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浅谈发电厂电气监控系统（ECS）的误区与发展趋势

[摘要]我国电力工业的发展异常迅猛，发电厂的装机容量越来越大，原来的

零星小网已逐渐连成跨地区、跨省的大电力系统。随着越来越大的电力系统和电

力工业的迅猛发展，发电厂的电气自动化水平也越来越高，发电厂的监控系统向

更高层次更高水平发展已经非常必要，用常规的控制和管理手段已无法适应了。

目前，水电厂电气控制系统（ECS）发展依然存在着一定的误区。本文根据其存

在的一些问题，讨论了新一代ECS的内容、功能和实现模式。深入浅出的对ECS

与集散控制系统（DCS）的连接通信问题做了叙述，也简要的提出了ECS的发

展趋势和发展前景。

【关键词】发电厂；监控系统；电气自动化；DCS

引言

在我国的大多数发电厂中，以热工自动化为核心的集散型控制系统DCS得

到了大规模的使用，且大多数采取例如ABB、三菱、西屋等公司的进口设备。

其包含了数据采集、模拟量控制、顺序控制、神经网络控制等系统，使热工自动

化的水平达到了一个新的高度。但是，DCS主要侧重于汽轮机和锅炉的控制，

对电气尤其是发电系统中的电气数据考虑较少，控制较为简单，不利于工作人员

快捷、便利的操作和故障分析。目前，还有很大一部分发电厂的电气数据控制仍

然依靠仪表，采用继电器、开关器件以及简单的逻辑器件来实现。虽然电气继电

保护等均已实现微机化，但其自动化水平却一直不高，表现在：系统的主要保护

装置和安全自动装置能够基本独立运行，与热工自动化系统通过硬接方式进行有

限的输入输出信号交换，电气系统的数据测量、保护动作、事故记忆等电气系统

运行参数在DCS测控系统中无法完整精确的反映。

近几年来，各电厂及设计部门对提高电气的自动化水平表现出极大的兴趣，

对各种电气系统联网及纳入DCS的方案进行了探讨，随着网络技术的不断发展

和网络可靠性的不断提高，人们对网络技术的认识不断加深，同时，电气的控制、

保护等设备在不断的发展，必将实现发电厂电气部分的综合自动化，并最终归入

到电厂的DCS系统中，实现全厂信息资源的共享，使得整个电力系统的自动化

水平跃上一个新台阶。

1.水电厂电气系统的特点

发电厂电气监控系统ECS与热工自动化系统DCS有很多不同之处，主要表

现在：

第一，相比于热工设备，电气设备控制对象较少，操作的频率也低，很多系

统在正常运行时，很长时间才会操作一次。而电气设备却要求准确性非常高，特

别是变压器以及厂用电源，一定不能出现制动延迟等现象，一旦出现问题后果将

非常严重。

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第二，电气设备的自动保护装置，其要求的动作速度非常快，可靠性也要求

非常高。如：电压自动调整装置（AVR）快速励磁要求时间极短；厂用电快切装

置切换时间小于60-80ms；发电机变压器保护动作要求在40ms以内等等，这些

对电气监控系统提出了很高的要求。

第三，电气设备的联锁逻辑较简单，但电气设备的操作结构却非常复杂。由

以上特点可得出：构建ECS与DCS连接，系统的构造和联网方式要使系统具有

高度可靠性。其除了具有正常的监控电气系统运行状态的功能外，还应能够实时

准确的反映出系统异常运行和故障运行时的数据和状态，并提出解决故障的方法

和步骤。

2.电气监控系统设计要解决的问题

系统接入问题。DCS