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摘要：随着社会的发展，信息化时代的到来，各类先进的电子信息技术、计算机、网络技术广泛应用于各行各业，提升了综合自动化生产水平，火力发电厂也不例外。火力发电厂在电气自动化领域取得了较大的进步与显著的成果，其技术的创新也为新时代的发展带来了契机，如何运用电气自动化的技术及其发展趋势，对火力发电厂一体化运行和提升系统管理效率，是本文的重点，也是难点。
关键词：火力发电厂；ECS；功能；趋势
中图分类号：F407文献标识码： A
引言：火力发电厂由热控自动化和电气自动化两大部分组成，多年来热控自动化得到了迅猛发展，与热控自动化相比，电气自动化就显得极不协调，虽然电气的继电保护、励磁调节、自动同期等装置实现了微机化，但电气的监控仍处于常规仪表、光字牌、连锁开关、一对一的硬手操水平，而电气的监控水平没有得到真正提高。为了使机組机、炉、电的控制水平协调一致，便于集中监控管理，将电气控制系统纳入DCS系统已是势在必行。本文就火电厂大型机组电气自动化的技术方案进行了讨论，介绍了常用的现场总线及其在火电厂自动化系统中的应用，介绍了新一代电气监控系统ECS和DCS的一体化解决方案。
1、电气自动化技术的优点
电气自动化技术主要是针对电能、电力设备、电力技术等3个方面实施改革更新，创造出一种全新的运行模式服务于电力行业。在计算机技术、电子技术、信息技术等逐渐融为一体的趋势中，电气自动化技术的运用变得更加广泛。在火力发电过程中引进电气自动化技术的优势表现为：
1.1提升效率
火力发电厂每年向社会输送大量的电能，电力行业是我国社会现代化生产的基础条件。受早期社会技术条件的限制而影响了火力发电厂生产效率的提升，每年企业生产电能耗损15%-30%左右。引进自动化生产技术后，电力生产效率显著改善，使得电能生产量不断增多。
1.2降低成本
煤、石油等原始材料是火力发电的主要燃料，电能生产技术水平的落后会使得燃料消耗量增加，提高了火力发电的成本投资。对火力发电引进自动化技术后可保证各种燃料的充分燃烧，让原始燃料的价值得到充分运用。在实际电能生产中能显著降低成本投入而增加经济效益。
1.3技术革新
电气自动化技术根本上是各类技术的融合体，包括：计算机、电子信息、电气控制等多方面实用技术。把这一技术贯穿到火力发电生产中，将推动火力发电行业技术的革新，给发电作业人员的工作带来很大的方便。同时，经过一段时间的运用后也会促进火力发电技术的改革。
1.4优化资源
工业电能生产需投入各方面的资源，如：电力设备、燃烧原料、作业人员等，这些因素对电能产量的提升都有很大的影响。电气自动化技术运用之后能协调好各项资源，通过人机操作模式降低生产人员的工作难度。另外，在自动化生产模式中也可及时发现系统故障以及时处理。
1.5整合模式
自动化技术带来的是一体化操作，火电厂将摆脱传统的生产作业方式而实现人机操控的新局面。使用各项自动化模式后，电力企业的生产将成为融合电子、信息、计算机等先进科技的组合，可从多个方面促进火力发电方案的更新，实现了电能产量的增多以带动生产效益。
2、发电厂ECS系统主要实现的功能
2.1对厂用电系统，能按启动/停止阶段和正常运行阶段的要求实行程序控制或软手操控制，实现由工作到备用或由备用到工作电源的程序切换或软手操切换，保证机组的安全运行和正常起机/停机。
2.2对发变组，实现发变组系统自动程序控制或软手操控制，可使发电机由零起升速、升压直至同期并网带初始负荷的程序控制和软手操控制，或使发电机自动停机。发电机励磁系统电压调节、发变组同期、电气设备保护、6kV厂用电快切功能由独立的装置实现，DCS控制自动装置的起停和方式选择，并进行状态监视。根据实际运行水平和设备可靠性，机组程控并网可设置人工间断点，分布进行。
2.3实时显示并记录(其中包括事故顺序记录SOE)发电机、变压器（或发变组）系统、厂用电系统、网控系统和电气专用自动装置的正常运行、异常运行和事故状态下的各种数据和状态，自动生产数据报表、操作记录报表，通过对故障进行详尽的分析，迅速得出事故原因，并提供操作指导和应急处理措施。
2.4炉、机、电实现全CRT监控，监控软件具有数据处理和统计、事故报警和记录、画面显示和重构、报表生成和打印等诸多后台功能。对于继电保护和其他电气自动装置以及电气程序控制，监控后台提供专用操作窗口。
2.5在操作员站可进行电气设备的检修/试验操作。当某一设备处于检修时，在相应的电气系统画面上设有相应的检修/试验状态显示(挂牌)，此时与该设备相关的闭锁或联锁条件均失效。为防止误操作，设有单独的检修试验画面，操作时需经运行人员进一步确认后方可投人或退出检修/试验。对特别重要的设备设有必须的保护措施。
3、电气自动化技术在设备保护中的运用
电力保护是火力发电厂安全生产的必备条件，也是维持生产作业可持续发展的关键因素。电气自动化技术运用阶段里把电力设备与计算机或单片机有效结合，实现人机一体化的操作生产模式。从目前企业的运行状况看，电气自动化技术对火力发电厂的设备保护的运用主要体现在：
3.1联锁保护
火电厂在正常运行状态下会遇到各种不同的故障，导致电力系统无法正常启动作业。自动化技术运用之后可对设备实施联锁保护，当机电设备发生异常问题后可及时自动切断跳闸，把发生故障的设备或系统中断运行，防止了电力设备或系统受到损坏。
3.2继电保护
通过计算机与继电器之间的连接，可建立一道自动化的控制模式来调控火力发电厂的继电运行。继电器自动化保护主要根据热工参量和电气参量的限值对设备状态准确判断，同时还能结合与火电厂相配备的装置构成保护回路，为发电生产创造了有利条件。
3.3装置保护
电厂生产需要用到的保护装置种类较多，如：机械的、电动的等，具备设备包括锅炉的安全门汽轮机的危急保安器等。在实际操作过程中电气自动化技术课把这类电力装置协调搭配起来，让保护设备根据制定的电气操控指令运行，防止电力设备受到外在因素干扰。
4、电气自动化系统的发展趋势
ECS除应将现有的厂用电监控功能向深层次发展外,还应将发电机、主变压器、SF6断路器等主要设备的在线诊断功能融入同一监控平台,有条件的电厂也可以将NCS系统也纳入ECS这个平台,甚至可以将厂用电的纯电气功能从DCS系统独立出来,也纳入ECS系统监控。ECS顺应技术发展大潮, 充分利用现场总线和网络通信技术, 对发电厂厂用系统实现了全面的技术提升, 对厂用电气系统的发展具有重要的现实意义, 甚至对DCS系统本身的发展也有重要的参考价值。但是, 该系统要达到设计的最终目的, 还必须在以下两方面获得实质性的突破:一是实现对厂用电气全通信控制；二是目前大部分电气后台系统的实际应用基本处于初级阶段,只能进行基本的运行监视功能,离实质性地实现控制逻辑、提高电气控制水平及系统运行管理水平的目标还有较大距离。
结束语
随着时代不断的进步，而火电厂在引进电气自动化这一新技术参与生产时，必须要把握好自动化模式的控制方式。电能生产操作流程里需积极贯彻安全生产理念，引导生产人员严格按照标准执行自己的准则。为了适应新的生产模式，应对生产作业人员加强技术指导、培训，操作人员能准确操作设备以创造良好的生产环境。火力发电厂中的电气自动化技术广泛的应用，也加强了生产电能的效率，为企业创造了更多的经济效益，从而在新的电力形势下最大程度地提高发电厂的竞争力,最终达到全面发展。
参考文献：
[1]彭宏,杜永春,实时数据库在电厂集成自动化系统中的应用[J],信息技术，2008，27(2)：59-61.
[2]张军，李楠,浅谈电气控制系统(ECS)的应用和发展,自动化博览，2004，21(6)：66-69.
[3]杨弘剑，发电厂电气监控系统分析[J],化学工程与装备,2010，（12）：101-102.
关键词：火力发电厂；ECS；功能；趋势
中图分类号：F407文献标识码： A
引言：火力发电厂由热控自动化和电气自动化两大部分组成，多年来热控自动化得到了迅猛发展，与热控自动化相比，电气自动化就显得极不协调，虽然电气的继电保护、励磁调节、自动同期等装置实现了微机化，但电气的监控仍处于常规仪表、光字牌、连锁开关、一对一的硬手操水平，而电气的监控水平没有得到真正提高。为了使机組机、炉、电的控制水平协调一致，便于集中监控管理，将电气控制系统纳入DCS系统已是势在必行。本文就火电厂大型机组电气自动化的技术方案进行了讨论，介绍了常用的现场总线及其在火电厂自动化系统中的应用，介绍了新一代电气监控系统ECS和DCS的一体化解决方案。
1、电气自动化技术的优点
电气自动化技术主要是针对电能、电力设备、电力技术等3个方面实施改革更新，创造出一种全新的运行模式服务于电力行业。在计算机技术、电子技术、信息技术等逐渐融为一体的趋势中，电气自动化技术的运用变得更加广泛。在火力发电过程中引进电气自动化技术的优势表现为：
1.1提升效率
火力发电厂每年向社会输送大量的电能，电力行业是我国社会现代化生产的基础条件。受早期社会技术条件的限制而影响了火力发电厂生产效率的提升，每年企业生产电能耗损15%-30%左右。引进自动化生产技术后，电力生产效率显著改善，使得电能生产量不断增多。
1.2降低成本
煤、石油等原始材料是火力发电的主要燃料，电能生产技术水平的落后会使得燃料消耗量增加，提高了火力发电的成本投资。对火力发电引进自动化技术后可保证各种燃料的充分燃烧，让原始燃料的价值得到充分运用。在实际电能生产中能显著降低成本投入而增加经济效益。
1.3技术革新
电气自动化技术根本上是各类技术的融合体，包括：计算机、电子信息、电气控制等多方面实用技术。把这一技术贯穿到火力发电生产中，将推动火力发电行业技术的革新，给发电作业人员的工作带来很大的方便。同时，经过一段时间的运用后也会促进火力发电技术的改革。
1.4优化资源
工业电能生产需投入各方面的资源，如：电力设备、燃烧原料、作业人员等，这些因素对电能产量的提升都有很大的影响。电气自动化技术运用之后能协调好各项资源，通过人机操作模式降低生产人员的工作难度。另外，在自动化生产模式中也可及时发现系统故障以及时处理。
1.5整合模式
自动化技术带来的是一体化操作，火电厂将摆脱传统的生产作业方式而实现人机操控的新局面。使用各项自动化模式后，电力企业的生产将成为融合电子、信息、计算机等先进科技的组合，可从多个方面促进火力发电方案的更新，实现了电能产量的增多以带动生产效益。
2、发电厂ECS系统主要实现的功能
2.1对厂用电系统，能按启动/停止阶段和正常运行阶段的要求实行程序控制或软手操控制，实现由工作到备用或由备用到工作电源的程序切换或软手操切换，保证机组的安全运行和正常起机/停机。
2.2对发变组，实现发变组系统自动程序控制或软手操控制，可使发电机由零起升速、升压直至同期并网带初始负荷的程序控制和软手操控制，或使发电机自动停机。发电机励磁系统电压调节、发变组同期、电气设备保护、6kV厂用电快切功能由独立的装置实现，DCS控制自动装置的起停和方式选择，并进行状态监视。根据实际运行水平和设备可靠性，机组程控并网可设置人工间断点，分布进行。
2.3实时显示并记录(其中包括事故顺序记录SOE)发电机、变压器（或发变组）系统、厂用电系统、网控系统和电气专用自动装置的正常运行、异常运行和事故状态下的各种数据和状态，自动生产数据报表、操作记录报表，通过对故障进行详尽的分析，迅速得出事故原因，并提供操作指导和应急处理措施。
2.4炉、机、电实现全CRT监控，监控软件具有数据处理和统计、事故报警和记录、画面显示和重构、报表生成和打印等诸多后台功能。对于继电保护和其他电气自动装置以及电气程序控制，监控后台提供专用操作窗口。
2.5在操作员站可进行电气设备的检修/试验操作。当某一设备处于检修时，在相应的电气系统画面上设有相应的检修/试验状态显示(挂牌)，此时与该设备相关的闭锁或联锁条件均失效。为防止误操作，设有单独的检修试验画面，操作时需经运行人员进一步确认后方可投人或退出检修/试验。对特别重要的设备设有必须的保护措施。
3、电气自动化技术在设备保护中的运用
电力保护是火力发电厂安全生产的必备条件，也是维持生产作业可持续发展的关键因素。电气自动化技术运用阶段里把电力设备与计算机或单片机有效结合，实现人机一体化的操作生产模式。从目前企业的运行状况看，电气自动化技术对火力发电厂的设备保护的运用主要体现在：
3.1联锁保护
火电厂在正常运行状态下会遇到各种不同的故障，导致电力系统无法正常启动作业。自动化技术运用之后可对设备实施联锁保护，当机电设备发生异常问题后可及时自动切断跳闸，把发生故障的设备或系统中断运行，防止了电力设备或系统受到损坏。
3.2继电保护
通过计算机与继电器之间的连接，可建立一道自动化的控制模式来调控火力发电厂的继电运行。继电器自动化保护主要根据热工参量和电气参量的限值对设备状态准确判断，同时还能结合与火电厂相配备的装置构成保护回路，为发电生产创造了有利条件。
3.3装置保护
电厂生产需要用到的保护装置种类较多，如：机械的、电动的等，具备设备包括锅炉的安全门汽轮机的危急保安器等。在实际操作过程中电气自动化技术课把这类电力装置协调搭配起来，让保护设备根据制定的电气操控指令运行，防止电力设备受到外在因素干扰。
4、电气自动化系统的发展趋势
ECS除应将现有的厂用电监控功能向深层次发展外,还应将发电机、主变压器、SF6断路器等主要设备的在线诊断功能融入同一监控平台,有条件的电厂也可以将NCS系统也纳入ECS这个平台,甚至可以将厂用电的纯电气功能从DCS系统独立出来,也纳入ECS系统监控。ECS顺应技术发展大潮, 充分利用现场总线和网络通信技术, 对发电厂厂用系统实现了全面的技术提升, 对厂用电气系统的发展具有重要的现实意义, 甚至对DCS系统本身的发展也有重要的参考价值。但是, 该系统要达到设计的最终目的, 还必须在以下两方面获得实质性的突破:一是实现对厂用电气全通信控制；二是目前大部分电气后台系统的实际应用基本处于初级阶段,只能进行基本的运行监视功能,离实质性地实现控制逻辑、提高电气控制水平及系统运行管理水平的目标还有较大距离。
结束语
随着时代不断的进步，而火电厂在引进电气自动化这一新技术参与生产时，必须要把握好自动化模式的控制方式。电能生产操作流程里需积极贯彻安全生产理念，引导生产人员严格按照标准执行自己的准则。为了适应新的生产模式，应对生产作业人员加强技术指导、培训，操作人员能准确操作设备以创造良好的生产环境。火力发电厂中的电气自动化技术广泛的应用，也加强了生产电能的效率，为企业创造了更多的经济效益，从而在新的电力形势下最大程度地提高发电厂的竞争力,最终达到全面发展。
参考文献：
[1]彭宏,杜永春,实时数据库在电厂集成自动化系统中的应用[J],信息技术，2008，27(2)：59-61.
[2]张军，李楠,浅谈电气控制系统(ECS)的应用和发展,自动化博览，2004，21(6)：66-69.
[3]杨弘剑，发电厂电气监控系统分析[J],化学工程与装备,2010，（12）：101-102.