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【摘 要】随着科学技术的不断进步，电力电气产业得到了更为广阔的发展空间，特别是随着信息化电子技术革命影响的不断深入，电力电气产业更是取得了长足的进步，不仅提升了其在市场经济环境中的竞争力，更提升了其现代化技术应用平台。随着信息化、自动化监控管理操作装置的不断增多，电气从业人员数量以及工程造价额出现了明显降低的趋势，有效的提高了电力电气产业的发展速度。下面本文将以发电厂电气监控管理系统配置方案的应用为重点，对全文进行详细的论述。
【关键词】电力电气；监控管理；系统配置；发展与应用
一、发电厂电气监控系统的发展现状
（1）发电系统电气监控系统。电子监控装置的配置实现了对电气系统的智能化、自动化管理目标。它以计算操作程序为基础，通过按照操控中心的统一指令要求，对各项工作环境进行必要的自动化控制和数据交换。发电厂的电气监测系统主要是由三层分布式结构构成，即间隔层、通信管理层、站控层。这本层结构构成了两层网络构架，来满足不同的用电需求。间隔层是由众多的自动装置构成，这些装置具有通信、计量等功能。通信管理层是整个电气监控系统的核心，它主要完成了信息的交换。站控层是整个电气管理监测系统的管理中心，它不仅可以完成数据的采集、处理等功能还可以实现控制功能。
（2）发电厂自动化中的分散控制系统的应用。从上个世纪80年代开始，我们国家的发电站中已经开始应用几十种类型的分散控制系统。最先从国外引进的火电机组中都配有相应的分散控制系统，之后国产的机型中也开始慢慢的引进分散控制系统。目前也有发电厂在使用国产的DCS。分散控制系统较普通的控制系统具有着一定的优势，在电厂的使用过程中，人们的反应也较为良好，这样的优势不仅体现在它的维护工作量小、可靠性高并且有着较强的适应能力，完全可以满足经济运行的要求和整个机组的安全。由于分散系统能够快速处理数据，因而运行人员可以利用电脑显示器获得丰富的画面和详细的机组运行情况的资料。
（3）现场总线技术（FCS）的应用。现场总线控制系统一个全数字化、全分散的新一代可互操作的自动化控制系统，是将诸多的现场仪表仪器和控制室内的人机操作面通过互聯网联结起来的自动化操作控制系统。不同于DCS电气控制管理系统，现场总线控制系统在整个操作过程中，信号一直是保持数字的特性，它可以提供更为精确和复杂的信号处理。FCS利用的是一个完全分散的控制模式，将控制部分完全分散到现场的第一个部分，这样使得每个现场安装的仪表来控制整个回路，虽然将控制系统分散到整个现场中，但是它的集中信息数据管理和调整仍然可以在控制室内的人机操作平面内实现。现场总线技术利用数字信号代替了模拟信号，从而提高了系统的控制精度；现场总线技术将控制系统分散到各个现场，因而每个场块的功能模块较为简单，因而不需要对其进行学习和培训，人们很容易可以掌握现场仪表的使用方法和规律；现场的仪表可以一同接在同一根现场总线上，因而简化了其布线设计的繁琐程度和安装，同时也降低了安装生产的费用，和控制室内设备的占地面积。
二、电气监控系统的技术平台
（1）以太网技术在电气监控系统中的应用。现场总线技术将各个设备连接起来形成了电气控制系统的基础，而系统的主网架则是以太网。电气控制系统能够发挥其功效的关键在于电气自动化系统中以太网的通讯技术的应用。现场总线网格将现场的数据收集起来后通过以太网将信息传递给站控层，站控层在接收到数据后才能进行相应的数据分析和检测。以太网自身的优点在于它的传输速度快，带宽可以达到100Mbps以上，它的一个域可以将1024个节点运行起来；此外以太网的扩展性好，它可以使用集线器将若干个区域连接起来，集线器的使用提高了它的网络性能，利用集线器的升级可以实现站点的扩展，这样更具有灵活性；以太网的物理连接方便，它可以通过双绞线等常用的通讯介质连接，也可以同一个网络中混合运用；以太网具有较高的可靠性，集线器是一种可靠性很高，它可以使任何节点的故障不再扩散，并可以准确定位故障位置，方便维护和监控；以太网还具有成本低的特点。（2）智能终端设备在实际中的应用。火力发电厂中的各种监测设备和装置在通过现场总线连接后与电气监控管理系统结合在一起后就可以称之为智能终端设备。中压厂中的用电监控系统的装置按照其所监控的对象分为电机保护监控装置、线路保护监控装置、低压变压保护监测装置等。
如果功率超过2MV和容量在2MVA的低压变压器，我们必须要安装差动保护装置，这包括低压变压保护监控装置和电动机保护装置。目前国内外有许多家的电气监控系统的生产厂家，我国现在在电厂设计中较多采用的是江苏金智的用电综合保护装置和北京四方的数字化监测装置。低压厂用电系统的保护监控系统一般可以分成两大类，一是低压电动机的保护测控装置；二是低压线路保护监控装置。在发电厂的低压电气系统中，断路器本身自带的脱扣器用来保护线路，现在的低压线路的监控操作往往不需要远程操作，而是仅仅利用多功能测量仪来监测控制线路。低压用电系统中使用的保护监控系统的出现晚于中压系统的保护装置，现在市场上有多种多样的产品，因而其性能差别也比较大，现在占有市场份额较大的是苏州万龙电器、江苏金智科技等公司。我国最早采用的是苏州万龙电器，它的产品性能高，可靠性强，并且功能完善。
三、发电厂电气监控系统的设计规程的要求
根据相关技术规程的规定，如果单元机组的电气控制系统采用的是DSC控制，单元控制室内电气、热控的自动化水平必须保持一致。单元控制系统中的计算机系统在电气和热控中共同使用，电气监控系统中只需设置极少量的常规仪器和闪光报警器，不需要设置其他的控制屏，就可以充分利用DSC的功能。设有两单元的公用厂用电源段时，人们必须分别在每一个单元的DSC系统中进行控制和监测。保证在任何时候只在一个地方发出有效的命令，而不是让两套系统结合在一起。应该在就地远方或者就地切换开关来进行对断路器的远方控制和隔离。自动准同步、高压常用电源的自动切换以及继电器的保护必须使用专门的独立装置。
四、发电厂中电气监控系统的特点
与热工自动化系统不同，电气系统有着其独特的方面：（1）电气监控系统中的控制对象比较少，操作的次数也较热工设备来说比较少，有的系统和设备操作的间隔需要几个月或者更长的时间。但是电气设备的操作。准确性更高，尤其是厂用的电源和发电机变压器组，如果电气控制系统一旦出现问题后果将变的很严重。所以必须充分考虑电气监控系统操作的安全可靠，它的实现是由发电机的并网和厂用电源切换。（2）电气设备中的保护和自动装置有着非常高的可靠性和运行速度。比如，发变机组的保护操作动作必须在40ms以内。（3）电气设备本身的机构十分的复杂，但其在形成电气系统后的连锁逻辑比较简单。将发电厂中的电气监控系统和DCS系统连接起来，提高了系统的可靠性。电气监控系统的使用不仅可以保证设备的正常运行和操作，而且还能时时显示设备异常动作的部位和状态，并将数据传输给室内操作平台，使工作人员即时的采取有效的措施来处理事故，确保了电气系统在安全合理的状态下运行。
【关键词】电力电气；监控管理；系统配置；发展与应用
一、发电厂电气监控系统的发展现状
（1）发电系统电气监控系统。电子监控装置的配置实现了对电气系统的智能化、自动化管理目标。它以计算操作程序为基础，通过按照操控中心的统一指令要求，对各项工作环境进行必要的自动化控制和数据交换。发电厂的电气监测系统主要是由三层分布式结构构成，即间隔层、通信管理层、站控层。这本层结构构成了两层网络构架，来满足不同的用电需求。间隔层是由众多的自动装置构成，这些装置具有通信、计量等功能。通信管理层是整个电气监控系统的核心，它主要完成了信息的交换。站控层是整个电气管理监测系统的管理中心，它不仅可以完成数据的采集、处理等功能还可以实现控制功能。
（2）发电厂自动化中的分散控制系统的应用。从上个世纪80年代开始，我们国家的发电站中已经开始应用几十种类型的分散控制系统。最先从国外引进的火电机组中都配有相应的分散控制系统，之后国产的机型中也开始慢慢的引进分散控制系统。目前也有发电厂在使用国产的DCS。分散控制系统较普通的控制系统具有着一定的优势，在电厂的使用过程中，人们的反应也较为良好，这样的优势不仅体现在它的维护工作量小、可靠性高并且有着较强的适应能力，完全可以满足经济运行的要求和整个机组的安全。由于分散系统能够快速处理数据，因而运行人员可以利用电脑显示器获得丰富的画面和详细的机组运行情况的资料。
（3）现场总线技术（FCS）的应用。现场总线控制系统一个全数字化、全分散的新一代可互操作的自动化控制系统，是将诸多的现场仪表仪器和控制室内的人机操作面通过互聯网联结起来的自动化操作控制系统。不同于DCS电气控制管理系统，现场总线控制系统在整个操作过程中，信号一直是保持数字的特性，它可以提供更为精确和复杂的信号处理。FCS利用的是一个完全分散的控制模式，将控制部分完全分散到现场的第一个部分，这样使得每个现场安装的仪表来控制整个回路，虽然将控制系统分散到整个现场中，但是它的集中信息数据管理和调整仍然可以在控制室内的人机操作平面内实现。现场总线技术利用数字信号代替了模拟信号，从而提高了系统的控制精度；现场总线技术将控制系统分散到各个现场，因而每个场块的功能模块较为简单，因而不需要对其进行学习和培训，人们很容易可以掌握现场仪表的使用方法和规律；现场的仪表可以一同接在同一根现场总线上，因而简化了其布线设计的繁琐程度和安装，同时也降低了安装生产的费用，和控制室内设备的占地面积。
二、电气监控系统的技术平台
（1）以太网技术在电气监控系统中的应用。现场总线技术将各个设备连接起来形成了电气控制系统的基础，而系统的主网架则是以太网。电气控制系统能够发挥其功效的关键在于电气自动化系统中以太网的通讯技术的应用。现场总线网格将现场的数据收集起来后通过以太网将信息传递给站控层，站控层在接收到数据后才能进行相应的数据分析和检测。以太网自身的优点在于它的传输速度快，带宽可以达到100Mbps以上，它的一个域可以将1024个节点运行起来；此外以太网的扩展性好，它可以使用集线器将若干个区域连接起来，集线器的使用提高了它的网络性能，利用集线器的升级可以实现站点的扩展，这样更具有灵活性；以太网的物理连接方便，它可以通过双绞线等常用的通讯介质连接，也可以同一个网络中混合运用；以太网具有较高的可靠性，集线器是一种可靠性很高，它可以使任何节点的故障不再扩散，并可以准确定位故障位置，方便维护和监控；以太网还具有成本低的特点。（2）智能终端设备在实际中的应用。火力发电厂中的各种监测设备和装置在通过现场总线连接后与电气监控管理系统结合在一起后就可以称之为智能终端设备。中压厂中的用电监控系统的装置按照其所监控的对象分为电机保护监控装置、线路保护监控装置、低压变压保护监测装置等。
如果功率超过2MV和容量在2MVA的低压变压器，我们必须要安装差动保护装置，这包括低压变压保护监控装置和电动机保护装置。目前国内外有许多家的电气监控系统的生产厂家，我国现在在电厂设计中较多采用的是江苏金智的用电综合保护装置和北京四方的数字化监测装置。低压厂用电系统的保护监控系统一般可以分成两大类，一是低压电动机的保护测控装置；二是低压线路保护监控装置。在发电厂的低压电气系统中，断路器本身自带的脱扣器用来保护线路，现在的低压线路的监控操作往往不需要远程操作，而是仅仅利用多功能测量仪来监测控制线路。低压用电系统中使用的保护监控系统的出现晚于中压系统的保护装置，现在市场上有多种多样的产品，因而其性能差别也比较大，现在占有市场份额较大的是苏州万龙电器、江苏金智科技等公司。我国最早采用的是苏州万龙电器，它的产品性能高，可靠性强，并且功能完善。
三、发电厂电气监控系统的设计规程的要求
根据相关技术规程的规定，如果单元机组的电气控制系统采用的是DSC控制，单元控制室内电气、热控的自动化水平必须保持一致。单元控制系统中的计算机系统在电气和热控中共同使用，电气监控系统中只需设置极少量的常规仪器和闪光报警器，不需要设置其他的控制屏，就可以充分利用DSC的功能。设有两单元的公用厂用电源段时，人们必须分别在每一个单元的DSC系统中进行控制和监测。保证在任何时候只在一个地方发出有效的命令，而不是让两套系统结合在一起。应该在就地远方或者就地切换开关来进行对断路器的远方控制和隔离。自动准同步、高压常用电源的自动切换以及继电器的保护必须使用专门的独立装置。
四、发电厂中电气监控系统的特点
与热工自动化系统不同，电气系统有着其独特的方面：（1）电气监控系统中的控制对象比较少，操作的次数也较热工设备来说比较少，有的系统和设备操作的间隔需要几个月或者更长的时间。但是电气设备的操作。准确性更高，尤其是厂用的电源和发电机变压器组，如果电气控制系统一旦出现问题后果将变的很严重。所以必须充分考虑电气监控系统操作的安全可靠，它的实现是由发电机的并网和厂用电源切换。（2）电气设备中的保护和自动装置有着非常高的可靠性和运行速度。比如，发变机组的保护操作动作必须在40ms以内。（3）电气设备本身的机构十分的复杂，但其在形成电气系统后的连锁逻辑比较简单。将发电厂中的电气监控系统和DCS系统连接起来，提高了系统的可靠性。电气监控系统的使用不仅可以保证设备的正常运行和操作，而且还能时时显示设备异常动作的部位和状态，并将数据传输给室内操作平台，使工作人员即时的采取有效的措施来处理事故，确保了电气系统在安全合理的状态下运行。