一、概述

隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速增長和人民生活水平的不斷提高，我國電力工業(yè)發(fā)展迅速，發(fā)電量和裝機(jī)容量不斷攀升。發(fā)電機(jī)組向大容量、高參數(shù)發(fā)展，機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、節(jié)能增效越來越成為關(guān)注的重點(diǎn)，對(duì)發(fā)電廠電氣自動(dòng)化的要求也越來越高。

本解決方案是用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、測控技術(shù)、繼電保護(hù)技術(shù)，使用保護(hù)、測控、通信網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控系統(tǒng)、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測等設(shè)備實(shí)現(xiàn)電廠所有電氣設(shè)備的監(jiān)測、控制、保護(hù)、故障分析和運(yùn)行管理，它包括廠用電監(jiān)控子系統(tǒng)、升壓變電站子系統(tǒng)、機(jī)組子系統(tǒng)和電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測，通過網(wǎng)絡(luò)通信功能與機(jī)爐分散控制系統(tǒng)接口融合，最終實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠爐、機(jī)、電的監(jiān)控一體化，從而全面提升發(fā)電廠的自動(dòng)化程度和安全生產(chǎn)運(yùn)行水平。

二、系統(tǒng)組成

發(fā)電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)主要由以下四部分構(gòu)成：

（一）廠用電監(jiān)控管理系統(tǒng)

廠用電保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)是針對(duì)電廠廠用電保護(hù)監(jiān)控專門研發(fā)的基于現(xiàn)場總線的系統(tǒng)產(chǎn)品。它是在微機(jī)智能保護(hù)和測控裝置的基礎(chǔ)上，用高性能的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)把發(fā)電廠所有用于電氣設(shè)備監(jiān)測、控制、保護(hù)等智能裝置連接起來，通過強(qiáng)大的后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行管理和監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)分散安裝、集中監(jiān)控、信息共享的一種新型自動(dòng)化系統(tǒng)。系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，分為站控層，通訊層，間隔層。產(chǎn)品性能卓越，配套齊全，與電廠DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無縫接口，成為電廠數(shù)字化建設(shè)的應(yīng)用首選。

主要包括：

1、ECMS系統(tǒng):以WINDOWS及SQL Server數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，具備數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、畫面編輯、應(yīng)用管理、定值管理、趨勢查詢、歷史記錄查詢、歷史事件查詢、報(bào)表管理、故障錄波等功能的監(jiān)控軟件。

2、通訊服務(wù)器: 以嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)Linux操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)，全面采用網(wǎng)絡(luò)IP技術(shù)，廣泛支持多種通訊協(xié)議，是一種高可靠、高性能的通訊處理和協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備。

3、保護(hù)測控裝置：采用高性能控制器實(shí)現(xiàn)被保護(hù)對(duì)象的保護(hù)、測量、控制和聯(lián)網(wǎng)通信遠(yuǎn)動(dòng)功能。

（二）升壓站網(wǎng)控系統(tǒng)

升壓站網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)（NCS）作為全廠控制系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)，與DCS等其它系統(tǒng)一起構(gòu)成完整的電廠自動(dòng)化系統(tǒng)，形成對(duì)全廠的生產(chǎn)管理與發(fā)電控制。TOP電廠升壓站網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)遵循國際標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一支持集控站/廠站監(jiān)控系統(tǒng)的各種應(yīng)用，集SCADA、圖模庫一體化、一體化五防、操作票管理、程序化控制、保護(hù)信息管理、實(shí)現(xiàn)AGC和AVC的功能及仿真培訓(xùn)等高級(jí)應(yīng)用于一體。

（三）機(jī)組保護(hù)裝置

機(jī)組保護(hù)裝置是針對(duì)單臺(tái)發(fā)電機(jī)或者發(fā)電機(jī)變壓器組設(shè)計(jì)開發(fā)的保護(hù)測控系列裝置。能夠完成單臺(tái)發(fā)電機(jī)或者發(fā)變組的保護(hù)、測量、控制和聯(lián)網(wǎng)通信功能，具備最優(yōu)的性能價(jià)格比，結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用、功能強(qiáng)，運(yùn)行安全可靠。裝置核心部分采用高性能控制器，具有抗干擾性能強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。

每套保護(hù)分別由兩層相互獨(dú)立的裝置構(gòu)成，并按繼電保護(hù)《規(guī)程》要求合理分配這兩層裝置的保護(hù)功能（詳見保護(hù)配置章），使每套保護(hù)中的主、后備保護(hù)不但品種齊全，且相互獨(dú)立，真正起到主保護(hù)和后備保護(hù)所應(yīng)起的作用，單套保護(hù)可實(shí)現(xiàn)《反措》要求的獨(dú)立運(yùn)行，可靠性達(dá)到N1。機(jī)組保護(hù)主要包括：發(fā)電機(jī)保護(hù)、發(fā)變組保護(hù)、主變壓器保護(hù)、高廠變保護(hù)、勵(lì)磁變保護(hù)、啟備變保護(hù)等,此外還包括自動(dòng)/手動(dòng)準(zhǔn)同期設(shè)備、故障錄波器、高壓出線保護(hù)等。

（四）電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測

電氣主設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)是在電氣設(shè)備處于正常運(yùn)行狀況下，連續(xù)采集反映電力設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)的信息參量，根據(jù)其數(shù)值大小及變化趨勢，對(duì)設(shè)備的現(xiàn)狀進(jìn)行實(shí)時(shí)診斷，對(duì)剩余壽命做出預(yù)測，并根據(jù)診斷結(jié)果提出檢修方案，為狀態(tài)檢修提供依據(jù)。由后臺(tái)專家分析系統(tǒng)和智能在線監(jiān)測裝置組成，采用分層分布式結(jié)構(gòu)。后臺(tái)專家分析系統(tǒng)：采用了先進(jìn)的診斷模型并構(gòu)造了相應(yīng)的診斷算法，建立了完善的數(shù)據(jù)倉庫，綜合運(yùn)用智能技術(shù)提取征兆，具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析功能，能夠根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)自動(dòng)篩選出參數(shù)異常的電氣設(shè)備，自動(dòng)生成包括參數(shù)變化趨勢圖在內(nèi)的相關(guān)監(jiān)測信息，顯著提高了設(shè)備維護(hù)的科學(xué)化和智能化水平。智能在線監(jiān)測裝置包括變壓器、斷路器、避雷器、容性設(shè)備、絕緣子、電纜、環(huán)境等在線監(jiān)測單元，各監(jiān)測單元在功能上相互獨(dú)立，直接在被檢測設(shè)備附近就地安裝，通過高速網(wǎng)絡(luò)與后臺(tái)專家分析系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。主要包括以下幾個(gè)部分：

1、電氣接點(diǎn)在線測溫

數(shù)字式溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)由一個(gè)或多個(gè)數(shù)字溫度檢測器及當(dāng)?shù)刂鳈C(jī)成，結(jié)合遠(yuǎn)程主機(jī)可組成電氣接點(diǎn)的溫度在線監(jiān)控系統(tǒng)，其中數(shù)字溫度檢測器與地主機(jī)采用無線方式傳輸數(shù)據(jù)，當(dāng)?shù)刂鳈C(jī)與遠(yuǎn)程主機(jī)采用RS485/CAN2.0B/以太網(wǎng)進(jìn)行組網(wǎng)通訊。能完成n+1點(diǎn)（電氣設(shè)備度+環(huán)境溫度）的溫度、溫升測量，并依據(jù)整定的溫度、溫升值及時(shí)發(fā)出預(yù)警和警信號(hào)。同時(shí)具備溫升故障分析及追憶功能。 數(shù)字式溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)具有抗干擾強(qiáng)、實(shí)時(shí)性高、隔離好等優(yōu)點(diǎn)。備最優(yōu)的性能價(jià)格比，結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用、功能強(qiáng)，運(yùn)行安全可靠。同時(shí)數(shù)字溫檢測器體積小，便于安裝，并且對(duì)電氣設(shè)備性能指標(biāo)毫無影響。

2、電纜負(fù)荷與火警監(jiān)測

在電廠與變電站電纜橋架、電纜隧道、電纜夾層、電纜溝、電纜豎井、開關(guān)設(shè)備、變壓器、電阻排等電力設(shè)備在長期的高壓中發(fā)熱而老化引起火災(zāi)。對(duì)于高壓電纜測溫系統(tǒng)，最大的循環(huán)電流負(fù)載的確定是以確保電纜的絕緣層溫度不超過它的安全工作界限為根據(jù)。但是無法預(yù)料的不利熱狀況，像地?zé)峄顒?dòng)、同一地面下其它服務(wù)設(shè)施的安裝、季節(jié)變化、建筑工作等可能導(dǎo)致安全負(fù)載低于理論的設(shè)計(jì)值。采用分布式光纖測溫系統(tǒng)(DTS)對(duì)安裝電纜和它的環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度監(jiān)控，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)，是排除不確定因素并達(dá)到最適宜的、安全的負(fù)載的關(guān)鍵。

3、絕緣子智能監(jiān)測

通過監(jiān)測廠內(nèi)的絕緣子由于絕緣損壞或老化等引起的泄漏電流，同時(shí)與污穢監(jiān)測單元監(jiān)測的站內(nèi)溫度、濕度等參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，能夠有助于對(duì)現(xiàn)場運(yùn)行的高壓設(shè)備的絕緣情況作出綜合判斷。

4、避雷器智能監(jiān)測

通過在線的監(jiān)測避雷器的容性電流來在線監(jiān)測避雷器的絕緣特性。能夠?yàn)楸芾灼鞯慕^緣情況作出綜合判斷。

5、變壓器智能監(jiān)測

主要包括變壓器油色譜、套管、鐵芯/夾件、繞組測溫、局放等智能組件。油色譜監(jiān)測單元可以在線分析絕緣油的七種組份及微水；套管監(jiān)測單元可在線監(jiān)測變壓器套管的絕緣情況；鐵芯/夾件監(jiān)測單元可以在線監(jiān)測變壓器內(nèi)部的絕緣狀況；局放監(jiān)測單元可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部的局放絕緣缺陷。

6、容性設(shè)備智能監(jiān)測

監(jiān)測電容式電流互感器（CT）、電容式電壓互感器（CVT）、電容式套管和耦合電容器（OY）等容性設(shè)備等絕緣特性參數(shù)，有助于對(duì)現(xiàn)場運(yùn)行的上述容性設(shè)備的絕緣情況作出綜合判斷。

7、發(fā)電機(jī)安全狀態(tài)監(jiān)測

對(duì)與發(fā)電機(jī)安全狀態(tài)相關(guān)的各項(xiàng)參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測和記錄，包括：發(fā)電機(jī)定子絕緣、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子絕緣等的絕緣監(jiān)測；發(fā)電機(jī)定子繞組端部振動(dòng)、機(jī)組振動(dòng)等的監(jiān)測；發(fā)電機(jī)各部分的溫度監(jiān)測、氣體濕度、露點(diǎn)溫度監(jiān)測；漏氫漏水監(jiān)測、油色譜監(jiān)測；發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀況電氣監(jiān)測；系統(tǒng)故障監(jiān)測等。