电厂热控系统调试优化探究

中国能源建设集团华中电力试验研究院有限公司 陈凯红

1 引言

电力系统作为我国经济社会发展中重要的基础性能源支撑之一，近年来随着产业升级、技术转型、设备更新，以及智能化程度的提升，对增加电能产量、满足社会生产和居民需求，发挥的作用日益明显[1]。在电力行业光明发展前景的映照下，电力系统正朝着智能化数字化系统化的方向快速发展，电厂生产中的热控保护装置、日常设备运行维护，以及故障检测的技术手段实现了突破性创新。

2 热控调试在电厂应用中的重要性

2.1 电厂热控调试系统概述

电厂热控调试系统内容范围涵盖了人机接口装置、运行控制装置，以及中间设备连接装置等关键部分。在大数据时代背景下电厂热控调试重点体现在借助管理人员、岗位操作人员的现场操作，对系统调整、网络设置及设备运行进行控制，利用先进信息技术实施对电流电压及中间环节设备条件的安全保障，实现热控调试系统各环节环环相扣，为有效解决热控系统问题，检查排除故障，实现安全生产创造有利条件。

2.2 电厂热控调试系统应用意义

纵观电厂热控系统调节的全貌，其工作状态如何主要取决于外因因素、设备状态、人员状态等方面。其中影响最主要的是电气设备方面，集中体现在一旦出现系统性电源、电压、电流不稳定、偏高或偏低，都会对设备产生直接影响。人工操作连接技术不过硬，导致接错线路又会造成短路产生发热，甚至干扰爆炸起火等电厂事故。在具有腐蚀性、热蒸汽聚集的环境内，由于管理人员对热控调试设备图纸设计不了解，不能及时发现设备型号与设计不相符等问题，一方面导致火灾报警电缆的频度增加，另一方面当热电缆承受温度超过了承载极限，又将引起火灾甚至大面积停电。

电厂作为电能供应的源头其调控系统组成内容十分复杂。从功能分类作用来看，包括热工检测，自动仪表检测，设备调节以及运行信号传输等关键环节。其中，热控调试对发电机组及相关设备具有关键影响，检测部位、覆盖测试、过程监控，必须在实施新机组安装调试后，方可进行后续热控过程施工调试。因此，开展电厂的热控装置安装调试及定期保养，既能解决电厂热控能力测试欠缺的问题，也能及时消除电厂安全运行不稳定因素。

3 电厂热控调试运行中常见问题

在电厂热控调试工作中还存在较多问题，如图1所示。

3.1 供电系统故障

电厂运行过程中供电故障是较为常见的问题之一，主要原因在于电力系统中接线端的火线、零线虚接、接地端，不能按照操作标准正常进行，导致漏接反接引起短路发热，甚至大面积停电等严重故障。电控系统运行中会产生大量伴热，当超过电阻保护装置数值后，电厂电路保护系统、电网报警系统，就会自然启动防御预警机制自动断电。当设备的绝缘层发生严重质量问题时，采取的处置措施不当就会产生漏电、放电等严重影响，导致电厂热控系统中供电线路危险系数升级，对巡线及运维工作人员的生命安全构成严重威胁。

3.2 系统干扰故障

电厂设备运行过程中最主要的干扰产生在系统电磁干扰、相邻线路间碰接等环节，这些内容都是引起电厂调试系统短路漏电的重要因素，需要在实际运行中特别注意[2]。例如，电缆线的电流由于强弱不同，电缆线敷设间距不够，一旦发生碰撞缠绕就会受电磁干扰影响，引发电缆电压值瞬间提升或超低压状态，当缆线之间距离超过安全极限值后就会产生发热、电磁等干扰现象。因此，合理设计电源线之间的距离，科学布置各元件配件位置关系，是确保电厂热控系统稳定性和安全性的关键环节之一。

3.3 设备不匹配故障

电力热控系统构造十分复杂，相当部分设备在外形型号功能以及安装方式上，既存在一定的相似之处、又存在着本质不同。这就要求电厂热控调试工作人员，要分清各阶段工作重点，调试前管理人员、操作岗位员工，要按照图纸设计要求详细进行巡线及踏勘等前期工作，借助先进测量仪器手段避免设备间匹配度不够，导致使用情况与图纸设计不相符，造成热控系统输出端的功能达不到预期要求。当设备测试过程出现损坏、质量不达标等严重情况时，调试人员务必在切实解决好本环节问题基础之上，方可进行下步调试，切不可缺乏应急预案指导，对设备损失情况置之不理，盲目进行后续工作，导致苗头性前兆性问题无法发现解决，诱发更大的电厂故障。

3.4 热控系统硬件故障

热控系统硬件故障主要表现在，系统报警灯不能及时启动、预警系统失灵，导致延误抢险的最佳时间，诱发设备模板底座终端匹配器出现连锁反应，造成电力失制的灾难性后果。在热控系统软件安装过程中，由于缺乏对控制组件问题的及时发现和处理能力，安装过程中操作人员对软件升级改造数据恢复维护不及时，造成通信联络线路被打断，影响了软件间相互匹配的功能，同时在架设线路输送电线时不能准确区分强弱电缆区，使两者产生强烈的信号干扰。在电厂热控调试运送过程中，岗位操作人员缺乏爱岗敬业精神，工作专注度不够，不具备相应问题的处理和判断能力，不能及时消除电压电流电感波动产生的影响，导致电厂导线连接错误引发电阻阻抗过大，甚至电源泄漏等严重问题，为产生严重的漏电事故留下隐患，对电力系统整体的时效性安全性造成严重影响。

4 电厂热控系统调试问题解决措施

4.1 优化系统静态及单体调试进度

电厂热控系统的复杂性表现在，既要发挥静态系统的功能作用，又要保持与单体调试进度的相一致。在进行静态系统调试优化过程中，必须以系统安全受电检查、线路运行保障、严格执行作业票制度为基础，实现系统内所有模块的统一指挥调度，使所有模块均处在拔出断电状态，同时电厂热控与外界设备进行连接传动，调试工作人员必须充分了解、检查电路电子柜输出输入连接线的准确性，避免电压不稳定产生强电窜入热控系统，造成不可控威胁，待所有措施全部落实到位、并得到工作票确认后，方可在统一的调试调令指导下，按顺序开展系统插入模块工作；所有调试工作结束之后，再在统一指令下立即拔出模块，为静态系统调试优化，确保热控系统的安全性稳定性创造条件。进行单体测试优化控制，必须以热控输电结束为起点，以可进入盘柜线连接为前提，按照进度安排规定当缆线和单体测试完成一半进度时，借助计算机模拟系统和中心控制指令，准确划分电厂热控调试各时间段分配。在确保整体测试质量的基础上，加快单体不同模块的测试进度，实施过程中要优化控制设计人员、现场管理人员、岗位操作员工的流程，严格执行规范标准，根据工作进展情况灵活安排接线人员合理控制调试进度，以整体推进最优化作为单体调试的规范要求。

4.2 完善冗余步骤设计

电力热控系统保护装置调试过程十分复杂，要以合理的冗余设置为前提，将经过实践证明成熟化的热控冗余技术、借助自动化智能手段灵活运用。为确保电力系统实际运行状态稳定可控，完善冗余设计保护装置必须以热控信号运行的可靠性、设备动态管理的稳定性为前提，通过合理的监控手段、采取相应的设备调控技术，确保热控保护装置信号源输出接入的安全[3]。在安全预警和故障防范的保护下，第一时间发现苗头隐患、第一时间作出故障检修处理，并通过系统指示向现场维护人员发出警报数据，使冗余设计步骤始终在信息系统的指导下，准确确定事故位置，合理确定保护措施，确保工作人员的人身安全。完善电热调试系统的冗余步骤设计，要坚持与时俱进的思想方法，及时跟进跟踪国际国内先进的设计技术，引进科学的设计方法，将引入绿色环保生态技术、使用清洁绿色材料，广泛运用于冗余步骤设计之中，提高设计的可行性环保性。

4.3 提升调试人员技能素质

实施电厂热控系统模式要从正反两个方面入手，及时总结成功实践案例、深入分析事故产生原因，借助大数据信息处理技术，提高电控系统测试的工作效率与管理者技能素质。其中，提升测试人员整体素质，必须立足于控制系统整体情况复杂的实际，坚持保障测试工作顺畅、保证设备正常运行、呵护工作人员安全的总基调，实现调控内容、调控手段与工作流程、施工顺序的无缝连接。工作人员从调控工作标准、工作流程体系、制度规范执行的有效性出发，对容易诱发事故的不利因素进行准确分析，合理制定相应的措施。特别针对热控系统安装不完整、操作标准规范不严格的情况，要将提升调试人员素质作为重点，落实相关的标准规范，为分级分类重点处理相关事故，确保工作流程的规范性，发挥科技的指导作用，为电力系统维护和整体安全运行提供人力资源保障。

4.4 改进保护装置

确保电厂供电系统发电、输电、配电、送电过程的系统安全，不但要做好相应的设备管理工作，同时还要根据用户差异化用电需求，将电力热控系统稳定性置于逻辑状态的保护之下。加强控制软件技术研究，要依据工作顺序流程进行过程优化原则，尽可能降低输电线路设备的过程损耗。要通过加强对相关管理人员的技术培训及专业指导，严格检测过程中的操作管理行为，消除系统容错逻辑设计带来的不利影响，防止重复性启动系统故障，实现改进保护装置系统运行的绝对安全。

4.5 优化逻辑组态

在现代科学技术快速发展的情况下，电力热控系统调试检测工作智能化、科学化、数字化不断推进，为热控系统高效地工作、精准输出过程信号起到了关键作用。优化逻辑组态，就要抓住降低故障率、保障系统安全的核心要义，重点将抵制电热孔装置及处在同一环境中的其他设备干扰为重点，打造稳定运行、过程可控的热控体系。在开展相应的优化处理、提高容错逻辑设计质量方面，要有针对性地解决热控系统各元件优化不到位、技术研发不深入、优化逻辑状态不彻底等现实问题，对现有装置逻辑条件充分梳理、对相应软硬件措施的状态进行科学分析，以此确定优化逻辑组态重点、增强工作针对性，推进电厂优化调试工作向纵深发展。

4.6 提升热控元件技术的可靠性

电厂热控装置调试保护运行是一个完整整体，要针对热控保护调试过程中故障出现率高，问题发生时间集中，设备运行差错率较大的环节开展技术研究，抓住影响系统稳定性变化的重要影响因素，剖析仪表数据时效性差产生安全隐患的原因。逻辑组态优化与系统图纸设计比对过程，要消除温度、湿度、灰尘、电磁波干扰等影响，定期检查排查热控系统保护状态及早发现问题，采取处理措施提高热控元件稳定性。要以安装过程优化、人力资源投入经济、检测过程便捷为原则，打破传统工作方法的束缚障碍，充分发挥热控软件在高质量运行，降低事故率方面的重要作用，将耐用性强、质量过硬、运行平稳，作为设备检修维护的重中之重。

5 结语

电力企业快速发展、国家对电能需求量大幅增加，使得电厂热控系统得到了前所未有的重视。因此，开展电力系统热控调试研究，就要抓住安装、检修、维护的关键环节，总结分析软硬件故障发生的规律，深入开展热控系统调试故障研究，大力提升管理及技术人员的专业技能素质，为实现电力系统运行安全，促进电力企业可持续发展，提供强有力的技术支撑。