熱電廠電氣系統綜合自動化改造及應用

林超

摘 要：文章基于熱電廠電氣系統，對熱電廠電氣系統綜合自動化改造及應用展開分析。借此明確電氣系統自動化改造方向，為熱電廠內部自動化、智能化建設提供助力。

關鍵詞：熱電廠;電氣系統;自動化改造

0 引言

網絡信息技術的推廣與實踐，使人們逐漸認識到自動化發展的重要性。為了提高熱電廠供電水平，保障電氣系統運行安全，本文研究了熱電廠電氣系統綜合自動化改造及應用，旨在為我國電氣系統的完善提供借鑒，促進我國電力事業發展與進步。

1 熱電廠電氣系統概述

熱電廠電氣系統主要是由主接線系統、發變組系統、勵磁系統、廠用電系統、UPS系統和直流系統等子系統構成。其中，主接線系統是火電廠、電網間的連接樞紐，系統通過分配、匯集場內電能，將電網內含有的電能返送回熱電廠。系統在實際運行時，發電機內的24 kV電能，會升高為220 kV，同時經過接線系統隔開，將電能輸送至22 kV的母線中，確保電力系統、熱電廠正常運行。在熱電廠電氣系統中，不同子系統供電功能存在明顯差異性。

2 熱電廠電氣系統綜合自動化改造的必要性

隨著我國電力行業的不斷發展，電力技術、電氣設備應用質量有明顯提升。但在經濟建設的信息化歷程中，社會、用戶對電氣系統提出了更多要求。熱電廠作為電力行業的重要構成部分，其運行質量、效率，直接影響我國電網配電、供電水平。現階段，我國熱電廠內部電氣系統運轉問題多集中在自動保護設備、線路控制、電氣裝置開關中。因此，為提高熱電廠經營效益，發揮電氣系統價值，相關人員應結合現代化技術，對電氣系統展開自動化改造設計，以解決系統控制、管理問題，減少電氣系統故障，為我國電網建設提供助力。

熱電廠內電氣系統的綜合自動化改造，是融合新時期網絡、計算機、通信技術開展的電氣自動化技術實踐。具體而言，電氣系統綜合自動化改造，是應用電氣自動化技術，對系統內部設備進行集成性管控。通過電氣系統綜合自動化改造，熱電廠在配電期間可以實現遠程操控、優化發電方式等建設目標，有利于提高電廠發電質量，減少電氣系統設備維護投入成本，完善電廠資源配置[1]。

3?熱電廠電氣系統綜合自動化改造與應用

3.1 ?電氣系統中電氣自動技術的應用

熱電廠電氣系統的綜合性自動化改造中，需采用電氣自動化技術，改進電氣系統現存電網、機組，借此全方位提升電氣系統設備性能，保障熱電廠發電實效性。電氣自動化技術在熱電廠電氣系統的應用，能減少熱電廠綜合成本，有利于改善熱電廠資源配置現狀。具體而言，主要包含以下三個方面。

（1）熱電廠需在電氣系統運行過程中，設置報警、連鎖裝置保護電氣系統。在電氣系統中應用電氣自動化技術，能將微機輔助引入系統要素，可以在熱電廠發電期間，增加運營監測、故障判斷等功能，以便維檢人員及時發現電氣設備隱患，并采取針對性消除措施，確保電氣系統穩定、持續運行。

（2）熱電廠在發電時，一般采用火力發電方式。但在電氣系統綜合化改造后，熱電廠會逐漸轉變為一體式電氣機組控制模式，以發揮電氣系統集成管理優勢。同時，簡化熱電廠監控系統，提高電氣系統信息采集效率，使電網處于較好運行狀態。

（3）在熱電廠自動化建設中，通用網絡對電廠發電具有重要作用。電氣自動化技術對電氣系統的改造，能創新熱電廠發電模式，科學設計熱電廠通用網絡，實現熱電廠內部自動化辦公，進而能在全方位自動化控制中，落實熱電廠集成管理理念，推進熱電廠現代化建設。

3.2 ?電氣系統中智能技術的應用

熱電廠電氣系統的綜合自動化改造中，智能技術的應用為熱電廠設備自動化控制提供技術支撐。現階段，基于智能技術的發電廠電氣系統內部控制，多采用ESC系統實現內部管理。智能化ESC系統能自主完成熱電廠信號收集、設備狀態監測、電氣系統控制等任務。該自動化控制系統，主要由站控層、間隔層、通信管理層構成。

（1）站控層是自動化電氣系統的硬件設備、機組集成區域，包括系統服務器、系統構成結構等內容。

（2）在熱電廠電氣系統中，通信管理層是電網與站內系統信號溝通的紐帶。在ESC系統中，站控層、通信管理層多采用一體化設計，以確保電氣系統調試工作順利開展。

（3）間隔層具有監測電氣系統運行設備狀態的基本功能，使電氣系統能控制各類環境中的配電設備。在實際應用中，ESC系統能推進電氣系統自動化建設。目前，熱電廠內部的ESC系統，多采用性能較高的數字信號處理，確保電氣系統測控良好以及系統數據處理的便捷性。

除此之外，基于智能技術的電氣系統，在部分設備運行出現故障時，可采用雙設備替換運行方式，提高系統運行的穩定性。在熱電廠電氣系統中，調度是系統自動化改造的重要技術需求。在智能技術基礎上，相關人員利用ESC系統采集數據，可為電氣系統提供準確、有效數據，確保熱電廠電網調度的科學性，豐富電氣系統的性能，進而在電氣系統自動化實踐中，推進部分設備的智能化發展。

3.3 ?電氣系統中繼電保護的自動化實踐

在熱電廠的電氣系統中設置機電保護設備，能保障電氣系統安全、平穩運行。因此，在電氣系統綜合性自動化改造中，還應重視繼電保護系統對自動化技術的應用。電氣系統綜合自動化改造主要以計算機、網絡技術為基礎，對于系統內部繼電保護設備裝置，也應建立在現有技術支持的基礎上，以實現繼電保護系統自動控制、數據采集目標[2]。例如，在電氣系統綜合改造中，可將繼電保護總控設備安裝在變壓器頂端，從而避免高壓變電情況，預防熱電廠電氣系統供電故障。具體而言，熱電廠電氣系統中的繼電保護自動化實踐主要體現在以下兩方面：一方面，相關人員應制定系統檢測計劃表，對設備運行條件實施全面調試、檢查，避免出現繼電保護設備過度消耗、老化問題，影響電氣系統供電質量;另一方面，相關人員需優化繼電保護系統數據傳輸性能，同時采用通用性、抗干擾性設備，科學布置系統線路，確保系統傳輸數據、信號接收的穩定性和安全性[3]。

3.4 ?電氣系統中微機綜合保護測控裝置的應用

微機綜合保護測控裝置主要包括微機備自投裝置、光纖差動保護裝置、進線微機綜合保護測控裝置、變壓器綜合保護測控裝置、電動機微機綜合保護測控裝置以及微機電壓互感器監測裝置，具體表現為以下幾個方面。

（1）微機備自投裝置在電氣系統中的應用，其應用功能主要表現為：①傳動試驗。通過對液晶菜單中的試驗項，對信號回路的完整性、開關備自投系統的可靠性進行檢查和驗證。②測量顯示。通過液晶顯示屏能夠對各種裝置的運行狀況、故障情況等進行顯示，例如備用電源的開關情況、備用母線二相電壓讀數等。③自動復歸。當滿足所有運行條件后，系統會處于就緒狀態，不需要人為操作就能夠實現自動復歸。④閉鎖功能。如果PT斷線超過30 s，則微機備自投裝置會進行閉鎖。當檢測到異常或者故障后，其也會進行閉鎖。⑤聯跳自投。如果電源高壓側進線開關出現故障導致其跳閘之后，其能夠進行聯跳，將電源關閉，同時將備用電源打開。⑥自投功能。如果母線出現失壓現象，同時未出現電流跳開工作電源的情況，則會自動打開備用電源。⑦其他功能。進行GPS校時、具有通信功能、對故障進行檢測、發現故障時報警、能夠自動閉鎖、對近10次自動投入情況進行追蹤和查詢。

（2）光纖差動保護裝置在電氣系統中的應用，其功能主要表現為：方向過流保護、方向速斷保護、光纖差動速斷保護以及光纖比率差動保護。采用光纖差動保護裝置，能夠對聯絡線電纜進行更加快速、安全的保護。

（3）進線微機綜合保護測控裝置在電氣系統中的應用，其功能主要表現為：測控配置，主要包括零序電流、功率因數、無功功率、有功功率、事故遙信等;保護裝置，主要包括過負荷保護功能、過電流保護功能、電流速斷保護功能等;其他功能，具有故障錄波、PT斷線閉鎖等。

（4）變壓器綜合保護測控裝置在電氣系統中的應用，其功能主要表現為：測控配置，主要包括零序電流、三相電流遙測、三相電壓遙測、斷路器遙控合閘和跳閘、故障遙信等;保護配置，主要包括非電量保護功能、零序過電壓保護功能、零序過電流保護功能、過負荷保護功能以及差動保護;其他功能，GPS較時、PT斷線報警、防跳回路等。

（5）電動機微機綜合保護測控裝置在電氣系統中的應用，其功能主要表現為：測控配置，主要包括頻率、有功功率、無功功率、事故遙信、內部遙信、遙信開入采集等;保護配置，主要包括欠壓保護功能、過負荷保護功能、過電流保護功能、電流速斷保護功能，其中欠壓保護功能可以根據電動機的具體種類以及運行狀況進行配置;其他功能，對電動機的啟動過程進行錄波、具備防跳回路。

4?結語

熱電廠電氣系統綜合自動化改造，是電力企業在現代化發展中對計算機、網絡、電氣自動化等技術的綜合應用。熱電廠電氣系統自動化改造，影響我國電網配電質量、電氣系統運行安全。因此，相關人員在電氣系統自動化實踐中，應重視自動化改造的全面性，進而完善電氣系統改造方案，推進熱電廠現代化建設。

[參考文獻]

[1]王聰中.淺談發電廠電氣自動化控制系統的設計與應用[J].中國設備工程，2018（10）：161-162.

[2]王舒聰.熱電廠自動化系統的控制技術之研究[J].信息系統工程，2018（3）：24.

[3]齊松.包鋼熱電廠綜合自動化控制的研究[D].保定：華北電力大學（河北），2007.

（編輯 姚 鑫）