發(fā)電廠二次設(shè)備的自動化改造分析

亢大鵬

【摘?要】目前電廠主要為“燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)”形式。燃?xì)怆姀S具有整體循環(huán)效率高、清潔環(huán)保、對環(huán)境污染小、調(diào)峰能力強(qiáng)，可以適應(yīng)快速啟停等優(yōu)點(diǎn)。雖然燃?xì)怆姀S普遍自動化程度比較高，但由于是新型的發(fā)電形式，仍存在許多設(shè)計不成熟的地方，因此需要進(jìn)行自動化改造，提升二次設(shè)備的自動化水平，使電廠運(yùn)行得更加經(jīng)濟(jì)、安全。就電廠電氣二次設(shè)備的自動化改造來說，需要把握重點(diǎn)環(huán)節(jié)，堅持一定的改造原則，確保自動化改造能夠滿足相應(yīng)的需求，達(dá)到一定的改造程度。

【關(guān)鍵詞】發(fā)電廠;二次設(shè)備;自動化改造

1電氣二次設(shè)備改造背景

電廠的設(shè)備大多數(shù)是功能多樣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、具系統(tǒng)性的，而電氣二次設(shè)備也是其不可缺少的一部分。目前，許多二次設(shè)備壽命已經(jīng)長達(dá)幾十年。由于電廠創(chuàng)立時生產(chǎn)力水平與科創(chuàng)能力較低，自動化技術(shù)的應(yīng)用成效普遍較低，而且還伴隨著一些由于器材陳舊、損耗導(dǎo)致的老化故障。因而，在電廠從事生產(chǎn)作業(yè)的過程中，其生產(chǎn)效率日益低下，同時工作人員需要花費(fèi)很多時間去維修各種老舊設(shè)備，提高了生產(chǎn)成本。針對這樣的問題，可以通過配置電氣二次設(shè)備來解決，利用計算機(jī)全程監(jiān)控電廠生產(chǎn)作業(yè)的全過程，出現(xiàn)任何問題都在遠(yuǎn)方調(diào)度中心實(shí)行遠(yuǎn)程調(diào)控，實(shí)現(xiàn)無人值班或精簡冗余人手的制度。這樣的好處是可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時閉環(huán)控制和必要時手動控制并舉，降低故障的發(fā)生率，提升機(jī)組的效能，保證電廠的生產(chǎn)作業(yè)維持高效率的生產(chǎn)模式。

2電氣二次設(shè)備最基本要求

應(yīng)實(shí)現(xiàn)對電氣二次設(shè)備的監(jiān)控與調(diào)節(jié)，一般包含了準(zhǔn)確、及時的對電氣二次設(shè)備的整體運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一處理和相關(guān)采集。在采集電氣設(shè)備運(yùn)行的過程當(dāng)中數(shù)據(jù)時，應(yīng)實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的自動化以及保障電氣二次設(shè)備能夠正常運(yùn)行，有效的對電氣二次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測與控制。設(shè)計電氣二次設(shè)備，應(yīng)不斷的提升電力系統(tǒng)的整體運(yùn)營水平，確保電能質(zhì)量;電氣二次設(shè)備設(shè)計，可以有效的改善了工作人員的日常工作環(huán)境，大大減少了值班人員，提升了電氣設(shè)備在運(yùn)行的過程中整體管理水平，真正的實(shí)現(xiàn)了少人或者無人進(jìn)行值班狀態(tài)。

3發(fā)電廠二次設(shè)備的自動化改造要點(diǎn)

3.1視頻監(jiān)控系統(tǒng)的自動化改造

在對該電廠的視頻監(jiān)控系統(tǒng)自動化改造中，施工單位將這一系統(tǒng)改造列為重點(diǎn)改造對象。當(dāng)前的很多新技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用到監(jiān)控系統(tǒng)中，對于提升監(jiān)控工作效率，促進(jìn)監(jiān)控效率的提升具有重要作用。遙視系統(tǒng)由位于調(diào)度端監(jiān)控中心的主站系統(tǒng)和安裝在子站系統(tǒng)組成，各部分通過通信網(wǎng)作為媒介連接。在無人值班的情況下，遙視系統(tǒng)可以將變電站現(xiàn)場的圖畫信息實(shí)時的上傳到監(jiān)控中心。遙視主站系統(tǒng)位于調(diào)度監(jiān)控中心，由一個主站構(gòu)成。通過該主站可遙控所有的信息，并對信息進(jìn)行匯總和處理。遙視主站系統(tǒng)可以對子站端圖畫信息進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，子站端的圖像信息可以在主站實(shí)時顯示，并對其進(jìn)行存儲和監(jiān)控。遙視主站通過操作員可以對任意子站進(jìn)行遙控，也可以選擇任意一個攝像機(jī)進(jìn)行遙控，及時地接收一些報警信息并進(jìn)行處理。除了對信息進(jìn)行監(jiān)控外，還可以遙控一些開關(guān)設(shè)備。遙視子站：主要負(fù)責(zé)站內(nèi)的各路視頻圖像信號的采集及數(shù)字化壓縮編碼與錄像存儲、報警信息采集、將變電站圖像信息上傳到調(diào)度端圖像監(jiān)控中心并接收響應(yīng)與執(zhí)行監(jiān)控中心的各種遙控命令。子站系統(tǒng)一般包括四部分：監(jiān)視攝像、煙感探測、安防報警、信號傳輸。傳輸信道決定著信息綜合傳輸技術(shù)條件的高低。最基本的技術(shù)條件要求包括了吞吐量高、可靠性高的特點(diǎn)，而且具有傳輸延遲率較低的特點(diǎn)。信息綜合傳輸所需要的信道的帶寬必須高于幾條信息同時傳輸所需要的寬帶之和，這樣才能保證信息能夠正常運(yùn)輸。只有傳輸帶寬高、緩沖區(qū)容量大和流量控制合理才能使信道具有高的吞吐量?，F(xiàn)在使用最廣泛的是最長2M及以上傳輸帶寬的E1信道和廣域網(wǎng)絡(luò)。這兩種信道的使用都可以保證信息傳輸?shù)募皶r可靠，信息延遲率極低。而且采用了數(shù)據(jù)壓縮以后，又保證了信息的高吞吐量。

3.2微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的自動化改造

微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)在改造的過程中，增加對主要設(shè)備和部件科學(xué)合理的保護(hù)措施和維修，防止產(chǎn)生以下這些問題，如過負(fù)荷、過電流、比率差動以及電壓閉鎖等等。并且，需要有效的保持設(shè)備中的閉鎖過電流、瞬間速斷、帶延時過流，如果發(fā)生電流接地的故障，系統(tǒng)會進(jìn)行適時自動的報警措施。同時，在對微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的變壓器進(jìn)行改造時，一定要對以下設(shè)施進(jìn)行保護(hù)改造：過負(fù)荷、過電流、回路斷線、速度以及零序電流等等，都需要采取相應(yīng)的保護(hù)改造。又因為某些系統(tǒng)在一些設(shè)備的影響下，例如自并勵勵磁系統(tǒng)，經(jīng)常會發(fā)生低頻震，因此需要利用控制規(guī)律的形式，或者采用電力系統(tǒng)的穩(wěn)定器，處理該故障，從而有效科學(xué)的完善發(fā)電機(jī)組的功能，使得電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性得以實(shí)現(xiàn)。在自并勵勵磁系統(tǒng)中，還可以利用三模冗余系統(tǒng)來控制發(fā)電機(jī)，由于該系統(tǒng)不與別的監(jiān)控電路結(jié)合使用，因此可以保證系統(tǒng)的實(shí)用性和安全性能，同時也可以避免因為每個部件的故障導(dǎo)致整個系統(tǒng)都出現(xiàn)故障和問題，使得設(shè)備無法正常運(yùn)行的情況發(fā)生。

3.3計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的自動化改造

電廠可分別從硬件、軟件兩個層面來著手自動化改造計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，所選擇的計算機(jī)監(jiān)控軟件也應(yīng)該具有分布式、開放性的特點(diǎn)，能夠同時實(shí)現(xiàn)通信聯(lián)絡(luò)、顯示輸出、故障診斷、回復(fù)事故處理信息、運(yùn)行維護(hù)管理、安全運(yùn)行監(jiān)視等多種功能;計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可利用控制層來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)采集、自診斷等，經(jīng)處理之后的數(shù)據(jù)可存儲到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中，而后再利用相應(yīng)設(shè)備和技術(shù)來完成數(shù)據(jù)的輸出顯示和數(shù)據(jù)分析，讓整個計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)具有較強(qiáng)的可控性。在計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)過程中，計算機(jī)可實(shí)時分析電氣設(shè)備的相關(guān)參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)，一旦有參數(shù)越界的情況出現(xiàn)，那么系統(tǒng)就會自動給相關(guān)值班人員發(fā)出報警語音，并且彈出報警信息窗口，以便相關(guān)人員在第一時間進(jìn)行處理，處理記錄也會自動地保存到系統(tǒng)中。與此同時，電廠可利用計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)來遠(yuǎn)程調(diào)整發(fā)電機(jī)組的有功功率、無功功率、運(yùn)行工況等，并且還可實(shí)現(xiàn)報警信號復(fù)歸、軸承溫度設(shè)置、定子線圈溫度設(shè)置、斷路器分合控制、發(fā)電機(jī)組負(fù)荷控制、變壓器油溫設(shè)置等。

4改造實(shí)例

某燃?xì)怆姀S現(xiàn)有2×200MW發(fā)電機(jī)組，2013年投產(chǎn)發(fā)電，隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，原有的熱控系統(tǒng)控制水平低、自動與保護(hù)不完善、運(yùn)行操作方式落后，嚴(yán)重影響機(jī)組的安全運(yùn)行，已經(jīng)不能適應(yīng)調(diào)峰和電力市場的需要。針對這種局面，借助此次招投標(biāo)機(jī)會，決定對于電氣二次設(shè)備進(jìn)行更新升級，主要對#2機(jī)組進(jìn)行分散控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、微機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行改造，整個改造工程歷時6個月，在改造過程中共更換控制電纜70多公里，拆除存在隱患的控制盤柜，熱控電纜全部更換，電氣電纜部分更換。經(jīng)過相關(guān)的電氣二次設(shè)備系統(tǒng)改造后的機(jī)組，整個生產(chǎn)面貌煥然一新，控制室較改造前更加簡潔、美觀，控制盤臺數(shù)量也大為減少，運(yùn)行人員對機(jī)組的監(jiān)控全部通過CRT和鼠標(biāo)實(shí)現(xiàn)，機(jī)組的正常運(yùn)行和檢查。借助整體的DCS操作，減輕了運(yùn)行人員監(jiān)盤的強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)機(jī)、爐的良好協(xié)調(diào)功能。機(jī)組熱耗比改造前下降0.35%～0.5%，給水溫度上升7℃，不僅安全性、穩(wěn)定性得到極大提高，而且取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

5結(jié)束語

在對電廠電氣二次設(shè)備進(jìn)行自動化改造后，不僅可以提高發(fā)電機(jī)組的使用效果，還可以提高電廠各種系統(tǒng)的質(zhì)量，通過優(yōu)化改善電廠的運(yùn)行模式，進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)自動化，從根本上解決了電廠的生產(chǎn)問題，節(jié)約了電廠的生產(chǎn)成本，充分的推動電廠行業(yè)高效科學(xué)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：國家能源集團(tuán)康平發(fā)電有限公司）