崔晓静+石婕+许丽丽

摘 要：随着发电机组逐步向高参数、大容量发展，发电厂电气自动化程度的要求不断提高，而要实现电气自动化，自动监控系统是必不可少的、文章重点介绍了电气监控系统的概念及其特点，简单介绍了电气监控系统的范围，并对监控系统进行了功能分析，最后，强调了电气监控系统的配置及其需要注意的问题。

关键词：发电厂；电气自动化；监控系统；设计

发电厂逐步向高电压、大规模、自动化方向发展，使得对电厂的实时监控、管理水平的要求也不断提高，传统的监控系统检测技术、维护和检修水平落后，不足以满足现代化发电厂的要求，电厂电气自动化监控系统应运而生。高效、可靠的自动化监控系统在电厂中发挥着举足轻重的作用。

1 电气监控系统概念及其特点

电气监控管理系统是应用计算机技术、现场总线技术、测控保护与控制、通信技术等来提高电气系统的管理及其自动化水平，即为实现电气运行、控制、保护、故障信息诊断及管理、电气性能优化等功能而提出的在线自动化监控管理系统。监控系统主要由电气工作站和一些通信管理设备组成，现场总线使得通信设备与保护装置相连，以达到收集并转发信息等功能，有些监控系统还可以支持以太网或者两种都支持，并具有多任务并行实时操作等功能。

电厂用电系统中的用电设备常常分散安装于电机控制中心和各配电室，设备及元件数量大导致需要管理的数据量大，进而使得检修维护困难。正常情况下，对电气设备的操作频率通常很低，但是电气设备要求其自动化保护装置反应快、可靠性高。主监控设备通常需要接入DCS系统，同时，在主设备与备用设备的控制权上要确保唯一性，否则有可能造成控制冲突的发生。因此，电厂电气自动监控系统除了具备最基本的正常运行和启动、停止操作外，还应具备对整个系统的实时监控，如异常运行时实时报警并显示和分别记录异常状态时各部分的数据，及能根据相应的错误和异常给出对应的操作和应急处理方案，以确保电厂电气系统的正常运行。

2 电气监控系统的范围和功能分析

电厂电气监控系统的监控范围主要有：发变组、电源、变压器、电动机、直流系统等。具体功能如下：

2.1 数据采集及处理

I/O测控单元可以定时采集相关信息，以检测和分析异常点和故障点及其相应的状态，对采集到的数据进行合理性检验及一些预处理，并实时更新数字量、模拟量及脉冲量等数据库。

2.2 监控和报警

站控层的LCD显示器可以使用鼠标、键盘等调用画面对电气设备运行状态进行监控。报警即当采集到的数据异常时系统能够及时提供报警信息（如报警声或LCD画面闪烁等），分为预告报警和事故报警，在报警中，这两种的报警颜色及报警铃声应给以区别，并能启动事件记录操作以便事故跟踪和分析。

2.3 操作和控制

操作功能包括操作权限限制功能、状态显示功能、标牌功能、信息提示功能、数据输入功能、操作和数据记录功能，及在对设备的操作必须安全可靠，操作过程中必须能保证能高效和实时的检测到所有开关信息，对同一设备的操作必须有序的进行。操作正常和异常情况下都应该有相应的信号以供操作人员或机器本身参考。

除此之外，还要注意人机接口及管理功能，它可以实现对电厂电气系统监控及对监控系统的在线自诊断和增加或撤掉某些设备的目的。

3 电气自动化监控系统功能设计及应注意的问题

通过上述分析，对于发电厂电气自动化监控的特点以及功能有了比较清晰的了解，那么接下来笔者就谈一下自己对电气自动化监控系统功能设计及应注意的问题的一些看法与建议，希望能为相关专业提供可以参考的理论依据。

3.1 数据采集与处理功能设计

数据采集可以依靠工作现场的测量和控制单元收集相关信息，包括检测状态、事件、故障、改变信号和模拟信号，超负荷的信息，各种预处理数据等事项，通过该功能的设计可以实时更新的数据库，包括模拟量、数字量。

模拟量主要包括有用及无用功、发电厂设备工作频率以及功率、电流电压变化等，同时也要注意对非电量数据的采集，如水温信息。而在采集方法选择这一功能选择上，要优先使用交流采集方式，对于特殊情况无法采用交流采集的数据，可以适当的采取直流采集方式，例如变压器温度等。具体的模拟量采集过程有三步，第一根据扫描数据采集周期时间，进行相应的转换、滤波、校准进度等；第二步就是报警，根据对数据的思想极限设定进行处理，报警信息应包括规定、参数，报警时间等；第三步就是模拟量的记录，记录时间一般保持在1-5min内。

针对数字量采集来说，在实际工作中也包括三个步骤，第一步是定时采集根据扫描周期时间，定时采集、输入、光电隔离、状态检测和数据库的更新；第二就是对异常设备进行报警处理，当设备状态变化时，能够做出合理的报警处理，而报警信息应该包括设备规定参数、报警时间；第三步就是对整体事件的记录，采用中断方式，并根据变化发生在时间顺序记录序列。

3.2 监视和报警

监控功能的设计，设计的目的是操作员通过LCD显示器的主要电气设备的运行参数和设备状态进行实时监控，任何图片都要求能够在1秒时间内完全显示出来，次要换面可以在两秒之内予以显示。且对于展示数据的更新速度也要有句要求，一般来说刷新速度要保持在1次/秒，并可用鼠标或者键盘进行操作控制。

同时，报警功能的设计也很重要，报警功能设计应分为两种类型：一是预告报警；一种是事故报警，前者针对的状况主要是设备变位、模拟量超限或者异常信号、发电厂计算机监控系统异常等事件；后者针对的情况主要包括非人为引起的短路或者保护装置异常等情况。因此对于这两种情况应设置不同的报警提示声音，并以不同颜色加以区分，每确认一次报警，自动确认时间可调。报警确认后，报警信息保存，但声音、闪光停止。

3.3 电气监控配置应注意的问题

通过上述两点，对于电气自动化监控系统的设计方法有了具体的认识，但是在具体配置过程中还是需要注意几个问题的：

（1）现场总线标准问题，由于保护和自动装置的生产厂家不同，各厂家采用现场总线标准也许不同，不能简单地相连。（2）要明确现场总线交换的电气信息内容，及交换信息的大小和速度的要求等。（3）发电厂大多采用微机监控系统，因而整个电厂系统时钟统一问题应该给予足够的重视。（4）采用DCS系统时要处理好接口问题，接口处理不当势必会影响整个系统的性能。（5）现场总线设置问题，即可以根据具体的工程控制对象的位置及范围的不同而设置不同的分段。

4 结束语

总之，发电厂电气自动化监控系统在维护电厂正常运行中的发挥巨大作用，DCS系统的引进也极大的提高了监控系统的运行管理水平，提高了电厂运行的安全性及经济性，现场总线的方式已成为今后电厂电气监控系统的发展方向，不过，目前电厂自动化监控系统的自动化水平还有待提高，在可靠性和稳定性方面也有待进一步加强。

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作者简介：崔晓静（1991-），女，籍贯：河南省洛阳市，学历：本科，职称：助理工程师，研究方向：电气信息技术。