发电厂二次设备的自动化改造分析

亢大鹏

【摘 要】目前电厂主要为“燃气-蒸汽联合循环”形式。燃气电厂具有整体循环效率高、清洁环保、对环境污染小、调峰能力强，可以适应快速启停等优点。虽然燃气电厂普遍自动化程度比较高，但由于是新型的发电形式，仍存在许多设计不成熟的地方，因此需要进行自动化改造，提升二次设备的自动化水平，使电厂运行得更加经济、安全。就电厂电气二次设备的自动化改造来说，需要把握重点环节，坚持一定的改造原则，确保自动化改造能够满足相应的需求，达到一定的改造程度。

【关键词】发电厂;二次设备;自动化改造

1电气二次设备改造背景

电厂的设备大多数是功能多样、结构复杂、具系统性的，而电气二次设备也是其不可缺少的一部分。目前，许多二次设备寿命已经长达几十年。由于电厂创立时生产力水平与科创能力较低，自动化技术的应用成效普遍较低，而且还伴随着一些由于器材陈旧、损耗导致的老化故障。因而，在电厂从事生产作业的过程中，其生产效率日益低下，同时工作人员需要花费很多时间去维修各种老旧设备，提高了生产成本。针对这样的问题，可以通过配置电气二次设备来解决，利用计算机全程监控电厂生产作业的全过程，出现任何问题都在远方调度中心实行远程调控，实现无人值班或精简冗余人手的制度。这样的好处是可以实现实时闭环控制和必要时手动控制并举，降低故障的发生率，提升机组的效能，保证电厂的生产作业维持高效率的生产模式。

2电气二次设备最基本要求

应实现对电气二次设备的监控与调节，一般包含了准确、及时的对电气二次设备的整体运行数据进行统一处理和相关采集。在采集电气设备运行的过程当中数据时，应实现电气设备的自动化以及保障电气二次设备能够正常运行，有效的对电气二次设备进行监测与控制。设计电气二次设备，应不断的提升电力系统的整体运营水平，确保电能质量;电气二次设备设计，可以有效的改善了工作人员的日常工作环境，大大减少了值班人员，提升了电气设备在运行的过程中整体管理水平，真正的实现了少人或者无人进行值班状态。

3发电厂二次设备的自动化改造要点

3.1视频监控系统的自动化改造

在对该电厂的视频监控系统自动化改造中，施工单位将这一系统改造列为重点改造对象。当前的很多新技术已经被应用到监控系统中，对于提升监控工作效率，促进监控效率的提升具有重要作用。遥视系统由位于调度端监控中心的主站系统和安装在子站系统组成，各部分通过通信网作为媒介连接。在无人值班的情况下，遥视系统可以将变电站现场的图画信息实时的上传到监控中心。遥视主站系统位于调度监控中心，由一个主站构成。通过该主站可遥控所有的信息，并对信息进行汇总和处理。遥视主站系统可以对子站端图画信息进行实时监控，子站端的图像信息可以在主站实时显示，并对其进行存储和监控。遥视主站通过操作员可以对任意子站进行遙控，也可以选择任意一个摄像机进行遥控，及时地接收一些报警信息并进行处理。除了对信息进行监控外，还可以遥控一些开关设备。遥视子站：主要负责站内的各路视频图像信号的采集及数字化压缩编码与录像存储、报警信息采集、将变电站图像信息上传到调度端图像监控中心并接收响应与执行监控中心的各种遥控命令。子站系统一般包括四部分：监视摄像、烟感探测、安防报警、信号传输。传输信道决定着信息综合传输技术条件的高低。最基本的技术条件要求包括了吞吐量高、可靠性高的特点，而且具有传输延迟率较低的特点。信息综合传输所需要的信道的带宽必须高于几条信息同时传输所需要的宽带之和，这样才能保证信息能够正常运输。只有传输带宽高、缓冲区容量大和流量控制合理才能使信道具有高的吞吐量。现在使用最广泛的是最长2M及以上传输带宽的E1信道和广域网络。这两种信道的使用都可以保证信息传输的及时可靠，信息延迟率极低。而且采用了数据压缩以后，又保证了信息的高吞吐量。

3.2微机保护系统的自动化改造

微机保护系统在改造的过程中，增加对主要设备和部件科学合理的保护措施和维修，防止产生以下这些问题，如过负荷、过电流、比率差动以及电压闭锁等等。并且，需要有效的保持设备中的闭锁过电流、瞬间速断、带延时过流，如果发生电流接地的故障，系统会进行适时自动的报警措施。同时，在对微机保护系统的变压器进行改造时，一定要对以下设施进行保护改造：过负荷、过电流、回路断线、速度以及零序电流等等，都需要采取相应的保护改造。又因为某些系统在一些设备的影响下，例如自并励励磁系统，经常会发生低频震，因此需要利用控制规律的形式，或者采用电力系统的稳定器，处理该故障，从而有效科学的完善发电机组的功能，使得电网的安全性和稳定性得以实现。在自并励励磁系统中，还可以利用三模冗余系统来控制发电机，由于该系统不与别的监控电路结合使用，因此可以保证系统的实用性和安全性能，同时也可以避免因为每个部件的故障导致整个系统都出现故障和问题，使得设备无法正常运行的情况发生。

3.3计算机监控系统的自动化改造

电厂可分别从硬件、软件两个层面来着手自动化改造计算机监控系统，所选择的计算机监控软件也应该具有分布式、开放性的特点，能够同时实现通信联络、显示输出、故障诊断、回复事故处理信息、运行维护管理、安全运行监视等多种功能;计算机监控系统可利用控制层来实现数据处理、数据采集、自诊断等，经处理之后的数据可存储到相应的数据库中，而后再利用相应设备和技术来完成数据的输出显示和数据分析，让整个计算机监控系统具有较强的可控性。在计算机监控系统过程中，计算机可实时分析电气设备的相关参数和运行状态，一旦有参数越界的情况出现，那么系统就会自动给相关值班人员发出报警语音，并且弹出报警信息窗口，以便相关人员在第一时间进行处理，处理记录也会自动地保存到系统中。与此同时，电厂可利用计算机监控系统来远程调整发电机组的有功功率、无功功率、运行工况等，并且还可实现报警信号复归、轴承温度设置、定子线圈温度设置、断路器分合控制、发电机组负荷控制、变压器油温设置等。

4改造实例

某燃气电厂现有2×200MW发电机组，2013年投产发电，随着相关技术的发展，原有的热控系统控制水平低、自动与保护不完善、运行操作方式落后，严重影响机组的安全运行，已经不能适应调峰和电力市场的需要。针对这种局面，借助此次招投标机会，决定对于电气二次设备进行更新升级，主要对#2机组进行分散控制系统、监控系统、微机系统进行改造，整个改造工程历时6个月，在改造过程中共更换控制电缆70多公里，拆除存在隐患的控制盘柜，热控电缆全部更换，电气电缆部分更换。经过相关的电气二次设备系统改造后的机组，整个生产面貌焕然一新，控制室较改造前更加简洁、美观，控制盘台数量也大为减少，运行人员对机组的监控全部通过CRT和鼠标实现，机组的正常运行和检查。借助整体的DCS操作，减轻了运行人员监盘的强度，实现机、炉的良好协调功能。机组热耗比改造前下降0.35%～0.5%，给水温度上升7℃，不仅安全性、稳定性得到极大提高，而且取得显著的经济效益。

5结束语

在对电厂电气二次设备进行自动化改造后，不仅可以提高发电机组的使用效果，还可以提高电厂各种系统的质量，通过优化改善电厂的运行模式，进一步的实现自动化，从根本上解决了电厂的生产问题，节约了电厂的生产成本，充分的推动电厂行业高效科学的发展。

参考文献：

[1]刘建荣.220kV东澎变电站综合自动化系统改造工程[D].华南理工大学，2014.

[2]潘国纲.火电厂电气二次设备配置特点与自动化改造方案[J].自动化应用，2018，05：118-119.

（作者单位：国家能源集团康平发电有限公司）