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【摘 要】发电厂厂用电监控系统的准确性、完备性直接决定了发电厂的管理及自动化水平。基于通信管理机实现的厂用电综合管控系统可在不改变原有设备配置，仅增配通信管理机的小成本投入，实现厂用电信息全面监控、精确防误闭锁、智能抄表分析等功能，提升发电厂运行的安全性与经济性。
【关键词】通信管理机;厂用电;综合管控
厂用电系统是发电厂的重要组成部分，厂用电管控系统的自动化水平可直接影响到发电厂运行管理水平、事故处理响应速度、电厂智能建设程度等。由于全部采用物理硬接线，变送器，模拟量、数字量卡件的管控系统可传输信息较少且价格高昂，已无法满足配电设备智能管控要求，目前可实现大量数据传输的通讯、以太网传输正逐步应用于厂用电监控管理系统中。基于通信管理机实现的厂用电管控系统可在发电厂现有设备基础上，通过增配若干台通讯管理机和通信电缆，实现与就地设备的通信传输，实时监测配电设备运行情况。通过该系统可实现电气量监视、保护记录、智能抄表分析等，减少了运行人员工作量，同时也具有一定的防误操作功能。
一、系统硬件设计
发电厂配置2台ECM-5908通信管理机，每台通信管理机对应1套发电机组。ECM-5908装置采用嵌入式工业网络处理器，数据处理流量和速度满足发电厂使用需求。装置共配置有8路RS-232、RS-485串行接口，除1路串口接至DCS（Distributed Control System 分散控制系统）外，其余串口基本满足小型发电厂设备接入需求。为保障厂用电管控系统的可靠性，涉及断路器分、合闸操作的遥信、遥控信号仍通过硬接线与发电厂DCS系统相连。通信管理机上送信号为微机保护装置的具体告警信息、开关手车位置信息、电度表信息、断路器室温度信息等（图1）。
每个开关间隔的微机保护、电度表通过屏蔽双绞线电缆将RS-485通信串口串接后，根据上送信号的重要程度，通过1个或2个通信串口传输至通信管理机。为保证保护信息传输的可靠性，6kV微机保护装置采用双网络接入通信管理机，400V PC开关、电度表、多功能表等采用单网络接入。通信管理机通过一个RS-485串口与DCS系统通讯卡件连接，将采集到的遥信、遥测量传入DCS控制器，这样工程师站、操作员站、电厂生产管理系统、生产监控系统可通过以太网实时监测厂用电状态，实现后台监控、保护信息记录、防误闭锁、智能抄表等功能（图2）。
二、系统软件架构
通信管理机内部通过IPACS57XX组态软件进行配置，在装置配置栏内添加所有需接入的电气设备后，通过配置相应串口的通讯方式、规约、波特率等建立与设备的通信联系，通信成功后即可采集电气设备内部信息，经过筛选后将监控系统所需信息上传至DCS系统（图3）。发电厂DCS系统采用美国通用电气公司的Mark VIe控制系统，在Modbus通讯卡件中填加通讯测点，按上传信息点表的顺序编制相应的编码、点名、四遥信息，即可实现DCS信息与通信管理机上传信息一一对应，增加的通信点可用于防误闭锁逻辑、智能抄表、大屏报警等诸多功能中。对于保护动作信号、电流电压量等重要的遥信、遥测量，可将对应的通信点加入DCS历史站中，实现保护SOE记录，为故障分析提供可追溯数据。
三、系统功能
1.厂用电集中监控
通过通信管理机可向DCS系统传输大量厂用电配电设备信息，为了更好的完成厂用电监控，发电厂将所有通信信息集成到一个系统画面上，便于运行人员查看及事故处理（图4）。该画面可查看每个6kV配电间隔的电压、电流、功率因数、电度量等电量信息，也可查看保护报警信息、开关手车位置信息等。就地微机保护触发时，保护动作信号可实时传递至DCS系统，对应间隔报警模块Alarm红灯亮，触发“6kV 开关保护动作”大屏声光报警，第一时间提醒运行人员关注保护动作信息。由于上送信息明确，运行人员可根据具体情况进行事故处理，大幅缩短处理时间，减少保护动作带来的危害。
2.防误闭锁功能
通过通信上传的手车位置信号、微机保护告警、跳闸信号，可在DCS系統实现软五防功能。如可在断路器合闸允许逻辑中增加断路器手车工作位置、无保护告警、动作信号等相应闭锁条件，实现软五防与就地五防双保险，进一步降低误操作的可能性。为使厂用电运行管理更加自动化，通信管理机还采集了断路器室的温度、检修使用的接地手车位置信号等，将远程监控的范围进一步扩大，也将必要的非电气量参数增加至防误闭锁逻辑中，使运行操作更加安全。以汽机发电机并网允许条件为例，除无汽机发电机保护动作信号、各电气量均在正常范围内等常规条件外，还增加了发电机出口接地手车非工作位、发电机出口断路器室各温度正常等条件，使防误闭锁条件更加全面、准确。
3.智能抄表分析
抄表是发电厂运行人员的一项重要工作，人工抄表可能存在数据不敏感、抄录准确率无法保证的情况。通过通信管理机上传电气量信息至DCS系统后，发电厂生产管理系统、生产监控系统可通过以太网访问DCS系统数据，实现智能抄表功能。通过设置抄录数据的上下限，系统可自动判别出异常数据，及时提醒运行人员调整（图5）。在保证安全运行的基础上，经济运行、节能降耗也是发电厂的管理核心之一。通信管理机上传的电度量信息，不仅节省了人为抄表的时间，也可为经济分析提供更加详实的基础数据。目前，发电厂已实现了厂用电率、外购电量值际竞赛数据自动生成功能，督促运行人员及时进行工况调整，争取最优的运行方式。
四、结论
基于通信管理机实现的厂用电综合管控系统在现场原有电气设备的基础上，仅通过增加通信管理机、通信电缆和通信卡件即可实现厂用电设备全面监控、操作防误闭锁和智能抄表分析等功能，经济性较为可观。同时，该系统具有良好的可复制性及可延展性，可用于原有厂用电监控系统的升级改造，提升发电厂自动化水平。
参考文献：
[1]吴狄钊.北京太阳宫电厂的无线五防系统设计及其应用[D].2016.
[2]黄永忠等.et al.分布式光伏电站数据通讯管理机的设计[J].中国计量大学学报，2017（3）.
[3]刘东等.影响发电厂经济运行的因素及相应解决措施[J].科技创新导报，2016，2（33）：170-171.
作者简介：
童蕴真（1992.08-），女，汉族，内蒙古包头市人，本科学历，国电湖州南浔天然气有限公司电气主管，主要研究方向：电气设备。
（作者单位：国电湖州南浔热电有限公司）
【关键词】通信管理机;厂用电;综合管控
厂用电系统是发电厂的重要组成部分，厂用电管控系统的自动化水平可直接影响到发电厂运行管理水平、事故处理响应速度、电厂智能建设程度等。由于全部采用物理硬接线，变送器，模拟量、数字量卡件的管控系统可传输信息较少且价格高昂，已无法满足配电设备智能管控要求，目前可实现大量数据传输的通讯、以太网传输正逐步应用于厂用电监控管理系统中。基于通信管理机实现的厂用电管控系统可在发电厂现有设备基础上，通过增配若干台通讯管理机和通信电缆，实现与就地设备的通信传输，实时监测配电设备运行情况。通过该系统可实现电气量监视、保护记录、智能抄表分析等，减少了运行人员工作量，同时也具有一定的防误操作功能。
一、系统硬件设计
发电厂配置2台ECM-5908通信管理机，每台通信管理机对应1套发电机组。ECM-5908装置采用嵌入式工业网络处理器，数据处理流量和速度满足发电厂使用需求。装置共配置有8路RS-232、RS-485串行接口，除1路串口接至DCS（Distributed Control System 分散控制系统）外，其余串口基本满足小型发电厂设备接入需求。为保障厂用电管控系统的可靠性，涉及断路器分、合闸操作的遥信、遥控信号仍通过硬接线与发电厂DCS系统相连。通信管理机上送信号为微机保护装置的具体告警信息、开关手车位置信息、电度表信息、断路器室温度信息等（图1）。
每个开关间隔的微机保护、电度表通过屏蔽双绞线电缆将RS-485通信串口串接后，根据上送信号的重要程度，通过1个或2个通信串口传输至通信管理机。为保证保护信息传输的可靠性，6kV微机保护装置采用双网络接入通信管理机，400V PC开关、电度表、多功能表等采用单网络接入。通信管理机通过一个RS-485串口与DCS系统通讯卡件连接，将采集到的遥信、遥测量传入DCS控制器，这样工程师站、操作员站、电厂生产管理系统、生产监控系统可通过以太网实时监测厂用电状态，实现后台监控、保护信息记录、防误闭锁、智能抄表等功能（图2）。
二、系统软件架构
通信管理机内部通过IPACS57XX组态软件进行配置，在装置配置栏内添加所有需接入的电气设备后，通过配置相应串口的通讯方式、规约、波特率等建立与设备的通信联系，通信成功后即可采集电气设备内部信息，经过筛选后将监控系统所需信息上传至DCS系统（图3）。发电厂DCS系统采用美国通用电气公司的Mark VIe控制系统，在Modbus通讯卡件中填加通讯测点，按上传信息点表的顺序编制相应的编码、点名、四遥信息，即可实现DCS信息与通信管理机上传信息一一对应，增加的通信点可用于防误闭锁逻辑、智能抄表、大屏报警等诸多功能中。对于保护动作信号、电流电压量等重要的遥信、遥测量，可将对应的通信点加入DCS历史站中，实现保护SOE记录，为故障分析提供可追溯数据。
三、系统功能
1.厂用电集中监控
通过通信管理机可向DCS系统传输大量厂用电配电设备信息，为了更好的完成厂用电监控，发电厂将所有通信信息集成到一个系统画面上，便于运行人员查看及事故处理（图4）。该画面可查看每个6kV配电间隔的电压、电流、功率因数、电度量等电量信息，也可查看保护报警信息、开关手车位置信息等。就地微机保护触发时，保护动作信号可实时传递至DCS系统，对应间隔报警模块Alarm红灯亮，触发“6kV 开关保护动作”大屏声光报警，第一时间提醒运行人员关注保护动作信息。由于上送信息明确，运行人员可根据具体情况进行事故处理，大幅缩短处理时间，减少保护动作带来的危害。
2.防误闭锁功能
通过通信上传的手车位置信号、微机保护告警、跳闸信号，可在DCS系統实现软五防功能。如可在断路器合闸允许逻辑中增加断路器手车工作位置、无保护告警、动作信号等相应闭锁条件，实现软五防与就地五防双保险，进一步降低误操作的可能性。为使厂用电运行管理更加自动化，通信管理机还采集了断路器室的温度、检修使用的接地手车位置信号等，将远程监控的范围进一步扩大，也将必要的非电气量参数增加至防误闭锁逻辑中，使运行操作更加安全。以汽机发电机并网允许条件为例，除无汽机发电机保护动作信号、各电气量均在正常范围内等常规条件外，还增加了发电机出口接地手车非工作位、发电机出口断路器室各温度正常等条件，使防误闭锁条件更加全面、准确。
3.智能抄表分析
抄表是发电厂运行人员的一项重要工作，人工抄表可能存在数据不敏感、抄录准确率无法保证的情况。通过通信管理机上传电气量信息至DCS系统后，发电厂生产管理系统、生产监控系统可通过以太网访问DCS系统数据，实现智能抄表功能。通过设置抄录数据的上下限，系统可自动判别出异常数据，及时提醒运行人员调整（图5）。在保证安全运行的基础上，经济运行、节能降耗也是发电厂的管理核心之一。通信管理机上传的电度量信息，不仅节省了人为抄表的时间，也可为经济分析提供更加详实的基础数据。目前，发电厂已实现了厂用电率、外购电量值际竞赛数据自动生成功能，督促运行人员及时进行工况调整，争取最优的运行方式。
四、结论
基于通信管理机实现的厂用电综合管控系统在现场原有电气设备的基础上，仅通过增加通信管理机、通信电缆和通信卡件即可实现厂用电设备全面监控、操作防误闭锁和智能抄表分析等功能，经济性较为可观。同时，该系统具有良好的可复制性及可延展性，可用于原有厂用电监控系统的升级改造，提升发电厂自动化水平。
参考文献：
[1]吴狄钊.北京太阳宫电厂的无线五防系统设计及其应用[D].2016.
[2]黄永忠等.et al.分布式光伏电站数据通讯管理机的设计[J].中国计量大学学报，2017（3）.
[3]刘东等.影响发电厂经济运行的因素及相应解决措施[J].科技创新导报，2016，2（33）：170-171.
作者简介：
童蕴真（1992.08-），女，汉族，内蒙古包头市人，本科学历，国电湖州南浔天然气有限公司电气主管，主要研究方向：电气设备。
（作者单位：国电湖州南浔热电有限公司）