發(fā)電廠電氣設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用研究

馬海鵬

摘要：國(guó)家經(jīng)濟(jì)能力不斷提升，隨之在電力企業(yè)的投入也在隨之增大，推動(dòng)了我國(guó)電力能源工程的大力發(fā)展。而發(fā)電廠研發(fā)電氣設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)更是與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定有著必然的聯(lián)系。社會(huì)要持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展下去，各界工作就必須要保證效率與安全通行，這也是電力能源生產(chǎn)的發(fā)展道路，也只有這種方式才能夠有效推動(dòng)電力能源行業(yè)的高效發(fā)展，使得獲取的經(jīng)濟(jì)利益不斷提高，所以，提升自動(dòng)化技術(shù)是現(xiàn)今發(fā)電廠的必然途徑。就此，我們開展了對(duì)發(fā)電廠電氣設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用研究，以求尋找到更有效更值得參考的技術(shù)提升手段，并明確未來的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠電氣設(shè)備;自動(dòng)化技術(shù);應(yīng)用

1發(fā)電廠電氣自動(dòng)化的作用

電氣自動(dòng)化在發(fā)電廠的日常工作中有著不可替代的地位，不僅可以提升自動(dòng)化程度，降低員工勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省成本，還可以有效的減少由于人為因素而導(dǎo)致的操作失誤。總結(jié)起來有如下兩個(gè)方面：

首先，發(fā)電廠電氣自動(dòng)化技術(shù)，可以為現(xiàn)代發(fā)電廠正常運(yùn)行和生產(chǎn)提供更加有力的保障。由于發(fā)電廠的主要任務(wù)之一就是保證按照要求，進(jìn)行穩(wěn)定的發(fā)電工作。在電氣自動(dòng)化技術(shù)的支持下，發(fā)電廠能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄。一旦出現(xiàn)異常，自動(dòng)化系統(tǒng)就會(huì)及時(shí)的發(fā)現(xiàn)，并發(fā)出警報(bào)或按照預(yù)案采取相應(yīng)的措施，使發(fā)電廠的運(yùn)行能夠更加安全平穩(wěn)。其次，可以更好的保證發(fā)電的質(zhì)量。發(fā)電廠在運(yùn)行的過程中，發(fā)電設(shè)備會(huì)隨著用電負(fù)荷的功率而受到影響，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)電的頻率和電壓產(chǎn)生不穩(wěn)定的變化，給電網(wǎng)的調(diào)節(jié)帶來額外的負(fù)擔(dān)。而電氣自動(dòng)化則可以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)組的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，更好的按照用電量來調(diào)整和穩(wěn)定發(fā)電的頻率與電壓，提高發(fā)電的質(zhì)量。

2發(fā)電廠電氣設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)

2.1集中監(jiān)控

發(fā)電廠的運(yùn)行需要專門的控制監(jiān)督系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行監(jiān)督，而在發(fā)電廠電氣集中監(jiān)控系統(tǒng)中，集中區(qū)域的處理器才是發(fā)展的核心，因此要求技術(shù)人員要對(duì)集中處理器進(jìn)行監(jiān)控并激發(fā)系統(tǒng)的真正作用，在保證激發(fā)系統(tǒng)作用的基礎(chǔ)上整合監(jiān)控系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，方便后續(xù)電氣設(shè)備的處理。從目前我國(guó)的發(fā)電廠電氣設(shè)備自動(dòng)化進(jìn)程來看，采用集中監(jiān)控方式對(duì)系統(tǒng)來說，其結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，運(yùn)行起來也非常方便，并且集中監(jiān)控對(duì)控制站的要求也非常低。但需要注意的是，集中監(jiān)控這種方式并不適合監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)終端較多的情況，因?yàn)楸O(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)終端較多時(shí)會(huì)降低主機(jī)的冗余度，進(jìn)而間接增加了投資成本。

2.2總線監(jiān)控

作為當(dāng)前發(fā)電廠中先進(jìn)的監(jiān)控系統(tǒng)，總線監(jiān)控系統(tǒng)在很多領(lǐng)域都有應(yīng)用，總線監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)非常明顯，其可以將自身的所有監(jiān)控點(diǎn)都連接在一起，簡(jiǎn)化了技術(shù)人員的布線難度，達(dá)到降低系統(tǒng)運(yùn)行成本的目的。隨著總線相關(guān)協(xié)議的不斷完善，總線監(jiān)控系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性也將得到全面提升，真正實(shí)現(xiàn)了智能化發(fā)展的目的。

2.3遠(yuǎn)程監(jiān)控

遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)屬于傳統(tǒng)監(jiān)控模式下比較常見的監(jiān)控手段，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中是一個(gè)主要負(fù)責(zé)收集數(shù)據(jù)信息并分析判斷的硬件系統(tǒng)。目前這一硬件系統(tǒng)在我國(guó)社會(huì)各領(lǐng)域中的應(yīng)用都是非常廣泛的，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)電廠電氣設(shè)備的真實(shí)運(yùn)行狀態(tài)，這樣技術(shù)人員就可以利用遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)觀察電氣設(shè)備，一旦出現(xiàn)問題，維護(hù)人員也可以在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題，并根據(jù)出現(xiàn)的問題提出與之相應(yīng)的解決措施，從而達(dá)到高效解決問題的目的。但是遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)不能進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)，因?yàn)樗皇且粋€(gè)監(jiān)控系統(tǒng)，而且也不能對(duì)自身進(jìn)行自我故障診斷。如果系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中出現(xiàn)了問題而沒有技術(shù)獲取警報(bào)信息的話，將會(huì)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生非常嚴(yán)重的影響。

3發(fā)電廠電氣設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

3.1日常行政管理

日常行政管理是指企業(yè)中各方面便利的基礎(chǔ)系統(tǒng)，其運(yùn)行是由電氣系統(tǒng)中的電子信息系統(tǒng)所支持的，其中還包括一些基礎(chǔ)的信息處理軟硬件參與實(shí)施。以上系統(tǒng)在日常行政管理及工作減少了許多繁復(fù)多余的工作環(huán)節(jié)，提高了工作、管理效率。這些系統(tǒng)在發(fā)電廠各個(gè)環(huán)節(jié)、部門都可以投入使用，如財(cái)務(wù)管理、辦公自動(dòng)化、設(shè)備維護(hù)、燃料分配、節(jié)約環(huán)保、人是管理等等。

3.2生產(chǎn)設(shè)備、流程監(jiān)測(cè)

發(fā)電廠中的設(shè)備普遍是大型設(shè)備，運(yùn)行過程有一定危險(xiǎn)系數(shù)，但是其可控制程度也相對(duì)較高，在發(fā)電廠的生產(chǎn)全過程中，可以給予電廠的生產(chǎn)設(shè)施具有大型化，高?；煽爻潭雀叩忍攸c(diǎn)，為使整個(gè)生產(chǎn)過程中提供24小時(shí)的隨時(shí)監(jiān)控監(jiān)管。發(fā)電廠自動(dòng)化技術(shù)主要運(yùn)用了比較成熟的NSC、CSC、BSJ等可靠的國(guó)內(nèi)技術(shù)，還運(yùn)用了國(guó)外的SCS系列等。利用發(fā)電廠電力自動(dòng)化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中各項(xiàng)龐大數(shù)據(jù)分析，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)體系實(shí)施有效且智能的監(jiān)控。發(fā)電廠生產(chǎn)過程中難免產(chǎn)生故障，影響生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)效率，而自動(dòng)化技術(shù)帶來的監(jiān)控體系，可以有助于減少這些故障的產(chǎn)生幾率，既是有故障發(fā)生，也可以及時(shí)給予解決，快速提出解決方案，組織更壞的情況繼續(xù)發(fā)生，影響生產(chǎn)安全，造成嚴(yán)重?fù)p失。一旦發(fā)生停電故障，安全控制系統(tǒng)比經(jīng)濟(jì)控制系統(tǒng)更有保障。比如國(guó)內(nèi)一些重要的電力生產(chǎn)企業(yè)，如三峽水電站等，在進(jìn)行生產(chǎn)電力、輸送電力時(shí)，往往需要對(duì)各個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)線路情況進(jìn)行及時(shí)的反映，運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)可以減少許多工作上的失誤，使得工作更有效率。

4發(fā)電廠電氣自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用中存在的問題和優(yōu)化策略

4.1問題

第一，設(shè)備元器件的質(zhì)量相對(duì)較差。電氣自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用無法脫離相應(yīng)的控制設(shè)備，控制設(shè)備之中包含數(shù)量眾多，種類繁雜的元器件。由于所有元器件的生產(chǎn)廠家不可能完全一致，企業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量可能存在較大差異，如果發(fā)電廠方面在選購(gòu)元器件時(shí)無法保證元器件質(zhì)量，那么可能會(huì)影響實(shí)際生產(chǎn)。與此同時(shí)，元器件的損耗較為嚴(yán)重，日常更換較為頻繁，生產(chǎn)企業(yè)方面的若無法保證元器件供給，那么也會(huì)影響發(fā)電廠的正常生產(chǎn)。第二，環(huán)境影響。電氣自動(dòng)化控制設(shè)備之中包含很多精密部件，外界的溫度、濕度、靜電、大氣壓強(qiáng)等都會(huì)對(duì)之產(chǎn)生影響，精密部件難以正常工作，電氣自動(dòng)化設(shè)備使用的可靠性將會(huì)大打折扣，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)苯訉?dǎo)致?lián)p毀問題發(fā)生。第三，相關(guān)工作人員的能力有待加強(qiáng)。電氣自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用是一件比較復(fù)雜的工作，需要有相應(yīng)的專業(yè)人士支持并完成相應(yīng)的操作步驟。然而當(dāng)前很多發(fā)電廠內(nèi)部的電氣自動(dòng)化控制人員多為非專業(yè)人士，不僅缺乏相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)且缺乏必要的知識(shí)，容易發(fā)生操作失誤或是違規(guī)操作問題，進(jìn)而容易誘發(fā)各種安全故障。與此同時(shí)，自動(dòng)化控制設(shè)備需要有相應(yīng)的檢修維護(hù)人員，如此才能夠保證及時(shí)排查故障將故障影響控制于最小范圍，然而，發(fā)電廠方面當(dāng)前檢修維護(hù)人員數(shù)量較少，且素質(zhì)相對(duì)較低。

4.2優(yōu)化策略

首先，提高電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的設(shè)計(jì)水平，讓實(shí)用價(jià)值成為提高電氣自動(dòng)化控制設(shè)備使用效率、使用安全的基石。積極組織相關(guān)的設(shè)計(jì)人員對(duì)元器件運(yùn)行、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)可行性等進(jìn)行深入鉆研，利用所獲得的數(shù)據(jù)改進(jìn)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備設(shè)計(jì)，盡可能的完善、優(yōu)化自動(dòng)化控制設(shè)備構(gòu)造。其次，精簡(jiǎn)設(shè)備組裝及時(shí)更換相關(guān)的元器件，及時(shí)淘汰老舊元器件，在組裝時(shí)盡量選擇最新技術(shù)，盡可能的降低設(shè)備損耗，為自動(dòng)化控制設(shè)備運(yùn)行提供良好的外部環(huán)境。加大設(shè)備定期檢查力度，及時(shí)排查各類隱患并對(duì)之加以處理，防止出現(xiàn)設(shè)備老化、設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行等問題。最后，加大相關(guān)人員的培養(yǎng)力度，豐富操作人員的知識(shí)技能，使其能夠妥善處理各種技術(shù)應(yīng)用問題。與此同時(shí)，加大相關(guān)人才的引入力度，定期舉辦相關(guān)的培訓(xùn)活動(dòng)，在開闊操作人員眼界的同時(shí)豐富其經(jīng)驗(yàn)，全面拔高其素質(zhì)。

5未來發(fā)展與展望

如今這個(gè)科技、信息的時(shí)代，以太網(wǎng)的發(fā)展得到了更大的推動(dòng)力。在電力生產(chǎn)行業(yè)中，以太網(wǎng)也多了一個(gè)發(fā)展運(yùn)用的平臺(tái)。以太網(wǎng)有著傳輸效率高、儲(chǔ)存信息量大的優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用實(shí)施的成本較低，所以在工業(yè)生產(chǎn)中得到了大力推廣和應(yīng)用。目前我國(guó)大多發(fā)電廠都是用的是以太網(wǎng)作為監(jiān)管體系。有了這樣的系統(tǒng)有利于發(fā)電廠實(shí)時(shí)監(jiān)管設(shè)備和人事，即使是在不同的終端，也可以實(shí)現(xiàn)信息交換，十分的便利且穩(wěn)妥，使得工作生產(chǎn)的效率得到了高效的提升，精力、經(jīng)濟(jì)的投入也大大減少。如今發(fā)電廠的建設(shè)一定會(huì)考慮到網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的安排，只有網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化技術(shù)建立起來了，數(shù)據(jù)庫(kù)也就建立起來了，有助于電廠監(jiān)管工作有效進(jìn)行。傳統(tǒng)發(fā)電廠中的變換器運(yùn)用的是相控制整流，而隨著科技的發(fā)展，與電子信息技術(shù)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)信息設(shè)備也不斷地發(fā)展投入應(yīng)用。目前已經(jīng)投入生產(chǎn)、使用的設(shè)備是傳統(tǒng)企業(yè)難以企及的了。所以在自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，對(duì)其自身的要求也越來越高，特別是對(duì)數(shù)據(jù)集成的要求更加高，這就有關(guān)于變換器的提高應(yīng)用。而現(xiàn)在的發(fā)電廠，普遍使用的是PWM變換器，它是一種利用直流環(huán)的變換器，是一種不同于傳統(tǒng)變換器的一種高效率設(shè)備，不在需要高壓環(huán)境，只需要低壓就可以進(jìn)行切換工作。比起傳統(tǒng)的工作流程也更加安全，降低了多余能源的消耗，減少人力物力的損失，在目前的自動(dòng)化系統(tǒng)中是主流。

結(jié)語

當(dāng)前，發(fā)電廠使用的綜合化自動(dòng)化技術(shù)比起以往的分散式的技術(shù)系統(tǒng)更有優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用范圍也比起傳統(tǒng)形式更廣泛，也更加安全穩(wěn)定。整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)綜合了現(xiàn)代智能化網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，更有效地提高了其工作效能，推動(dòng)發(fā)電廠能源生產(chǎn)高效工作。如今經(jīng)濟(jì)、科技快速發(fā)展和提高，我們的生活、工作越來越離不開電力，對(duì)電力能源的要求越來越高，為了使民眾使用高質(zhì)量、穩(wěn)定的電力資源，要求發(fā)電廠安全、高效、穩(wěn)定的生產(chǎn)電力資源。如果要保障這項(xiàng)工作，高效發(fā)展自動(dòng)化技術(shù)是必不可少的步驟。目前雖然已經(jīng)形成了普遍是用自動(dòng)化技術(shù)，但是現(xiàn)在的自動(dòng)化系統(tǒng)還存在許多缺陷，還有很多的進(jìn)步空間，這也是現(xiàn)今相關(guān)工作者從事的主要工作，為民眾使用高質(zhì)量、安全的電力資源著想，并從中獲得超過經(jīng)濟(jì)價(jià)值的東西。

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