电厂电气二次设备及自动化改造浅述

电厂电气二次设备及自动化改造浅述

昌庆冯

广东水电二局股份有限公司广东广州511340

摘要：本文先对电厂二次设备配置的主要特点进行了分析，然后对电厂电气二次设备及自动化改造原则进行了阐述，并结合电厂电气二次设备及自动化改造实例，对其进行了详细的探究，希望可以为相关行业提供一定的参考借鉴价值。

关键词：电厂电气二次设备；自动化改造；具体途径

一、引言

电厂中存在着大量结构复杂且功能多样化的设备，而电气二次设备也是电厂设备的重要组成部分。目前很多电厂二次设备的老化比较严重，功能性也很难提高，越来越不满足电厂运行的需求。随着电气自动化技术的快速发展，通过对电气设备进行自动化的改造及其升级，不但可以降低电厂运行中的故障发生率，保障设备的安全及其稳定的运行。同时也有利于降低电厂生产能耗，有效提升机组运行的效能，因此，对电厂二次设备的自动化改造方案的进行探究的工作也是迫在眉睫。

二、电厂二次设备配置的主要特点

电厂二次设备主要依靠全分布、全开放、双冗余的计算机信息网络配置技术来实现。其中，计算机监控系统又可以被分为控制层、物理层和厂站层。其中，控制层主要是由GIS室、各个机组、公用设备、调试试验等所组成的;物理层主要是由GIS保护设备、发电机组、工业设备远程、继电器、接触器、测温元件、水轮机调速器等所组成的;厂站层主要是由历史记录服务器、闸门控制系统、数据服务器、行政电话和调度电话服务器、放电数据分析站等所组成的，其在实际运行过程中具有告警、见识、显示等功能。

三、电厂电气二次设备及自动化改造原则

在进行电厂电气二次设备及自动化改造过程中，需要注意以下几点原则:第一，解决电气设备安全生产中的主要问题，提升电厂运行水平，为电厂机组设备运行的可靠性、安全性和稳定性提供保障。第二，保障电能质量以及电网运行稳定性，提升机组调节速度以及反事故速度，进而促进电厂生产效率的提升，这样不仅能够有效减少电厂运行所需成本，同时还能够极大的减小电厂工作人员的工作强度，逐步推进电厂实现无人化值班。

四、电厂电气二次设备及自动化改造实例

(一)概况分析

在本次研究中，以某电厂作为研究对象，对电厂电气二次设备以及自动化改造方案进行详细分析。该电厂为水电厂，其主要作用在于调节水库。电厂水轮发电机组装机为5x1.3MW。水电厂的建设时间比较早，因此该水电厂科技水平比较低，自动化程度比较差。随着使用年限的正常，很多设备都逐渐出现老化问题。在水电厂日常运行过程中，需要花费很多人力和财力对设备进行维护管理。另外，由于设备老旧，很多设备出现故障问题后缺少设备厂的技术支持或缺少配套零部件，难以进行维修。现如今，为了避免上述情况的发生并提升水电厂的运行效能，可以采用自动化技术，提升水电厂运行管理水平。

(二)微机保护系统改造

该水电厂主要的保护系统改造含有以下内容:(1)发电机差动保护单元改造:欠励保护和(:T断线保护、负序电压闭锁过电流保护、比率差动保护、过电压保护、过负荷保护、过励保护、转子一点接地保护、发电机后备保护低压闭锁过电流保护、定子接地保护。(2)lO.5kV变压器保护单元改造:小电流接地报警、低压闭锁过电流保护、瞬时速断保护、带延时过流保护。(3)厂用变压器保护单元改造:电压回路断线保护、电流速断保护、零序电流保护、过电流保护、过负荷保护。通过对上述保护进行改造升级能大幅提升该水电厂的安全性和稳定性。

(三)计算机监控系统改造

在电厂自动化运行方面，应用了计算机监控系统。但是，由于该水电厂建设及投运时，自动化监控水平并不成熟。使得该水电厂现场监控系统的灵敏度、可靠性、时效性等都比较低。其中，通讯板发生了多次损坏的问题，在使用几个月后，即被搁置停用。在对电厂设备进行自动化改造时，采用计算机监控系统进行监控管理，通过应用场站控制系统，可以对电厂运行过程中所产生的各类信息数据进行收集和整理，同时，还可以将其与标准参数进行比较分析，及时发现不良问题，然后采取有效的调节和控制策略，进而提升电厂运行可靠性。现地控制层能够对电厂运行中所产生的数据进行采集、处理、控制。同时，还可以对系统进行自诊断和调节。通过对该电厂实施上述改造方案，电厂能以厂站级远方自动方式和现地自动方式两种方式运行。在其运行过程中，系统可以对电厂设备的运行参数进行收集和预处理，从而掌握电厂设备的运行状态。

在电厂运行现场数据采集方面，可以应用现地LCU装置来实现，对于所有采集数据，可通过人机联系设置投入和退出，对于参数限值，也可采用人工修订方式。在计算机监控系统的运行过程中，安全监视也是十分重要的功能之一，通过应用计算机系统，可以对电厂设备的实际运行状态进行监控管理，如果发现其在运行过程中出现异常，或者运行参数超越了设定的限值，则计算机监控系统可以及时将这一情况报告给值班工作人员，同时做好实施记录，便于后期检查。值班运行工作人员通过监控系统的人机接口设备，可对电厂设备的运行状态进行检查分析，并且显示出设备运行参数和记录内容。在监控系统的实际运行过程中，可根据原先设定的原则以及命令，控制机组的启动、停机、跳闸等操作，同时对系统运行状态进行监控。运行人员只需要对系统的人机接口进行监控，然后再结合实际情况对机组的运行功率进行调节，结合生产要求设定机组负荷、定子线圈温度、各轴承温度等等。

(四)视频监控系统

该电厂二次设备自动化改造的基础是T(:P/IP技术，为了有效实现系统联网和图像信息共享，在电厂中控室中，需要构建监控平台，对系统设备接入情况、报警联动、图像存储、图像调度等进行有效管理，该系统应用先进的H.264或者MPEC4编解码，因此，对于系统任何点的图像，都可以进行一次编解码，能够有效提升图像质量。另外，该系统在对图像进行实时转发时，延时也符合行业规范。对于监控室的监控平台，采用嵌入式设计方式以及硬件结构设计方式，监控系统的接入点比较多，能够实现24h持续运行，同时，也不会受到网络病毒的影响。除此以外，为了更好的满足实际需要，系统监控平台可以实现应用扩展，比如报警信号接入、对门禁系统的互联互通、S(:SI,F(:SAN和IPSAN等多种存储方式。

五、结语

综上所述，随着科学技术的快速发展，很多电厂二次设备运行效果己经很难满足实际需要，通过将自动化设备应用于电厂二次设备中，能够有效提升电厂运行水平。二次设备包括变压器、微机系统等等，通过实现自动化改造，能够提升电厂二次设备的使用性能，降低故障发生率，同时，在计算机辅助下，可以对电厂所有二次设备实现自动化改造，从而全面提升设备运行质量，进而确保电气设备的可靠及安全性。

参考文献：

[1]严伟，王淑超，侯炜，等.基于数字化技术的发电厂电气二次一体化方案[J].电力系统自动化，2012,36(16);93-97.

[2]雷达，曾立萍.电厂电气二次设备安装及其质量控制探讨[J].广东科技，2014（24）：57-58.

[3]刘日文.电厂电气二次设备安装及质量控制[J].低碳世界，2015（32）：34-35.

[4]王湘.提高电厂电气二次设备可靠运行的途径探讨[J].电子制作.2017(22)；83-84+86.