電廠熱控系統(tǒng)調(diào)試優(yōu)化探究

中國能源建設集團華中電力試驗研究院有限公司 陳凱紅

1 引言

電力系統(tǒng)作為我國經(jīng)濟社會發(fā)展中重要的基礎性能源支撐之一，近年來隨著產(chǎn)業(yè)升級、技術轉(zhuǎn)型、設備更新，以及智能化程度的提升，對增加電能產(chǎn)量、滿足社會生產(chǎn)和居民需求，發(fā)揮的作用日益明顯[1]。在電力行業(yè)光明發(fā)展前景的映照下，電力系統(tǒng)正朝著智能化數(shù)字化系統(tǒng)化的方向快速發(fā)展，電廠生產(chǎn)中的熱控保護裝置、日常設備運行維護，以及故障檢測的技術手段實現(xiàn)了突破性創(chuàng)新。

2 熱控調(diào)試在電廠應用中的重要性

2.1 電廠熱控調(diào)試系統(tǒng)概述

電廠熱控調(diào)試系統(tǒng)內(nèi)容范圍涵蓋了人機接口裝置、運行控制裝置，以及中間設備連接裝置等關鍵部分。在大數(shù)據(jù)時代背景下電廠熱控調(diào)試重點體現(xiàn)在借助管理人員、崗位操作人員的現(xiàn)場操作，對系統(tǒng)調(diào)整、網(wǎng)絡設置及設備運行進行控制，利用先進信息技術實施對電流電壓及中間環(huán)節(jié)設備條件的安全保障，實現(xiàn)熱控調(diào)試系統(tǒng)各環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，為有效解決熱控系統(tǒng)問題，檢查排除故障，實現(xiàn)安全生產(chǎn)創(chuàng)造有利條件。

2.2 電廠熱控調(diào)試系統(tǒng)應用意義

縱觀電廠熱控系統(tǒng)調(diào)節(jié)的全貌，其工作狀態(tài)如何主要取決于外因因素、設備狀態(tài)、人員狀態(tài)等方面。其中影響最主要的是電氣設備方面，集中體現(xiàn)在一旦出現(xiàn)系統(tǒng)性電源、電壓、電流不穩(wěn)定、偏高或偏低，都會對設備產(chǎn)生直接影響。人工操作連接技術不過硬，導致接錯線路又會造成短路產(chǎn)生發(fā)熱，甚至干擾爆炸起火等電廠事故。在具有腐蝕性、熱蒸汽聚集的環(huán)境內(nèi)，由于管理人員對熱控調(diào)試設備圖紙設計不了解，不能及時發(fā)現(xiàn)設備型號與設計不相符等問題，一方面導致火災報警電纜的頻度增加，另一方面當熱電纜承受溫度超過了承載極限，又將引起火災甚至大面積停電。

電廠作為電能供應的源頭其調(diào)控系統(tǒng)組成內(nèi)容十分復雜。從功能分類作用來看，包括熱工檢測，自動儀表檢測，設備調(diào)節(jié)以及運行信號傳輸?shù)汝P鍵環(huán)節(jié)。其中，熱控調(diào)試對發(fā)電機組及相關設備具有關鍵影響，檢測部位、覆蓋測試、過程監(jiān)控，必須在實施新機組安裝調(diào)試后，方可進行后續(xù)熱控過程施工調(diào)試。因此，開展電廠的熱控裝置安裝調(diào)試及定期保養(yǎng)，既能解決電廠熱控能力測試欠缺的問題，也能及時消除電廠安全運行不穩(wěn)定因素。

3 電廠熱控調(diào)試運行中常見問題

在電廠熱控調(diào)試工作中還存在較多問題，如圖1所示。

3.1 供電系統(tǒng)故障

電廠運行過程中供電故障是較為常見的問題之一，主要原因在于電力系統(tǒng)中接線端的火線、零線虛接、接地端，不能按照操作標準正常進行，導致漏接反接引起短路發(fā)熱，甚至大面積停電等嚴重故障。電控系統(tǒng)運行中會產(chǎn)生大量伴熱，當超過電阻保護裝置數(shù)值后，電廠電路保護系統(tǒng)、電網(wǎng)報警系統(tǒng)，就會自然啟動防御預警機制自動斷電。當設備的絕緣層發(fā)生嚴重質(zhì)量問題時，采取的處置措施不當就會產(chǎn)生漏電、放電等嚴重影響，導致電廠熱控系統(tǒng)中供電線路危險系數(shù)升級，對巡線及運維工作人員的生命安全構(gòu)成嚴重威脅。

3.2 系統(tǒng)干擾故障

電廠設備運行過程中最主要的干擾產(chǎn)生在系統(tǒng)電磁干擾、相鄰線路間碰接等環(huán)節(jié)，這些內(nèi)容都是引起電廠調(diào)試系統(tǒng)短路漏電的重要因素，需要在實際運行中特別注意[2]。例如，電纜線的電流由于強弱不同，電纜線敷設間距不夠，一旦發(fā)生碰撞纏繞就會受電磁干擾影響，引發(fā)電纜電壓值瞬間提升或超低壓狀態(tài)，當纜線之間距離超過安全極限值后就會產(chǎn)生發(fā)熱、電磁等干擾現(xiàn)象。因此，合理設計電源線之間的距離，科學布置各元件配件位置關系，是確保電廠熱控系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性的關鍵環(huán)節(jié)之一。

3.3 設備不匹配故障

電力熱控系統(tǒng)構(gòu)造十分復雜，相當部分設備在外形型號功能以及安裝方式上，既存在一定的相似之處、又存在著本質(zhì)不同。這就要求電廠熱控調(diào)試工作人員，要分清各階段工作重點，調(diào)試前管理人員、操作崗位員工，要按照圖紙設計要求詳細進行巡線及踏勘等前期工作，借助先進測量儀器手段避免設備間匹配度不夠，導致使用情況與圖紙設計不相符，造成熱控系統(tǒng)輸出端的功能達不到預期要求。當設備測試過程出現(xiàn)損壞、質(zhì)量不達標等嚴重情況時，調(diào)試人員務必在切實解決好本環(huán)節(jié)問題基礎之上，方可進行下步調(diào)試，切不可缺乏應急預案指導，對設備損失情況置之不理，盲目進行后續(xù)工作，導致苗頭性前兆性問題無法發(fā)現(xiàn)解決，誘發(fā)更大的電廠故障。

3.4 熱控系統(tǒng)硬件故障

熱控系統(tǒng)硬件故障主要表現(xiàn)在，系統(tǒng)報警燈不能及時啟動、預警系統(tǒng)失靈，導致延誤搶險的最佳時間，誘發(fā)設備模板底座終端匹配器出現(xiàn)連鎖反應，造成電力失制的災難性后果。在熱控系統(tǒng)軟件安裝過程中，由于缺乏對控制組件問題的及時發(fā)現(xiàn)和處理能力，安裝過程中操作人員對軟件升級改造數(shù)據(jù)恢復維護不及時，造成通信聯(lián)絡線路被打斷，影響了軟件間相互匹配的功能，同時在架設線路輸送電線時不能準確區(qū)分強弱電纜區(qū)，使兩者產(chǎn)生強烈的信號干擾。在電廠熱控調(diào)試運送過程中，崗位操作人員缺乏愛崗敬業(yè)精神，工作專注度不夠，不具備相應問題的處理和判斷能力，不能及時消除電壓電流電感波動產(chǎn)生的影響，導致電廠導線連接錯誤引發(fā)電阻阻抗過大，甚至電源泄漏等嚴重問題，為產(chǎn)生嚴重的漏電事故留下隱患，對電力系統(tǒng)整體的時效性安全性造成嚴重影響。

4 電廠熱控系統(tǒng)調(diào)試問題解決措施

4.1 優(yōu)化系統(tǒng)靜態(tài)及單體調(diào)試進度

電廠熱控系統(tǒng)的復雜性表現(xiàn)在，既要發(fā)揮靜態(tài)系統(tǒng)的功能作用，又要保持與單體調(diào)試進度的相一致。在進行靜態(tài)系統(tǒng)調(diào)試優(yōu)化過程中，必須以系統(tǒng)安全受電檢查、線路運行保障、嚴格執(zhí)行作業(yè)票制度為基礎，實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)所有模塊的統(tǒng)一指揮調(diào)度，使所有模塊均處在拔出斷電狀態(tài)，同時電廠熱控與外界設備進行連接傳動，調(diào)試工作人員必須充分了解、檢查電路電子柜輸出輸入連接線的準確性，避免電壓不穩(wěn)定產(chǎn)生強電竄入熱控系統(tǒng)，造成不可控威脅，待所有措施全部落實到位、并得到工作票確認后，方可在統(tǒng)一的調(diào)試調(diào)令指導下，按順序開展系統(tǒng)插入模塊工作；所有調(diào)試工作結(jié)束之后，再在統(tǒng)一指令下立即拔出模塊，為靜態(tài)系統(tǒng)調(diào)試優(yōu)化，確保熱控系統(tǒng)的安全性穩(wěn)定性創(chuàng)造條件。進行單體測試優(yōu)化控制，必須以熱控輸電結(jié)束為起點，以可進入盤柜線連接為前提，按照進度安排規(guī)定當纜線和單體測試完成一半進度時，借助計算機模擬系統(tǒng)和中心控制指令，準確劃分電廠熱控調(diào)試各時間段分配。在確保整體測試質(zhì)量的基礎上，加快單體不同模塊的測試進度，實施過程中要優(yōu)化控制設計人員、現(xiàn)場管理人員、崗位操作員工的流程，嚴格執(zhí)行規(guī)范標準，根據(jù)工作進展情況靈活安排接線人員合理控制調(diào)試進度，以整體推進最優(yōu)化作為單體調(diào)試的規(guī)范要求。

4.2 完善冗余步驟設計

電力熱控系統(tǒng)保護裝置調(diào)試過程十分復雜，要以合理的冗余設置為前提，將經(jīng)過實踐證明成熟化的熱控冗余技術、借助自動化智能手段靈活運用。為確保電力系統(tǒng)實際運行狀態(tài)穩(wěn)定可控，完善冗余設計保護裝置必須以熱控信號運行的可靠性、設備動態(tài)管理的穩(wěn)定性為前提，通過合理的監(jiān)控手段、采取相應的設備調(diào)控技術，確保熱控保護裝置信號源輸出接入的安全[3]。在安全預警和故障防范的保護下，第一時間發(fā)現(xiàn)苗頭隱患、第一時間作出故障檢修處理，并通過系統(tǒng)指示向現(xiàn)場維護人員發(fā)出警報數(shù)據(jù)，使冗余設計步驟始終在信息系統(tǒng)的指導下，準確確定事故位置，合理確定保護措施，確保工作人員的人身安全。完善電熱調(diào)試系統(tǒng)的冗余步驟設計，要堅持與時俱進的思想方法，及時跟進跟蹤國際國內(nèi)先進的設計技術，引進科學的設計方法，將引入綠色環(huán)保生態(tài)技術、使用清潔綠色材料，廣泛運用于冗余步驟設計之中，提高設計的可行性環(huán)保性。

4.3 提升調(diào)試人員技能素質(zhì)

實施電廠熱控系統(tǒng)模式要從正反兩個方面入手，及時總結(jié)成功實踐案例、深入分析事故產(chǎn)生原因，借助大數(shù)據(jù)信息處理技術，提高電控系統(tǒng)測試的工作效率與管理者技能素質(zhì)。其中，提升測試人員整體素質(zhì)，必須立足于控制系統(tǒng)整體情況復雜的實際，堅持保障測試工作順暢、保證設備正常運行、呵護工作人員安全的總基調(diào)，實現(xiàn)調(diào)控內(nèi)容、調(diào)控手段與工作流程、施工順序的無縫連接。工作人員從調(diào)控工作標準、工作流程體系、制度規(guī)范執(zhí)行的有效性出發(fā)，對容易誘發(fā)事故的不利因素進行準確分析，合理制定相應的措施。特別針對熱控系統(tǒng)安裝不完整、操作標準規(guī)范不嚴格的情況，要將提升調(diào)試人員素質(zhì)作為重點，落實相關的標準規(guī)范，為分級分類重點處理相關事故，確保工作流程的規(guī)范性，發(fā)揮科技的指導作用，為電力系統(tǒng)維護和整體安全運行提供人力資源保障。

4.4 改進保護裝置

確保電廠供電系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電、送電過程的系統(tǒng)安全，不但要做好相應的設備管理工作，同時還要根據(jù)用戶差異化用電需求，將電力熱控系統(tǒng)穩(wěn)定性置于邏輯狀態(tài)的保護之下。加強控制軟件技術研究，要依據(jù)工作順序流程進行過程優(yōu)化原則，盡可能降低輸電線路設備的過程損耗。要通過加強對相關管理人員的技術培訓及專業(yè)指導，嚴格檢測過程中的操作管理行為，消除系統(tǒng)容錯邏輯設計帶來的不利影響，防止重復性啟動系統(tǒng)故障，實現(xiàn)改進保護裝置系統(tǒng)運行的絕對安全。

4.5 優(yōu)化邏輯組態(tài)

在現(xiàn)代科學技術快速發(fā)展的情況下，電力熱控系統(tǒng)調(diào)試檢測工作智能化、科學化、數(shù)字化不斷推進，為熱控系統(tǒng)高效地工作、精準輸出過程信號起到了關鍵作用。優(yōu)化邏輯組態(tài)，就要抓住降低故障率、保障系統(tǒng)安全的核心要義，重點將抵制電熱孔裝置及處在同一環(huán)境中的其他設備干擾為重點，打造穩(wěn)定運行、過程可控的熱控體系。在開展相應的優(yōu)化處理、提高容錯邏輯設計質(zhì)量方面，要有針對性地解決熱控系統(tǒng)各元件優(yōu)化不到位、技術研發(fā)不深入、優(yōu)化邏輯狀態(tài)不徹底等現(xiàn)實問題，對現(xiàn)有裝置邏輯條件充分梳理、對相應軟硬件措施的狀態(tài)進行科學分析，以此確定優(yōu)化邏輯組態(tài)重點、增強工作針對性，推進電廠優(yōu)化調(diào)試工作向縱深發(fā)展。

4.6 提升熱控元件技術的可靠性

電廠熱控裝置調(diào)試保護運行是一個完整整體，要針對熱控保護調(diào)試過程中故障出現(xiàn)率高，問題發(fā)生時間集中，設備運行差錯率較大的環(huán)節(jié)開展技術研究，抓住影響系統(tǒng)穩(wěn)定性變化的重要影響因素，剖析儀表數(shù)據(jù)時效性差產(chǎn)生安全隱患的原因。邏輯組態(tài)優(yōu)化與系統(tǒng)圖紙設計比對過程，要消除溫度、濕度、灰塵、電磁波干擾等影響，定期檢查排查熱控系統(tǒng)保護狀態(tài)及早發(fā)現(xiàn)問題，采取處理措施提高熱控元件穩(wěn)定性。要以安裝過程優(yōu)化、人力資源投入經(jīng)濟、檢測過程便捷為原則，打破傳統(tǒng)工作方法的束縛障礙，充分發(fā)揮熱控軟件在高質(zhì)量運行，降低事故率方面的重要作用，將耐用性強、質(zhì)量過硬、運行平穩(wěn)，作為設備檢修維護的重中之重。

5 結(jié)語

電力企業(yè)快速發(fā)展、國家對電能需求量大幅增加，使得電廠熱控系統(tǒng)得到了前所未有的重視。因此，開展電力系統(tǒng)熱控調(diào)試研究，就要抓住安裝、檢修、維護的關鍵環(huán)節(jié)，總結(jié)分析軟硬件故障發(fā)生的規(guī)律，深入開展熱控系統(tǒng)調(diào)試故障研究，大力提升管理及技術人員的專業(yè)技能素質(zhì)，為實現(xiàn)電力系統(tǒng)運行安全，促進電力企業(yè)可持續(xù)發(fā)展，提供強有力的技術支撐。