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​发电厂综合自动化系统主要组成及架构是什么?

来源:叁仟能源网 时间:2025-08-19 14:00:00
一、发电厂综合自动化系统概述

SQNY-9006 型发电厂综合自动化系统,是我公司在变电站综合自动化系统成熟技术的基础上,针对发电厂电气系统自动化技术的发展需求,专项开发的一套适用于 150MW 及以下机组的综合自动化系统。

该系统凝聚了叁仟能源在微机保护、监控及综合自动化产品领域多年积累的技术精华,采用先进的分层分布式架构,依托成熟的计算机控制技术与通讯技术平台,可实现对发电机组、厂用电及网控部分的全面监测、控制、调节、保护及远动功能,为中小型火力发电厂提供了一套完整、可靠的微机综合自动化解决方案。

发电厂自动控制系统

二、中小型发电厂系统主要组成

(一)送出联络线路

送出联络线路采用双(多)回线路设计,就近接入 110kV 或 35kV 系统变电所。在保护配置方面,以光纤纵差保护作为主保护,确保线路故障时能快速、准确动作;同时配备电流电压保护作为后备保护,形成多重保护机制,保障线路运行安全。

(二)发电机组

针对 150MW 以下机组,保护配置以纵差保护为主保护,电流电压保护为后备保护。此外,为应对发电机特有的接地故障风险,专门配备了定子接地保护和转子接地保护,全面覆盖发电机运行中的各类故障类型。

(三)同期系统

同期系统采用双重配置,包括常规手动同期装置和微机自动准同期装置各一套。这种配置既保留了传统手动同期的可靠性,又通过微机自动准同期装置提高了并网操作的准确性和效率,确保发电机组能够安全、稳定地并入电网运行。

(四)微机励磁

当前新建项目中,微机励磁系统多选用微机静态(IGBT)励磁装置。该类型装置具有响应速度快、调节精度高、运行稳定等特点,能有效保障发电机的电压稳定和无功功率控制。

(五)主变保护

主变保护配置以纵差保护作为主保护,可快速检测变压器内部及引出线的相间短路故障;同时,在高压侧和低压侧分别配置电流电压保护作为后备保护,实现对变压器的全方位保护。

(六)中压厂用电

中压厂用电系统涵盖拖动的电动机回路和其他馈出线回路,主要配置电流电压保护。该保护方式能有效应对线路过载、短路等常见故障,保障中压厂用电系统的稳定运行。

(七)配变及低压系统

配变配置电流电压保护,以应对配变运行中的过载和短路故障;低压系统则配置电流保护,保障低压回路的安全运行。此外,为确保厂用电的不间断供电,在厂变和备变之间专门配置了备用电源自投装置,当主电源发生故障时,能快速切换至备用电源,提高供电可靠性。

(八)其他辅助设备

除上述主要系统外,项目还需考虑配置智能电度表、微机小电流接地装置、微机消谐装置、微机直流系统及 UPS 等辅助设备。其中,智能电度表实现用电计量的自动化和精准化;微机小电流接地装置用于快速检测和定位小电流接地系统的故障;微机消谐装置可消除电网中的谐振现象;微机直流系统为保护、控制等设备提供稳定的直流电源;UPS 则保障重要设备在断电情况下的不间断运行。

(九)计算机监控系统

目前,中小型电厂的计算机监控系统多采用双机热备多媒体监控系统。双机热备设计确保了监控系统的高可靠性,避免因单台设备故障导致监控中断,多媒体监控功能则为运行人员提供了直观、全面的运行状态信息。

三、发电厂综合自动化系统结构

SQNY-9006 型发电厂综合自动化系统采用分层分布式结构,分为间隔层、通信管理层和站控层三个层级,各层级之间既相互独立又协同工作,确保系统的高效、稳定运行。

(一)间隔层

间隔层是系统的基础层级,主要由完成各种专业化功能的智能装置组成。具体包括:厂用电中压 6KV、10KV 系统系列保护测控装置,用于中压厂用电回路的保护与监测控制;厂用电低压 400V 系统系列智能控制器及测控装置,实现低压回路的智能控制与监测;厂用电源快速切换装置,保障厂用电源切换的快速性和可靠性;低压备用电源自投装置,确保低压系统供电的连续性;自动准同期控制装置,实现发电机组的精准同期并网;小电流接地选线装置,快速定位小电流接地系统的故障线路等。

这些智能装置直接面向现场设备,能够实时采集设备运行数据、执行控制指令,并在设备发生故障时迅速动作,为电厂的安全运行提供第一道保障。

(二)通信管理层

通信管理层是连接间隔层与站控层的关键环节,主要由通信网络及通信管理装置构成。其核心功能是完成与间隔层各种智能装置、DCS 系统、电气后台监控系统、发电厂其它智能设备(如发电机保护、励磁调节装置等)以及发电厂其它系统(如厂级监控系统 SIS)之间的通信。

在通信方式上,采用工业以太网和现场总线相结合的方式,兼顾了通信的高速性和可靠性。通信管理装置则承担着不同现场总线接口标准的互联以及不同通信规约的转换任务,确保各类设备和系统之间能够实现数据的顺畅交互,为整个自动化系统的信息共享奠定基础。

(三)站控层

站控层是系统的核心管控层级,主要由后台监控系统计算机硬件和各种专业应用软件组成。硬件方面,包括服务器、工作站等设备,为系统的运行提供强大的硬件支持;应用软件则涵盖了 SCADA(数据采集和监控)、厂用电抄表、录波分析、电动机故障诊断等各种基础应用及高级应用功能软件。

其中,SCADA 系统实现对整个电厂运行状态的实时数据采集、监控和控制;厂用电抄表功能实现用电数据的自动采集和统计;录波分析软件可对系统故障时的波形数据进行记录和分析,为故障诊断提供依据;电动机故障诊断软件则能对电动机运行状态进行监测和诊断,提前发现潜在故障。此外,站控层还配备了后台系统与发电厂其他管理系统(如 MIS 系统)间的通信接口软件,实现自动化系统与管理系统的数据交互,为电厂的精细化管理提供支持。

通过这种分层分布式的结构设计,SQNY-9006 型发电厂综合自动化系统实现了数据采集、处理、控制和管理的有机结合,既保证了各层级功能的独立性和专业性,又实现了整个系统的协同高效运行,为中小型火力发电厂的安全、稳定、经济运行提供了有力的技术支撑。


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