(1)  現(xiàn)場保護測控層
    由眾多的保護和自動裝置構成，這些裝置具有測量、控制、保護、信號、通信等基本功能，并完成各自的特殊功能。該級裝置數(shù)量眾多且分散，利用現(xiàn)場總線技術予以連接。主要有：
?  發(fā)電機保護；
?  主變保護；
?  自動準同期裝置；
?  微機勵磁調節(jié)裝置；
?  微機廠用電綜合保護測控裝置（含電動機、變壓器、饋線等）；
?  微機廠用電快速切換裝置；
?  微機備用電源自投裝置；
?  微機廠用分支保護裝置；
?  微機同期合閘裝置；
?  400V智能脫扣器；
?  400V微機備自投；
?  UPS；
?  直流系統(tǒng)等。
(2)  通訊管理層
    通訊管理層由主控單元組成，其作用是將現(xiàn)場保護測控層的各種不同廠家、不同通訊接口和規(guī)約的設備連接在一起，經統(tǒng)一的通訊接口傳送至系統(tǒng)監(jiān)控層，完成各種數(shù)據(jù)和指令的上傳下發(fā)。主控單元可以同時支持多種類型的通訊口，包括以太網(wǎng)、串行通信口、可擴充的其他現(xiàn)場總線接口等，軟件上，采用規(guī)約庫，支持MODBUS、標準網(wǎng)絡協(xié)議（TCP/IP）等。

圖1  電氣計算機監(jiān)控管理系統(tǒng)(FECS)結構圖

(3)  系統(tǒng)監(jiān)控層
    可包括的設備有：兩臺運行服務器（主備關系）、一臺數(shù)據(jù)庫服務器（可選）、一臺Web服務器（可選）、多臺運行工作站和監(jiān)視工作站、 電量抄表系統(tǒng)工作站（可選）、 其他高級應用工作站（可選），以及衛(wèi)星時鐘接收和同步系統(tǒng)等。
    鑒于現(xiàn)場保護測控單元層的裝置數(shù)量眾多，為了保證系統(tǒng)的實時性和可靠性，需將這些裝置分為若干組，再通過現(xiàn)場總線分別組網(wǎng)至對應的通訊主控單元，通訊主控單元通過100M以太網(wǎng)和上位機系統(tǒng)監(jiān)控層進行通訊。本方案中FECS根據(jù)DCS系統(tǒng)DPU的配置配備FECS的通訊主控單元，即把與熱工生產流程密切相關的6kV和400V電動機等負載的保護、測控設備分在同一組接入通訊主控單元，通訊主控單元與DPU一一對應，實現(xiàn)通訊主控單元與DPU進行一對一通訊。通訊接口可以是串行接口（RS232/422/485），也可以是以太網(wǎng)。只有與熱工生產流程密切相關的數(shù)據(jù)和控制命令由這些通訊完成。由于每個通道的數(shù)據(jù)較少，沒有中間間隔，因此實時性、可靠性很高，可以取消全部硬接線。對于進線、低壓變壓器、廠用電源饋線等與生產流程關聯(lián)不大的保護測控設備以及發(fā)變組、高備變的保護測控設備、快切屏、同期屏、勵磁調節(jié)控制屏等設備的數(shù)據(jù)和命令，由于對實時性要求不高，考慮成本，則可通過以太網(wǎng)橋進行數(shù)據(jù)交換。
4  發(fā)電廠電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)的優(yōu)點
    在發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)中，每個開關柜均需裝設測量儀表及保護裝置，以滿足運行人員和電氣檢修人員對設備的監(jiān)測和維護要求。傳統(tǒng)的做法是通過控制電纜將各種信息送至DCS，由于受DCS以及電纜投資的限制，只是將部分重要的信息送至DCS，而大量的信息仍需運行，需檢修人員到現(xiàn)場查看，工作量相當大。而電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)，是在微機綜合繼電保護裝置和測控裝置的基礎上將控制、保護、測量、報警等信號在就地單元內處理成數(shù)據(jù)信息后經現(xiàn)場通訊總線傳輸至主控室的監(jiān)控計算機，全面滿足用戶對電氣設備的測量、保護和控制等要求。對比傳統(tǒng)DCS系統(tǒng)配置I/O卡件實現(xiàn)對廠用配電設備的控制和采集數(shù)據(jù)的手段，該系統(tǒng)有以下優(yōu)點：
?  二次保護和測控裝置分布于各電氣間隔，真正做到了分層分布。保護、測控可在底層由各自動化設備完成，不受通訊是否中斷的限制，系統(tǒng)的可靠性極高；
?  數(shù)據(jù)交換由硬接線信號變?yōu)橛嬎銠C通訊方式，數(shù)據(jù)量大，改變了以往只有重要電氣量才進入DCS而電氣運行人員仍需要到現(xiàn)場才能了解更多的設備詳細情況的狀況，真正地實現(xiàn)了電氣信息化和自動化，提高了運行和管理水平，為減員增效創(chuàng)造了條件；
?  電氣系統(tǒng)可獨立運行，實時響應速度高；
?  減少了DCS硬件設備，減輕了DCS負擔，為用戶節(jié)省了投資；
?  用極少量的通訊電纜就可將各就地設備連接到管理機，節(jié)省從配電裝置到DCS I/O柜的大量電纜，成本低，接線方式簡單靈活，敷設工作量及安裝工程費用相應降低；
?  簡化了二次接線，系統(tǒng)清晰，方便運行和檢修；
?  采用光纖及屏蔽雙絞線，抗干擾能力強；
?  使電氣與DCS的控制水平相一致，適應技術發(fā)展，電氣保護控制一步到位，避免了將來二次改造造成的投資浪費；
?  數(shù)據(jù)量的增加不需再增加電纜和I/O卡件；
?  電氣監(jiān)測管理系統(tǒng)可先于DCS安裝調試完畢，在廠用電受電時發(fā)揮重要作用，正常運行時也可作為DCS的后備操作手段。
5  經濟效益比較