試論電廠電氣二次設(shè)備及自動(dòng)化改造

李承新

摘 要：在電廠電氣生產(chǎn)中，二次設(shè)備主要用于測(cè)量、監(jiān)測(cè)、控制一次設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，其自動(dòng)化程度與電廠的正常運(yùn)行有直接關(guān)系。對(duì)該設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化改造，有利于提高電氣生產(chǎn)效率，保障電廠持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。文章簡(jiǎn)單闡述了電廠電氣二次設(shè)備的特點(diǎn)及其自動(dòng)化改造意義，重點(diǎn)針對(duì)某火電廠提出了相應(yīng)的改造思路，分析了其具體改造內(nèi)容，以供參考。

關(guān)鍵詞：火電廠 電氣二次設(shè)備 自動(dòng)化改造

盡管隨著新能源在電氣生產(chǎn)中的應(yīng)用，其生產(chǎn)方式呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展態(tài)勢(shì)，但火力發(fā)電仍然是當(dāng)前電氣生產(chǎn)的首選。在長期的生產(chǎn)中，火電廠電氣二次設(shè)備所隱藏的問題逐漸暴露，無法適應(yīng)日益增長的電氣生產(chǎn)需要，也容易造成安全問題，同時(shí)給火電廠保持市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)生了制約作用。所以，針對(duì)該設(shè)備的自動(dòng)化改造是當(dāng)前火電廠要深入思考和研究的重要內(nèi)容。

一、電廠電氣二次設(shè)備特點(diǎn)及其自動(dòng)化改造意義

（一）特點(diǎn)

在電廠電氣生產(chǎn)中，二次設(shè)備主要用于監(jiān)測(cè)、控制一次設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，包含各種儀表、導(dǎo)線與繼電保護(hù)設(shè)備及信息化系統(tǒng)與設(shè)備，如監(jiān)控系統(tǒng)、通訊設(shè)備等，具有較強(qiáng)的輔助作用。這類設(shè)備以網(wǎng)絡(luò)為依托，借助計(jì)算機(jī)發(fā)揮自身功能，其運(yùn)行對(duì)自動(dòng)化程度有較高要求。

（二）自動(dòng)化改造意義

從宏觀角度看，不少電廠的電氣二次設(shè)備自動(dòng)化程度不高，雖然應(yīng)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，但仍然依賴人工操作，并未真正做到全面自動(dòng)化。經(jīng)過長時(shí)間的使用，電氣二次設(shè)備所隱藏的問題逐漸暴露，如對(duì)運(yùn)行狀況與故障問題反映不及時(shí)、原有器件難以購買或用其他器件替代、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)融入性不高等。為提升這類設(shè)備的自動(dòng)化程度，節(jié)約電氣生產(chǎn)成本，同時(shí)保障電廠持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，電廠有必要對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)化改造。

二、電廠電氣二次設(shè)備自動(dòng)化改造案例分析

（一）電廠概況

自動(dòng)化改造對(duì)象為某市火力發(fā)電廠，該廠所應(yīng)用的二次設(shè)備時(shí)間已久。當(dāng)初進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備建設(shè)時(shí)，受到技術(shù)與其他建設(shè)條件的限制，所引入的設(shè)備、所搭建的系統(tǒng)自動(dòng)化程度不高，也缺少必要的設(shè)施設(shè)備，如全面的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)等。在長時(shí)間的運(yùn)行中，大多二次設(shè)備已經(jīng)呈現(xiàn)出老化狀態(tài)，其運(yùn)行效率大大降低，常會(huì)出現(xiàn)多種電氣故障，如接地故障、開關(guān)異常故障、儀表數(shù)據(jù)顯示異常故障、絕緣故障等。而且，由于對(duì)故障信息了解不夠，故障檢修率也不高，再加上設(shè)備型號(hào)太老，有很多設(shè)備的配套零件幾乎停產(chǎn)，也難以找到相應(yīng)的替代品，管理維護(hù)人員往往需要大量時(shí)間與精力進(jìn)行故障維修。因此，該火力發(fā)電廠亟須進(jìn)行自動(dòng)化改造。

（二）總體改造思路

該廠自動(dòng)化改造基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)、機(jī)械設(shè)備制造技術(shù)，通過對(duì)不同控制層設(shè)備的優(yōu)化配置來實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)、控制等功能的自動(dòng)化?？傮w改造思路如下：其一，探查當(dāng)前設(shè)備設(shè)施中的安全隱患，對(duì)其進(jìn)行有效處理，從而保障電氣生產(chǎn)安全，維持機(jī)組安全運(yùn)行;其二，改造微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)及配套輔助系統(tǒng)設(shè)備與電纜，提高人員、機(jī)組調(diào)節(jié)速度，改善事故反應(yīng)速度，推動(dòng)勞動(dòng)生產(chǎn)率的有效提升，進(jìn)一步促進(jìn)電廠運(yùn)營的經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)展;其三，構(gòu)建智能化的無人或少人值守的管理模式，以實(shí)現(xiàn)對(duì)成本的有效節(jié)約，同時(shí)減輕人員工作強(qiáng)度。

（三）具體改造內(nèi)容

1.計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)改造

對(duì)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化改造，重點(diǎn)從兩方面入手。硬件方面，淘汰不能用的、老化嚴(yán)重的、不支持先進(jìn)計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)的設(shè)施設(shè)備，根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的布設(shè)需要引入新的設(shè)施設(shè)備。軟件方面，選擇分布式、有較強(qiáng)開放性、安全性高、可滿足故障診斷與信息反饋等多種功能的監(jiān)控軟件。改造完成之后，保證整個(gè)系統(tǒng)能夠通過控制層完成故障診斷、數(shù)據(jù)全過程分析處理等操作，同時(shí)根據(jù)預(yù)設(shè)命令控制電廠內(nèi)不同機(jī)組的啟保停?；疽龅饺缦乱螅弘姀S正常運(yùn)營中，該系統(tǒng)能實(shí)時(shí)收集電氣生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過參數(shù)對(duì)比把握異常情況，并發(fā)布警告信號(hào)，同時(shí)自動(dòng)保存處理記錄。另外，該系統(tǒng)也能幫助管理人員遠(yuǎn)程調(diào)整發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)。

2.視頻監(jiān)控系統(tǒng)改造

視頻監(jiān)控系統(tǒng)改造基于TCP/IP協(xié)議，保證電廠各機(jī)組運(yùn)行圖像信息的實(shí)施傳遞與電廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的互聯(lián)互通，以及多方通信穩(wěn)定。改造過程中，于中央控制室內(nèi)構(gòu)建視頻監(jiān)控平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備接入、信息獲取、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、報(bào)警等功能的綜合管理。構(gòu)建該平臺(tái)時(shí)，應(yīng)當(dāng)把握電廠圖像監(jiān)控需求，具體包括視頻數(shù)據(jù)采集與分析處理及相關(guān)設(shè)備管理等，基于此進(jìn)行改平臺(tái)的構(gòu)建。為確保視頻圖像有足夠的清晰度，選擇適宜的高度壓縮數(shù)字視頻編碼器標(biāo)準(zhǔn)，比如PEG4。

3.微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)改造

微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)改造內(nèi)容為變壓器保護(hù)、發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)，以實(shí)現(xiàn)電廠運(yùn)行穩(wěn)定性的有效提升。變壓器保護(hù)中，對(duì)于速度、過電流、電壓回路斷線等保護(hù)均進(jìn)行設(shè)置，為避免相應(yīng)的勵(lì)磁系統(tǒng)受干擾，則在這一系統(tǒng)中應(yīng)用三模冗余系統(tǒng)為控制通道。發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)中，改造主要設(shè)備與部件，防止出現(xiàn)過流等情況，減少故障的發(fā)生概率。

三、結(jié)語

電氣二次設(shè)備對(duì)電廠正常穩(wěn)定運(yùn)行有不可磨滅的作用，對(duì)該系列設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化改造，應(yīng)當(dāng)立足實(shí)際，借助多種先進(jìn)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，改善設(shè)備性能，同時(shí)根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)備設(shè)施的引入與淘汰，為提升電廠電氣生產(chǎn)效率創(chuàng)造良好的物理環(huán)境條件。

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