[實用新型]基于現(xiàn)場總線技術的6kV高壓電氣設備控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420152675.3
• 申請日: 2014-03-31
• 公開（公告）號: CN203799242U
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設計）人: 萬勇;龐遠彤;葛寧;李曉冬;丁寧;焦道順;周宇哲;仲偉;史華仁;袁源;李鋒
• 申請（專利權）人: 華能金陵燃機熱電有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 北京天平專利商標代理有限公司 11239
• 代理人: 王雅輝

技術領域

本實用新型涉及高壓電氣設備控制領域，具體涉及一種基于現(xiàn)場總線技術的6kV高壓電氣設備控制系統(tǒng)。

背景技術

現(xiàn)代化電廠主要發(fā)電設備存在技術先進、控制原理復雜、設備運行中需控制的關鍵參數(shù)較多等現(xiàn)象，特別是對某些復雜及重要的設備，對其關鍵參數(shù)需要進行高精度的監(jiān)控。由于發(fā)電企業(yè)人員精練，加上設備運行條件的限制，造成機組運行過程中設備運行參數(shù)、設備異常狀況等不能及時得到有效掌握，如6kV高壓電氣設備在運行中有眾多反映設備健康狀況的信息。出于安全角度考慮，在設備運行中技術人員對設備運行參數(shù)的在線收集存在較大的安全風險以及存在設備誤動的可能，因此高壓電氣設備運行參數(shù)的收集通常在設備停役后進行，但設備停役后，表征電氣設備在線運行狀況的參數(shù)亦同時消失，所以對設備的健康分析造成了很大的困難。

隨著控制、計算機、通信、網(wǎng)絡等技術的發(fā)展，對自動化系統(tǒng)結構產(chǎn)生了深遠的影響，逐步形成以網(wǎng)絡集成自動化系統(tǒng)為基礎的企業(yè)信息系統(tǒng)。現(xiàn)場總線技術就是順應這一形勢發(fā)展起來的，成為當今自動化領域技術發(fā)展的熱點?，F(xiàn)場總線是一種連接智能現(xiàn)場設備和自動化系統(tǒng)的全數(shù)字化、雙向傳輸、多分支結構的串行通信網(wǎng)絡?，F(xiàn)場總線的關鍵標志是能夠支持雙向、多節(jié)點、總線式的全數(shù)字通信。它一方面將現(xiàn)場的測量、控制設備互連為通信網(wǎng)絡，實現(xiàn)不同網(wǎng)段和現(xiàn)場通信設備之間的信息共享，另一方面又將現(xiàn)場運行的各種信息傳到遠離現(xiàn)場的控制室，進一步與上層管理控制網(wǎng)絡連接和信息共享，建立了生產(chǎn)過程現(xiàn)場級測控設備與控制管理層之間的聯(lián)系?？偩€技術雖在電廠熱力系統(tǒng)控制、低壓電氣設備控制等方面已有一定的運用，但在火力發(fā)電廠高壓電氣設備的監(jiān)視與控制尚未有成功運用的案例。

實用新型內(nèi)容

發(fā)明目的：為了滿足電力生產(chǎn)6kV高壓電氣設備的監(jiān)視及控制的需要，進而實現(xiàn)對火電廠6kV電氣設備數(shù)字化、智能化監(jiān)控以及現(xiàn)場設備工作狀態(tài)的在線預警，幫助維護人員快速定位設備出現(xiàn)的故障，提高了火電廠機組運行的安全性，本實用新型提供了一套先進的基于現(xiàn)場總線技術的6kV高壓電氣設備控制系統(tǒng)。

技術方案：為了達到上述發(fā)明目的，本實用新型采用的技術方案為：

一種基于現(xiàn)場總線技術的6kV高壓電氣設備控制系統(tǒng)，包括監(jiān)控層、網(wǎng)絡傳輸層和現(xiàn)場設備層；所述現(xiàn)場設備層包括現(xiàn)場總線柜和與之相連的6kV高壓電氣設備；所述現(xiàn)場設備層與所述網(wǎng)絡傳輸層之間通過PROFIBUS?DP進行通信，所述網(wǎng)絡傳輸層與所述監(jiān)控層之間通過TCP/IP進行通信。

所述監(jiān)控層包括第一監(jiān)控主機、第二監(jiān)控主機、操作站和單向隔離器；所述第二監(jiān)控主機依次通過MIS/SIS網(wǎng)絡、單向隔離器與第一監(jiān)控主機和操作站分別連接?，F(xiàn)場的6kV高壓電氣設備的信息，通過OPC協(xié)議上傳至監(jiān)控層，滿足所生產(chǎn)管理人員實時監(jiān)控的需要。

所述網(wǎng)絡傳輸層包括DCS控制柜以及設在所述DCS控制柜內(nèi)的控制器、PROFIBUS?DP主站卡和光電轉換器；控制器與PROFIBUS?DP主站卡通過機柜專用底板連接，PROFIBUS?DP主站卡與光電轉換器通過專用PROFIBUS?DP總線電纜連接。利用DCS專用的通訊調(diào)度協(xié)議保證了現(xiàn)場的6kV高壓電氣設備內(nèi)部信息讀取的實時性。

所述現(xiàn)場設備層包括現(xiàn)場總線柜和與之相連的6kV高壓電氣設備，所述6kV高壓電氣設備包括高壓電氣設備控制裝置、6kV高壓電氣開關、6kV負載；現(xiàn)場總線柜的專用PROFIBUS?DP總線電纜接至每個高壓電氣設備控制裝置總線接口，高壓電氣設備控制裝置布置在對應的6kV高壓電氣開關上部，6kV高壓電氣開關與就地安裝的6kV負載通過三相高壓電纜對應連接。所述6kV高壓電氣設備經(jīng)現(xiàn)場總線柜與網(wǎng)絡傳輸層進行通信，通過向網(wǎng)絡傳輸層導入并解析6kV高壓電氣設備的GSD文件，提取設備控制及顯示字段，實現(xiàn)從6kV高壓電氣設備讀取或寫入周期性的數(shù)據(jù)，以達到對設備的監(jiān)視及控制。

所述PROFIBUS總線的通訊介質為光纖。通過使用光纖作為現(xiàn)場PROFIBUS?DP總線的通訊介質，大大提高了系統(tǒng)的通訊速率及抗干擾性。

所述現(xiàn)場設備層的6kV高壓電氣設備控制裝置(又稱6KV高壓綜合保護測控裝置)具有冗余的PROFIBUS?DP總線接口，安裝在6kV高壓開關室的設備開關柜中，用于與DCS控制柜的PROFIBUS?DP主站通訊。