電廠熱控系統調試優化探究

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

電力系統作為我國經濟社會發展中重要的基礎性能源支撐之一，近年來隨著產業升級、技術轉型、設備更新，以及智能化程度的提升，對增加電能產量、滿足社會生產和居民需求，發揮的作用日益明顯[1]。在電力行業光明發展前景的映照下，電力系統正朝著智能化數字化系統化的方向快速發展，電廠生產中的熱控保護裝置、日常設備運行維護，以及故障檢測的技術手段實現了突破性創新。

2 熱控調試在電廠應用中的重要性

2.1 電廠熱控調試系統概述

電廠熱控調試系統內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。在大數據時代背景下電廠熱控調試重點體現在借助管理人員、崗位操作人員的現場操作，對系統調整、網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節設備條件的安全保障，實現熱控調試系統各環節環環相扣，為有效解決熱控系統問題，檢查排除故障，實現安全生產創造有利條件。

2.2 電廠熱控調試系統應用意義

縱觀電廠熱控系統調節的全貌，其工作狀態如何主要取決于外因因素、設備狀態、人員狀態等方面。其中影響最主要的是電氣設備方面，集中體現在一旦出現系統性電源、電壓、電流不穩定、偏高或偏低，都會對設備產生直接影響。人工操作連接技術不過硬，導致接錯線路又會造成短路產生發熱，甚至干擾爆炸起火等電廠事故。在具有腐蝕性、熱蒸汽聚集的環境內，由于管理人員對熱控調試設備圖紙設計不了解，不能及時發現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控系統組成內容十分復雜。從功能分類作用來看，包括熱工檢測，自動儀表檢測，設備調節以及運行信號傳輸等關鍵環節。其中，熱控調試對發電機組及相關設備具有關鍵影響，檢測部位、覆蓋測試、過程監控，必須在實施新機組安裝調試后，方可進行后續熱控過程施工調試。因此，開展電廠的熱控裝置安裝調試及定期保養，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定因素。

3 電廠熱控調試運行中常見問題

在電廠熱控調試工作中還存在較多問題，如圖1所示。

3.1 供電系統故障

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熱，甚至大面積停電等嚴重故障。電控系統運行中會產生大量伴熱，當超過電阻保護裝置數值后，電廠電路保護系統、電網報警系統，就會自然啟動防御預警機制自動斷電。當設備的絕緣層發生嚴重質量問題時，采取的處置措施不當就會產生漏電、放電等嚴重影響，導致電廠熱控系統中供電線路危險系數升級，對巡線及運維工作人員的生命安全構成嚴重威脅。

3.2 系統干擾故障

電廠設備運行過程中最主要的干擾產生在系統電磁干擾、相鄰線路間碰接等環節，這些內容都是引起電廠調試系統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，一旦發生碰撞纏繞就會受電磁干擾影響，引發電纜電壓值瞬間提升或超低壓狀態，當纜線之間距離超過安全極限值后就會產生發熱、電磁等干擾現象。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穩定性和安全性的關鍵環節之一。

3.3 設備不匹配故障

電力熱控系統構造十分復雜，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、又存在著本質不同。這就要求電廠熱控調試工作人員，要分清各階段工作重點，調試前管理人員、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，造成熱控系統輸出端的功能達不到預期要求。當設備測試過程出現損壞、質量不達標等嚴重情況時，調試人員務必在切實解決好本環節問題基礎之上，方可進行下步調試，切不可缺乏應急預案指導，對設備損失情況置之不理，盲目進行后續工作，導致苗頭性前兆性問題無法發現解決，誘發更大的電廠故障。

3.4 熱控系統硬件故障

熱控系統硬件故障主要表現在，系統報警燈不能及時啟動、預警系統失靈，導致延誤搶險的最佳時間，誘發設備模板底座終端匹配器出現連鎖反應，造成電力失制的災難性后果。在熱控系統軟件安裝過程中，由于缺乏對控制組件問題的及時發現和處理能力，安裝過程中操作人員對軟件升級改造數據恢復維護不及時，造成通信聯絡線路被打斷，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分強弱電纜區，使兩者產生強烈的信號干擾。在電廠熱控調試運送過程中，崗位操作人員缺乏愛崗敬業精神，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生的影響，導致電廠導線連接錯誤引發電阻阻抗過大，甚至電源泄漏等嚴重問題，為產生嚴重的漏電事故留下隱患，對電力系統整體的時效性安全性造成嚴重影響。

4 電廠熱控系統調試問題解決措施

4.1 優化系統靜態及單體調試進度

電廠熱控系統的復雜性表現在，既要發揮靜態系統的功能作用，又要保持與單體調試進度的相一致。在進行靜態系統調試優化過程中，必須以系統安全受電檢查、線路運行保障、嚴格執行作業票制度為基礎，實現系統內所有模塊的統一指揮調度，使所有模塊均處在拔出斷電狀態，同時電廠熱控與外界設備進行連接傳動，調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，避免電壓不穩定產生強電竄入熱控系統，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，方可在統一的調試調令指導下，按順序開展系統插入模塊工作；所有調試工作結束之后，再在統一指令下立即拔出模塊，為靜態系統調試優化，確保熱控系統的安全性穩定性創造條件。進行單體測試優化控制，必須以熱控輸電結束為起點，以可進入盤柜線連接為前提，按照進度安排規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和中心控制指令，準確劃分電廠熱控調試各時間段分配。在確保整體測試質量的基礎上，加快單體不同模塊的測試進度，實施過程中要優化控制設計人員、現場管理人員、崗位操作員工的流程，嚴格執行規范標準，根據工作進展情況靈活安排接線人員合理控制調試進度，以整體推進最優化作為單體調試的規范要求。

4.2 完善冗余步驟設計

電力熱控系統保護裝置調試過程十分復雜，要以合理的冗余設置為前提，將經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。為確保電力系統實際運行狀態穩定可控，完善冗余設計保護裝置必須以熱控信號運行的可靠性、設備動態管理的穩定性為前提，通過合理的監控手段、采取相應的設備調控技術，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，第一時間發現苗頭隱患、第一時間作出故障檢修處理，并通過系統指示向現場維護人員發出警報數據，使冗余設計步驟始終在信息系統的指導下，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。完善電熱調試系統的冗余步驟設計，要堅持與時俱進的思想方法，及時跟進跟蹤國際國內先進的設計技術，引進科學的設計方法，將引入綠色環保生態技術、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保性。

4.3 提升調試人員技能素質

實施電廠熱控系統模式要從正反兩個方面入手，及時總結成功實踐案例、深入分析事故產生原因，借助大數據信息處理技術，提高電控系統測試的工作效率與管理者技能素質。其中，提升測試人員整體素質，必須立足于控制系統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，實現調控內容、調控手段與工作流程、施工順序的無縫連接。工作人員從調控工作標準、工作流程體系、制度規范執行的有效性出發，對容易誘發事故的不利因素進行準確分析，合理制定相應的措施。特別針對熱控系統安裝不完整、操作標準規范不嚴格的情況，要將提升調試人員素質作為重點，落實相關的標準規范，為分級分類重點處理相關事故，確保工作流程的規范性，發揮科技的指導作用，為電力系統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

確保電廠供電系統發電、輸電、配電、送電過程的系統安全，不但要做好相應的設備管理工作，同時還要根據用戶差異化用電需求，將電力熱控系統穩定性置于邏輯狀態的保護之下。加強控制軟件技術研究，要依據工作順序流程進行過程優化原則，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指導，嚴格檢測過程中的操作管理行為，消除系統容錯邏輯設計帶來的不利影響，防止重復性啟動系統故障，實現改進保護裝置系統運行的絕對安全。

4.5 優化邏輯組態

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

4.6 提升熱控元件技術的可靠性

電廠熱控裝置調試保護運行是一個完整整體，要針對熱控保護調試過程中故障出現率高，問題發生時間集中，設備運行差錯率較大的環節開展技術研究，抓住影響系統穩定性變化的重要影響因素，剖析儀表數據時效性差產生安全隱患的原因。邏輯組態優化與系統圖紙設計比對過程，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保護狀態及早發現問題，采取處理措施提高熱控元件穩定性。要以安裝過程優化、人力資源投入經濟、檢測過程便捷為原則，打破傳統工作方法的束縛障礙，充分發揮熱控軟件在高質量運行，降低事故率方面的重要作用，將耐用性強、質量過硬、運行平穩，作為設備檢修維護的重中之重。

5 結語

電力企業快速發展、國家對電能需求量大幅增加，使得電廠熱控系統得到了前所未有的重視。因此，開展電力系統熱控調試研究，就要抓住安裝、檢修、維護的關鍵環節，總結分析軟硬件故障發生的規律，深入開展熱控系統調試故障研究，大力提升管理及技術人員的專業技能素質，為實現電力系統運行安全，促進電力企業可持續發展，提供強有力的技術支撐。