摘要：本文主要阐述了火电厂电气控制系统ECS的技术特点和要求，实现的功能，以及ECS的实现模式。
关键词：电气；自动化；ECS；研究
中图分类号：TU271.1 文献标识码:A
目前国内应用ECS的电厂在使用中有成功的实例，也有存在的问题，主要表现在系统的可靠程度、联锁保护逻辑、通讯速率、抗干扰能力等方面。本文对目前ECS系统的现状和存在的问题，在充分考虑电厂电气系统特殊控制方式的基础上，研究火电厂电气控制系统。
1 电气控制系统ECS的技术特点和要求
与热工自动化相比，电气系统主要特点为：
1.1 对可控制系统的可靠性要求很高。除了能实现正常起停和运行操作外，尤其要求能够实现实时显示异常运行和事故状态下的各种数据和状态。
1.2 电气设备相对热工设备而言控制频率低。
1.3 电气设备保护自动装置要求可靠度高，动作速度快。发变组保护动作速度要求在40ms以内；自动准同期采用同步电压方式，转速、电压调整和滑压控制要求在5ms以内；电压自动调整装置快速励磁要求时间极短；厂用电快切装置快速切换时间一般小于60ms～80ms，同步鉴定相位差5°～20°等。
1.4 300MW及以上机组一般每2台机组共用1台起／备变，任一机组检修都不能影响另1台机组的正常运行。因此DCS控制应考虑其控制方式，确保只能有1台机组的DCS实现对共用部分的控制，同时另一机组DCS能够实现实时监视，并且这种操作控制权能实现切换。
1.5 电气设备电气系统的联锁逻辑较简单，但电气设备本身操作机构复杂。因此，电气控制系统要有效的纳入CCS控制，应做到分散分层布置，一般应有间隔层、通讯管理层和站控层，并以通讯方式与DCS进行信息互换。在ECS系统中，间隔层设备按照需要就地安装。凡是有在ECS系统进行遥控、遥测、遥信、遥调要求的厂用电气系统间隔层设备，应实现数字化。采用分散式就地安装的集保护、测量、控制、通信于一体的综合智能终端设备，如微机式发变组保护装置、电动机综合保护测控装置、微机厂用电快切装置等。这些设备分散于各个电气部件，做到了分层布置，可靠性高，使ECS与DCS的控制水平一致。通讯管理设备，将这些终端设备连接起来，通讯子站通过现场总线或网络与监控主站连接。
2 ECS系统实现的功能
2.1 根据单元机组的运行和电气系统的特点，应将发电机－变压器组和厂用电源系统的控制都纳入ECS中，主要包括以下功能：500kV/220kV断路器、隔离开关的监视：自动发电控制可以使电厂实时接收中调的负荷指令，快速跟踪系统负荷的变化，增强机组调频调峰能力。
2.2.3 保护定值管理：利用DCS与保护装置的接口，远方修改保护定值并进行在线自动效核。还可以将此功能扩展为可视化电厂继电保护整定计算与定值管理系统。
2.2.4 电气设备管理：包括保护和自动装置的台帐、档案、维修记录等，还可以统计设备运行情况、动作情况等。这部分信息可以与MIS、SIS系统共享，补充MIS和SIS系统数据。
2.2.5 故障诊断功能：通过故障诊断专家系统可以对发电机的状态作出判断，根据实时数据的变化判断是否有匝间短路等故障；根据电机的启动电流波形可以分析出鼠笼电机的断条故障等，为检修提供依据。
3 电气控制系统ECS的实现模式
ECS系统在发展过程中，随着器件技术的不断进步，并在IT技术、现场总线技术的不断推动下，形成了若干发展阶段，产生了不同的实现模式。
3.1 ECS的传统实现方式
火电厂ECS传统的实现方式是由DCS设置单独的电气控制器功能:电气量测量功能工作站层提供电气I/O采集的信息。ECS通过通信管理机向DCS转发所需的电气I/O信息，从而丰富了DCS对电气部分的信息采集，因此称为DAS模式。
3.3 保留关键硬接线的FECS方式的ECS实现模式
在DAS模式的ECS中，DCS可以得到电气部分的信息，但未能实现对该类信息的有效利用。更有效的应用方式是要求ECS的I/O信息直接从DCS的DPU层到DCS，从而直接代替DCS的I/O采集的电气信息参与DCS计算、控制和连锁。FECS是指采用现场总线、按照电厂工艺环节构成控制网络的ECS。在FECS中，可以通过现场总线实现电气部分的采集和控制。保留关键硬接线是指对于参与热工控制的重要电动机的启停控制和联锁采用DCS的I/O模件与接线实现控制。ECS可以经通信网关将电气/O信息提供给其它系统，如SIS系统等，使得ECS成为电厂数字化监控和管理的基础系统之一。该模式的ECS以通讯和I/O方式集成系统，包括励磁、同期装置、厂用快切、直流和UPS、发变组保护、故障录波等，通信接口可以获得以上智能设备较为丰富的运行信息。如果某一系统的通信接口有困难，可以通过ECS的测控装置采集硬接线信息。上述子系统的I/O信息将与ECS装置的I/O信息同等对待，共同构成ECS的实时数据库。
参考文献
[1]周明.现场总线控制.北京：中国电力出版社.2002
[2]陈良根，张进，田兰.ECS在巴蜀江油电厂的应用.四川电力技术.2003.
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