（国核电力规划设计研究院有限公司 100095）
摘要：随着电厂对自动化水平要求的不断提高，发电厂规模的不断扩大，厂用电监控系统得到广泛应用。保证厂用电监控系统的安全性、稳定性、可靠性至关重要。本文在提出厂用电监控系统功能的同时，对火电厂运营发展中厂用电监控系统的应用及注意事项进行探讨，旨在提升火电厂整体运行效率。
关键词：发电厂；厂用电监控系统；应用
电气系统采用计算机控制已成为当前设计的主流。控制方式也从以前单纯的DCS监控逐步向具备故障分析及信息管理、设备管理、自动抄表、仿真培训等高等级运行管理功能的方向发展。火力发电厂已普遍采用了基于现场总线技术的电气监控管理系统，对提高发电厂电气系统的自动化管理水平发挥了重要作用。
1 厂用电监控系统功能
厂用电监控系统（ECMS）是在电气保护、通讯等设备智能化和网络化的基础上形成的电气自动化产品。厂用电监控系统的基本功能是用于发电厂电气系统的监控实现厂用电电气系统的保护、测量、计量、控制、分析等综合功能。厂用电监控系统是一个开放分层分布式系统，由控制层和间隔层构成网络，各间隔层的10（6）kV综合保护测控装置、400V智能型电动机综合保护测控装置、400V馈线测控装置以信息处理现场化的方式将各间隔的保护、测量、控制、计量等信息量通过串行通讯口上传到至每台机组的通讯管理机，每台机组的通讯管理机将这些数据整理、汇总后再将信息上传至ECMS后台，同时将与DCS相关的信息通讯至DCS系统，满足厂用电系统的遥信和遥测采集要求。同时，通过ECMS后台和DCS系统下发控制命令，实现厂用电系统的遥控功能。目前，工程设计中大多采用只监测（I/O信息仅送给DCS的数据库用来显示和记录，不参与DCS的控制与连锁）、控制部分仍保留I/O硬接线的方式。正常运行时以I/O硬接线控制为主，但在DCS投运前及调试期间，厂用监控系统与10（6）kV综合保护测控装置、400V智能型电动机综合保护测控装置、400V馈线测控装置之间为“双向”全数字通信，可在后台下达命令传输至各间隔层，对厂用电系统各开关进行遥控和遥调，另外，电气保护专职人员可方便地在后台工作站上对10（6）kV综合保护测控装置、400V智能型电动机综合保护测控装置、400V馈线测控装置进行定值调整和浏览电气有关方面信息，完成较为复杂的电气运行管理工作，实现厂用电气的“综合自动化”。厂用电监控系统还可与电厂SIS等系统的连接通讯，实现全厂信息共享。
2 厂用电监控系统在火电厂中的应用
2.1 应用功能的实现
2.1.1 数据信息的采集及设备监控管理功能的实现
数据信息的采集主要是指对测控单元测量的大量电气参数值、电流及功率模拟值、电能量、保护信号等一系列的运行状态量数据信息进行采集。收集后的信息数据经过计算机系统处理便能协助火电厂管理人员实现对主接线路、电量负荷曲线、系统运行状态等情况的全面掌握了解，同时对大量模拟量参数、电气设备的启闭状况、接点状况进行实时监控。
2.1.2 故障报警及记录功能的实现
从信号类型方面入手进行划分，故障报警方式可分为以下几种：a）针对电流、功率等模拟量信号，能够通过上下限科学设定方式完成越线形式的报警；b）对于启闭量信号能够进行变位报警；c）报警事件依照其所设定的级别能够完成对启动事故的追忆工作，与此同时还能够在显示设备上通过警示框方式将相关的警示内容显示出来。记录功能主要是指：对控制操作进行记录；对出现的保护动作进行记录完成对系统设置的记录；对通信故障进行的记录，对系统运行状况下所发生的状态变化进行记录及保存。
2.1.3 操作及维护功能的实现
火电厂在应用了厂用电监控系统后，相关管理人员在其日常工作中便能够在监控主设备上进行所需监控画面的调取及相关报表的打印。如能够实现对遥测量数据的增添、删减、启停用；对遥测量进行操作告警；制定、修改多种数据报表及画面；完成、修改信息数据库；对梭巡监控画面进行在线复制等。与此同时还可实现对保护监控装置保护数值的显示及修改；相关信号的重复归零等维护功能。而且此维护功能不要求运行操作人员到现场对监控设备装置进行设置，可远程进行控制操作，将整个设备设置功能进行科学简化。
2.1.4 数据通信功能的实现应用
在厂用电监控系统应用中，其内部通信管理器总线接口能够实现与机组控制系统的相互连接。通过信息传输方式完成相应信号的传送。传输信号主要是火电厂内部运行设备运行状况及监测数据信息等，同时能够进一步实现厂用电监控系统及机组分散监控系统数据信息的共享需求。分散控制系统所获取到的火电厂电气设备运行状态信息及参数值，能够与主厂房系统中的采集数据一同在用电监控系统的监控画面中显示、运算、记录及最终储存，从而帮助实现对厂用电监控系统监控功能的健全完善。
3 ECMS系统在发电厂应用的注意事项
3.1 保证ECMS系统可靠性
保证系统不容易发生故障。单台装置发生故障不会影响整个系统和其他设备，同时能够迅速排除故障。（1）如ECMS出现全网络中断或双服务器停止，操作员站未及时反馈时，全厂电气设备将失去监控，这在机组运行中是非常危险的。需要根据不同厂家系统的处理机制来分析处理，通过综合判断系统运行情况，组态在系统状态条中，一旦本地节点双服务均中断，立即提示用户当前数据状态不可信。同时为保证双服务器可靠性，需采用ups双电源、主备服务、动态切换等多部分处理方式。（2）选用业绩良好，通讯友好、开放性、成熟的产品，ECMS应开放通信协议：使用标准、通用的通讯部件和协议，保证系统内部、系统与外界互联的开放性，支持各种基于不同协议的设备与系统互联。（3）防止通讯电磁干扰，采用屏蔽网线和水晶头，长距离和易受干扰部分采用光纤通讯，网线及现场总线采取套PVC管、软管等防护措施。（4）采用安全性好的总线结构和通讯规约，ECMS和DCS做好联调联试，杜绝在接口和数据通讯上发生问题。
3.2 保证ECMS系统稳定性
保证在数据信息量大的情况下不出现数据堵塞和系统崩溃的情况。（1）使用兼顾稳定、快速性的通讯规约。在数据处理及时性和响应速度上，建议ECMS以网桥接线方式接入DCS，减少归约转换中间环节和低速带宽通道瓶颈。（2）目前的DCS设备厂家都以安全性为由拒绝ECMS系统直接接入DCS系统主干网，因此在目前大多数电厂仍通过DPU通讯卡采用Modbus规约接入DCS系统DPU的通讯卡上，厂用电系统的数据信息受到通讯数据量、通讯速率、DCS反应速率的多重限制，一个变化点在DCS和ECMS控制层之间的传输时间是秒级的。需要和厂家共同探讨解决办法。
3.3 保证ECMS系统的实时性
保证间隔层测控装置至操作员站操作画面遥信、遥测、遥控信号传输时间小于1秒，ECMS系统动态画面响应时间小于1秒，画面实时数据刷新周期小于3秒。站控层、间隔层组网设计选用合理的总线结构、规约和带宽。
3.4 保证ECMS与DCS系统良好通信
当前ECMS系统一般采用的是IEC61850通讯模式，部分DCS设备厂家并不支持直接的61850通讯模式，这就需要通过通信规约装置进行规约转换。同时，应通过可靠的防火墙物理隔离。转换之后的信息由于数据量巨大，且ECMS与DCS接口距离一般相距较远，如果采用普通屏蔽双绞线，可能出现传输速率问题，会出现丢帧现象，使数据传输的完全性得不到保障，也导致通信质量下降。所以应采用专用的通信电缆来代替普通屏蔽双绞线，以保证通讯质量。同时，通过不断的升级后台软件，通信丢帧现象也是可以避免和解决的。
4结语
在火电厂运行中，厂用电监控系统的应用已经有了一定的发展。怎样才能更好地发挥厂用电监控系统在火电厂运行中的重要作用，还需要我们进一步的思考研究。针对厂用电监控系统在火电厂运行中的应用功能、应用方案及注意事项等方面进行深层次的全面剖析，有助于提高火电厂运行管理的数字化及科技化水平，进而提升火电厂整体的发展水平及工作效率，从而有效推动整个电力行业的快速进步及有序发展。
参考文献：
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