#2机组的电气控制和运行自动化水平。
4.1 工程概况
该工程采用330MW凝汽式汽轮发电机组，出口电压20kV，接入500kV厂内升压站；厂用电取自发电机机端，6kV高压端设两段公用母线，工作段设快切装置，380V低压系统按机炉分段，各段均有低压备自投装置；厂用系统所有6kV高压电机和低压变压器都配备了微机综合保护测控装置，测控数据和信息通过CAN现场总线连接到通讯管理机，通讯管理机与ECS通过100MbpS工业以太网连接，负责数据和指令的传输。4.2 电气综合自动化功能实现
（1）发变组监控：该部分包括两个DPU柜、三个端子柜，可以实现发电机变压器组的参数监视、同期系统装置（可选定断路器并网、相位和电压判断、内外同期选择等）、发变组出口500kV断路器的控制等。（2）厂用工作电源系统监控：该部分包括对高压厂用变压器，6KV电源进线断路器，6KV工作母线设备，380V厂用、公用工作母线设备、所有6.3/0.4kV厂用变压器高压侧断路器的控制等方面的监控，系统可以实时显示和记录上述发变组系统和厂用电系统的正常运行、异常运行和事故状态下的各种数据和状态，并提供操作指导和应急处理措施。
（3）故障录波：系统可通过该部分进行简单直观的故障数据再现、分析，并对机电保护和断路器的运行及动作情况做出判断和评价。
5、结语
综上，ECS系统自动化水平的提高是火电厂安全、经济运行，适应市场需要的必然趋势，随着数字网络通讯技术的发展及其在电力工业技术中的应用升级，电厂自动化将会得到更深层次的发展。
参考文献
郁峰.电厂电气综合自动化技术的发展[J].中国新技术新产品，2011（23）.
邢菲.基于人工智能的电厂电气自动化系统的实现与应用[J].自动化博览，2009，26（1）.