试论电厂电气二次设备及自动化改造

李承新

摘 要：在电厂电气生产中，二次设备主要用于测量、监测、控制一次设备的运转，其自动化程度与电厂的正常运行有直接关系。对该设备进行自动化改造，有利于提高电气生产效率，保障电厂持续稳定运行。文章简单阐述了电厂电气二次设备的特点及其自动化改造意义，重点针对某火电厂提出了相应的改造思路，分析了其具体改造内容，以供参考。

关键词：火电厂 电气二次设备 自动化改造

尽管随着新能源在电气生产中的应用，其生产方式呈现出多元化的发展态势，但火力发电仍然是当前电气生产的首选。在长期的生产中，火电厂电气二次设备所隐藏的问题逐渐暴露，无法适应日益增长的电气生产需要，也容易造成安全问题，同时给火电厂保持市场竞争优势产生了制约作用。所以，针对该设备的自动化改造是当前火电厂要深入思考和研究的重要内容。

一、电厂电气二次设备特点及其自动化改造意义

（一）特点

在电厂电气生产中，二次设备主要用于监测、控制一次设备的运转，获取相应的数据信息，包含各种仪表、导线与继电保护设备及信息化系统与设备，如监控系统、通讯设备等，具有较强的辅助作用。这类设备以网络为依托，借助计算机发挥自身功能，其运行对自动化程度有较高要求。

（二）自動化改造意义

从宏观角度看，不少电厂的电气二次设备自动化程度不高，虽然应用了计算机技术，但仍然依赖人工操作，并未真正做到全面自动化。经过长时间的使用，电气二次设备所隐藏的问题逐渐暴露，如对运行状况与故障问题反映不及时、原有器件难以购买或用其他器件替代、现代科学技术融入性不高等。为提升这类设备的自动化程度，节约电气生产成本，同时保障电厂持续稳定运行，电厂有必要对其进行自动化改造。

二、电厂电气二次设备自动化改造案例分析

（一）电厂概况

自动化改造对象为某市火力发电厂，该厂所应用的二次设备时间已久。当初进行基础设施设备建设时，受到技术与其他建设条件的限制，所引入的设备、所搭建的系统自动化程度不高，也缺少必要的设施设备，如全面的计算机监控系统等。在长时间的运行中，大多二次设备已经呈现出老化状态，其运行效率大大降低，常会出现多种电气故障，如接地故障、开关异常故障、仪表数据显示异常故障、绝缘故障等。而且，由于对故障信息了解不够，故障检修率也不高，再加上设备型号太老，有很多设备的配套零件几乎停产，也难以找到相应的替代品，管理维护人员往往需要大量时间与精力进行故障维修。因此，该火力发电厂亟须进行自动化改造。

（二）总体改造思路

该厂自动化改造基于计算机网络技术、电气自动化技术、机械设备制造技术，通过对不同控制层设备的优化配置来实现监测、控制等功能的自动化。总体改造思路如下：其一，探查当前设备设施中的安全隐患，对其进行有效处理，从而保障电气生产安全，维持机组安全运行;其二，改造微机保护系统、视频监控与计算机监控系统及配套辅助系统设备与电缆，提高人员、机组调节速度，改善事故反应速度，推动劳动生产率的有效提升，进一步促进电厂运营的经济效益的发展;其三，构建智能化的无人或少人值守的管理模式，以实现对成本的有效节约，同时减轻人员工作强度。

（三）具体改造内容

1.计算机监控系统改造

对计算机监控系统进行自动化改造，重点从两方面入手。硬件方面，淘汰不能用的、老化严重的、不支持先进计算机监控技术的设施设备，根据监控系统的布设需要引入新的设施设备。软件方面，选择分布式、有较强开放性、安全性高、可满足故障诊断与信息反馈等多种功能的监控软件。改造完成之后，保证整个系统能够通过控制层完成故障诊断、数据全过程分析处理等操作，同时根据预设命令控制电厂内不同机组的启保停。基本要做到如下要求：电厂正常运营中，该系统能实时收集电气生产设备的运行数据，通过参数对比把握异常情况，并发布警告信号，同时自动保存处理记录。另外，该系统也能帮助管理人员远程调整发电机组的运行参数。

2.视频监控系统改造

视频监控系统改造基于TCP/IP协议，保证电厂各机组运行图像信息的实施传递与电厂内网络系统的互联互通，以及多方通信稳定。改造过程中，于中央控制室内构建视频监控平台，以实现对设备接入、信息获取、数据存储、报警等功能的综合管理。构建该平台时，应当把握电厂图像监控需求，具体包括视频数据采集与分析处理及相关设备管理等，基于此进行改平台的构建。为确保视频图像有足够的清晰度，选择适宜的高度压缩数字视频编码器标准，比如PEG4。

3.微机保护系统改造

微机保护系统改造内容为变压器保护、发电机差动保护，以实现电厂运行稳定性的有效提升。变压器保护中，对于速度、过电流、电压回路断线等保护均进行设置，为避免相应的励磁系统受干扰，则在这一系统中应用三模冗余系统为控制通道。发电机差动保护中，改造主要设备与部件，防止出现过流等情况，减少故障的发生概率。

三、结语

电气二次设备对电厂正常稳定运行有不可磨灭的作用，对该系列设备进行自动化改造，应当立足实际，借助多种先进技术优势，改善设备性能，同时根据需要进行设备设施的引入与淘汰，为提升电厂电气生产效率创造良好的物理环境条件。

参考文献

[1]陈亮.电厂电气二次设备及自动化改造初探[J].科技创新与应用，2018，（2）：50—51.

[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）：121—122.