基于数字化技术的火电厂电气监控管理系统方案

第３７卷　第３期２０１３年２月１０

日

：／ＤＯＩ１０．７５００ＡＥＰＳ２０１２０６０４４

基于数字化技术的火电厂电气监控管理系统方案

侯　炜，严　伟，石铁洪

（）南京南瑞继保电气有限公司，江苏省南京市２１１１０２

摘要：详细介绍了基于Ｉ分别从只包含厂ＥＣ６１８５０数字化技术的火电厂电气监控管理系统方案，　

用电系统的数字化厂用电气监控管理方案和综合全厂电气系统的一体化电气监控管理方案进行介绍。新数字化方案包含了现场常规系统所不具备的厂用电数字式母线差动保护、失灵保护、数字化厂用电快切装置、电动机工艺联锁等功能。此外，升压站电子式互感器及智能终端的方案可大量节省电缆、减少占地面积、提高电气自动化水平，节省投资。关键词：火电厂；电气监控管理系统；数字化技术；ＩＥＣ６１８５０　

０　引言

火电厂电气系统涵盖了线路、母线、变压器、发电机、电动机等设备及相应的保护装置，此外，根据

快切、备自投等装置，涉及专运行需求还设有同期、

业内容较多。为了便于对所有设备的监控，一般在

、现场设置升压站计算机监控系统（厂用电气ＮＣＳ）

）监控管理系统（等多个系统。由于系统内包ＥＣＭＳ

通常由不同厂商的装置组成，这些装置含设备较多，

由于没有统一的数据建模和通信传输机制，模型和协议不统一，需要进行通信协议转换。但经过协议转换后会降低通信速度，同时可靠性也有所下降，增

给电厂设计、施工、运行与维护加了系统的复杂度，

带来了众多不便。

ＩＥＣ６１８５０数字化技术已成为全球电力行业的　热门技术，它代表了当前全球电力企业技术和管理模式的最新发展方向。国内ＩＥＣ６１８５０数字化技术　

１］

，当前，已经在变电站方面取得了重大进展［ＩＥＣ

６１８５０已从变电站走向整个电力行业自动化领域，明确了在各发电厂领域的应用，例如ＩＥＣ６１８５０７　－－４１０和ＩＥＣ６１８５０７５１０水电站发电应用标准、ＩＥＣ　－－７４２０分布式能源发电标准和ＩＥＣ６１４００２５６１８５０－－　－风电场通信标准等。这为ＩＥＣ６１８５０数字化技术在　

发电厂领域的推广应用指明了方向。

现阶段，以Ｉ先期整合电厂内ＥＣ６１８５０为基础，　

在线监测、智能操控和继电气控制装置的数据通信、

电保护等功能产品，逐步实现与其他系统的数字化

以统一的一体化标准来逐步规范发电厂电气整合，

２］

。本文对该设计设备的设计和制造将是发展趋势［

方案进行探讨。

；修回日期：。收稿日期：２０１２０６０６２０１２０９０６－－－－

１　设计思路

数字化电气系统是由智能化一次设备（电子式

互感器、智能化开关等）和网络化二次设备分层（过程层、间隔层、站控层）构建，建立在ＩＥＣ６１８５０通信　

能够实现智能电气设备间信息共享和标准基础上，

互操作的现代化电气系统。

数字化电气系统主要解决现有系统可能存在的

以下问题：传统互感器的绝缘、饱和、谐振等问题，电屏间电缆较长问题及通信标准不统一等问题。缆、

基于Ｉ可以实现全厂电气设备的统ＥＣ６１８５０，　一监控，这样也可以消除现有不同厂商的产品在应

运行效率降低的情况。用时需要协议转换、

火电厂升压站电压等级高，一次设备距离二次

保护、测控装置较远，采用电子式互感器及智能终端可节省升压站及网控室面积，节省等具有较大优势，电缆，解决传统互感器的绝缘、饱和、谐振等问题。火电厂厂用电综合保护测控装置就地安装开关柜，距离一次设备很近，且电子式互感器相对常规互感器价格较高，采用电子式互感器及智能终端不具有

因此，采用常规采样及出口方案，综合保护测优势，

控装置之间经通用面向对象变电站事件（ＧＯＯＳＥ）网络实现现阶段ＥＣＭＳ所不具备的功能。

２　数字化ＥＣＭＳ

火电厂ＥＣＭＳ作为除升压站以外的全厂电气总监控系统，一般不配置操作员站，只在分散控制系

）投运前或退出运行后才实现对电源的操统（ＤＣＳ作，通过与Ｄ达到减少ＤＣＳ通信传送部分信息，ＣＳ

３］

。Ｅ电缆的目的［ＣＭＳ更多地作为电气系统的事故

分析及生产运行的备用系统，且该系统包含设备较

—９３—

（）２０１３，３７３

多，包括发电机—变压器组（以下简称发变组）保护

装置、起动备用变压器（以下简称起备变）保护装置、高／低压厂用电综合保护测控装置、机组故障录波

厂用电快切装置、准同期装置、直流系统、不间断器、

）电源（系统等。由于包含设备较多，且不同设ＵＰＳ

备通信协议不同，因此需要用到大量通信管理单元进行通信协议转换，影响了系统的响应速度及稳定性。如果以上设备基于Ｉ则任ＥＣ６１８５０进行开发，　何公司的产品都可以进行直接的信息交互，能够大

减少用户不必要的维护，而且大提高现场的可靠性，

利用Ｉ可以实现现阶段ＥＣ６１８５０ＧＯＯＳＥ网络，　ＥＣＭＳ所不具备的功能。２．１　方案结构

图１为Ｅ其中ＧＣＭＳ的数字化方案，ＰＳ表示全球定位系统，ＭＭＳ表示制造报文规范，ＳＮＴＰ表示简单网络时间协议，ＳＩＳ表示监控信息系统，ＭＩＳ表示管理信息系统

。

图１　数字化ＥＣＭＳ网络结构示意图

Ｆｉ．１　ＤｉａｒａｍｏｆｄｉｉｔａｌＥＣＭＳｎｅｔｗｏｒｋｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　　　　　ｇｇｇ

而８０Ｖ低压厂用电保护装置数量庞大，　　由于３

且３用户对故障录波等不作８０Ｖ设备信息量较少，

如果采用以太网，则网络成本大。综合考虑，要求，

将该部分采用总线方式接入通信管理单元转换成

除此以外，其他环节采用以太网双ＩＥＣ６１８５０协议，　网结构、ＩＥＣ６１８５０协议。发变组保护所需互感器　

除机端电压互感器（采用常规互感器以外，其他ＴＶ）均可采用电子式互感器，可有效解决目前互感器存在的电流互感器（饱和问题，且电子式互感器具ＴＡ）有动态范围大、精度与负载无关、绝缘简单、ＴＡ无开路危险等优势。高压厂用电保护测控装置按ＩＥＣ装置同时支持站控层ＭＭＳ６１８５０通信标准实现，通信和过程层ＧＯＯ在ＳＥ通信。为安全可靠起见，过程层需建立独立的过程层光纤以太网双网。

在站控层以太网通信中，各高压厂用电综合保护测控装置直接通过以太网口与厂用电监控系统通信，通信协议以ＭＭＳ为主。站控层设置操作员站，发变组、高／低压厂用电源等电气设备的控制、监视和管理在Ｅ电动机的控制仍由机组ＤＣＭＳ实现，ＣＳ实现。由于ＥＣＭＳ间隔层电气综合保护测控装置在开关柜就地布置，故ＥＣＭＳ对厂用电源部分的监控及对电动机状态的监测所需电缆很少，所有监控电源的控制闭通过通信方式节省大量电缆。此外，锁逻辑由ＥＣＭＳ实现，ＤＣＳ可以不设置用于厂用电—９４—

），源监控的电气监控系统（以节省投资。ＥＣＳ

在过程层，原间隔层装置间的大部分复杂二次大大简化了电厂接线被快速ＧＯＯＳＥ专网所取代，二次系统结构。

另外，基于过程层ＧＯＯ还新增了ＳＥ星形专网，一些数字化ＧＯＯ如基于ＧＯＯＳＥ保护新应用，ＳＥ的高压厂用电母差与失灵保护、厂用电快切开关位 …… 此处隐藏：7081字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……