發電廠二次設備的自動化改造分析

亢大鵬

【摘?要】目前電廠主要為“燃氣-蒸汽聯合循環”形式。燃氣電廠具有整體循環效率高、清潔環保、對環境污染小、調峰能力強，可以適應快速啟停等優點。雖然燃氣電廠普遍自動化程度比較高，但由于是新型的發電形式，仍存在許多設計不成熟的地方，因此需要進行自動化改造，提升二次設備的自動化水平，使電廠運行得更加經濟、安全。就電廠電氣二次設備的自動化改造來說，需要把握重點環節，堅持一定的改造原則，確保自動化改造能夠滿足相應的需求，達到一定的改造程度。

【關鍵詞】發電廠;二次設備;自動化改造

1電氣二次設備改造背景

電廠的設備大多數是功能多樣、結構復雜、具系統性的，而電氣二次設備也是其不可缺少的一部分。目前，許多二次設備壽命已經長達幾十年。由于電廠創立時生產力水平與科創能力較低，自動化技術的應用成效普遍較低，而且還伴隨著一些由于器材陳舊、損耗導致的老化故障。因而，在電廠從事生產作業的過程中，其生產效率日益低下，同時工作人員需要花費很多時間去維修各種老舊設備，提高了生產成本。針對這樣的問題，可以通過配置電氣二次設備來解決，利用計算機全程監控電廠生產作業的全過程，出現任何問題都在遠方調度中心實行遠程調控，實現無人值班或精簡冗余人手的制度。這樣的好處是可以實現實時閉環控制和必要時手動控制并舉，降低故障的發生率，提升機組的效能，保證電廠的生產作業維持高效率的生產模式。

2電氣二次設備最基本要求

應實現對電氣二次設備的監控與調節，一般包含了準確、及時的對電氣二次設備的整體運行數據進行統一處理和相關采集。在采集電氣設備運行的過程當中數據時，應實現電氣設備的自動化以及保障電氣二次設備能夠正常運行，有效的對電氣二次設備進行監測與控制。設計電氣二次設備，應不斷的提升電力系統的整體運營水平，確保電能質量;電氣二次設備設計，可以有效的改善了工作人員的日常工作環境，大大減少了值班人員，提升了電氣設備在運行的過程中整體管理水平，真正的實現了少人或者無人進行值班狀態。

3發電廠二次設備的自動化改造要點

3.1視頻監控系統的自動化改造

在對該電廠的視頻監控系統自動化改造中，施工單位將這一系統改造列為重點改造對象。當前的很多新技術已經被應用到監控系統中，對于提升監控工作效率，促進監控效率的提升具有重要作用。遙視系統由位于調度端監控中心的主站系統和安裝在子站系統組成，各部分通過通信網作為媒介連接。在無人值班的情況下，遙視系統可以將變電站現場的圖畫信息實時的上傳到監控中心。遙視主站系統位于調度監控中心，由一個主站構成。通過該主站可遙控所有的信息，并對信息進行匯總和處理。遙視主站系統可以對子站端圖畫信息進行實時監控，子站端的圖像信息可以在主站實時顯示，并對其進行存儲和監控。遙視主站通過操作員可以對任意子站進行遙控，也可以選擇任意一個攝像機進行遙控，及時地接收一些報警信息并進行處理。除了對信息進行監控外，還可以遙控一些開關設備。遙視子站：主要負責站內的各路視頻圖像信號的采集及數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度端圖像監控中心并接收響應與執行監控中心的各種遙控命令。子站系統一般包括四部分：監視攝像、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條件的高低。最基本的技術條件要求包括了吞吐量高、可靠性高的特點，而且具有傳輸延遲率較低的特點。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輸。只有傳輸帶寬高、緩沖區容量大和流量控制合理才能使信道具有高的吞吐量。現在使用最廣泛的是最長2M及以上傳輸帶寬的E1信道和廣域網絡。這兩種信道的使用都可以保證信息傳輸的及時可靠，信息延遲率極低。而且采用了數據壓縮以后，又保證了信息的高吞吐量。

3.2微機保護系統的自動化改造

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

3.3計算機監控系統的自動化改造

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監控系統，所選擇的計算機監控軟件也應該具有分布式、開放性的特點，能夠同時實現通信聯絡、顯示輸出、故障診斷、回復事故處理信息、運行維護管理、安全運行監視等多種功能;計算機監控系統可利用控制層來實現數據處理、數據采集、自診斷等，經處理之后的數據可存儲到相應的數據庫中，而后再利用相應設備和技術來完成數據的輸出顯示和數據分析，讓整個計算機監控系統具有較強的可控性。在計算機監控系統過程中，計算機可實時分析電氣設備的相關參數和運行狀態，一旦有參數越界的情況出現，那么系統就會自動給相關值班人員發出報警語音，并且彈出報警信息窗口，以便相關人員在第一時間進行處理，處理記錄也會自動地保存到系統中。與此同時，電廠可利用計算機監控系統來遠程調整發電機組的有功功率、無功功率、運行工況等，并且還可實現報警信號復歸、軸承溫度設置、定子線圈溫度設置、斷路器分合控制、發電機組負荷控制、變壓器油溫設置等。

4改造實例

某燃氣電廠現有2×200MW發電機組，2013年投產發電，隨著相關技術的發展，原有的熱控系統控制水平低、自動與保護不完善、運行操作方式落后，嚴重影響機組的安全運行，已經不能適應調峰和電力市場的需要。針對這種局面，借助此次招投標機會，決定對于電氣二次設備進行更新升級，主要對#2機組進行分散控制系統、監控系統、微機系統進行改造，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。經過相關的電氣二次設備系統改造后的機組，整個生產面貌煥然一新，控制室較改造前更加簡潔、美觀，控制盤臺數量也大為減少，運行人員對機組的監控全部通過CRT和鼠標實現，機組的正常運行和檢查。借助整體的DCS操作，減輕了運行人員監盤的強度，實現機、爐的良好協調功能。機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、穩定性得到極大提高，而且取得顯著的經濟效益。

5結束語

在對電廠電氣二次設備進行自動化改造后，不僅可以提高發電機組的使用效果，還可以提高電廠各種系統的質量，通過優化改善電廠的運行模式，進一步的實現自動化，從根本上解決了電廠的生產問題，節約了電廠的生產成本，充分的推動電廠行業高效科學的發展。

參考文獻：

[1]劉建榮.220kV東澎變電站綜合自動化系統改造工程[D].華南理工大學，2014.

[2]潘國綱.火電廠電氣二次設備配置特點與自動化改造方案[J].自動化應用，2018，05：118-119.

（作者單位：國家能源集團康平發電有限公司）