电厂电气二次设备及自动化改造的研究

电厂电气二次设备及自动化改造的研究

张斌

(武乡西山发电有限责任公司)

摘要：随着我国政治、经济、科技的快速发展，我国的自动化系统在各行各业中的应用越来越普遍化，并积极发挥着各种作用，这是因为电气二次设备及自动化改造不仅提高了运行效率，而且降低了企业的运营成本，增加了企业经济效益和社会效益。借此，本文就以火电厂为研究对象，对电厂中电气二次设备及自动化改造的必要性及具体的改造方案进行探究和分析，希望能够为实现电厂的可持续发展贡献一定的理论基础。

关键词：火电厂；电气二次设备；自动化改造；方案

引言

现代化科学技术的快速发展，传统的火电厂采用的电气二次设备已经无法满足当前发展中的需要，而且暴露出来的问题也越来越多，如故障率高、消耗大、稳定性差、可控性弱、工作效率低、安全性低等问题，严重制约了电厂的进一步发展。因此，为了改善这一现状，电气二次设备及自动化改造研究势在必行。

一、电厂二次设备配置的主要特点

电气二次设备指的是对一次设备运行情况进行检测、监督、保护和调节的一种电气设备，其中，包含了仪表、继电器、电缆、导线、功率表、监管设备、工作站及网络通讯系统等为一体，不仅在发挥着辅助性的作用，而企业为电厂的安全有序进行提供了保障。另外，电厂二次设备主要是借助计算机信息网络配置技术来进行自身功能的呈现，如示警、监督、显示、画面编辑等，整个呈现的流程都是在自动化、网络化、科技化的基础上完成的，所以，这不仅是设备性能上的一种进步，而且更是科学技术发展中的一种革新。

二、电厂电气二次设备自动化改造的必要性

火力发电作为我国发展历史悠久的发电方式之一，在研究的火电厂中发现，由于电气二次设备使用时间久，从而导致机械设备工作效率低，另外，由于早期的电气二次设备自动化程度低，大多操作行为多以人工为主。所以，在当前这个市场竞争越来越激烈的大环境下，传统电气二次设备暴露的弊端越来越多。如研究中的火电厂采用了DCS系统，由于保护装置与安全装置分离，不仅无法直接显示电气设备的基本电气量，而且也无法进行设备运行情况的实时性反馈。另外，在传统的控制系统中，硬接式的接入方式，会在一定程度上出现稳定性差，干扰性强等方面的问题。所以，电气二次设备老化问题的出现，元器件在没有新的替代品，或者是新的电气机械设备投入的情况下，电厂的正常运营是无法保障的，因为从时间成本上而言，这对于企业是一种可规避的损失。即使是一些新型技术融入到传统的电气二次设备之中，设备不能满足新技术的变革需要，最终，运营成本的增加，经济效益和社会效益的缩减，只会使电厂寸步难行。因此，电厂加强电气二次设备自动化方面的改造，不仅顺应了时代发展的需要，而且也满足了当前企业发展的需要。

三、电厂电气二次设备自动化改造的具体方案

3.1概况分析

在此次的调研电厂中，调研企业主要是一个火力发电厂，电厂中的电气二次设备使用年限久，相对于新型的电气二次设备而言，原有的电气二次设备设计存在标准化、自动化程度低等方面的问题，所以，在长久的运行过程中，保护装置和控制装置都出现了老化、运行效率低、故障频出等方面的问题。虽然维修包阿姨那个人员进行了维修和保养，但是，过高的维修保养费，使得企业的运营成本过高。因此，为了提高工作效率，降低企业运营成本，保障电厂运行的安全性和可靠性，加强电气二次设备自动化改造是必要的。

3.2改造总体思路

在本次的调研火电厂电气二次设备总体设计和系统改造的过程中，一方面，不仅要实现测量、监测、保护、调节、控制方面的自动化，而且还需要将设备配置层次划分未远程控制层、现场控制层和厂站控制层。另一方面，电厂电气二次设备自动化改造的目标，首先，不仅要处理好电厂的安全隐患，提高电厂的安全运行水平，而且还要为发电机的安全、可靠、高效运行提供稳定的运行环境；其次，提高电气二次设备的调节速度和事故反馈速度，为电网稳定运行提供基础性保障；最后，提高电厂电气二次设备的自动化水平，真正实现无人值守的管理运行模式，将人力从高压、高工作量的生产线上调离，减小工作人员劳动强度的同时，降低电厂的人工成本。

3.3视频监控系统的自动化改造

在此次调研的火电厂电气二次设备视频监控系统改造的过程中，主要采用了YCP/IP技术，为了实现图像信息上的共享和同一个网络环境中运行，需要在电厂中控室中构建一个视频监控平台，主要对系统设备的接入情况、图像调度存储，以及报警联动等进行实时的管理。另外，在电厂电气二次设备视频监控系统平台运行的过程中，为了满足图像监控的需要，通过采用H•264编解码，或者是PEG4编解码的方式继续拧图像资料的采集、储存、分析和整合，提高视频图像资料的清晰度和压缩性。视频监控系统的自动化改造之后，视频监控系统具备了以下几种功能。第一，视频监控功能，可以通过摄像头，直接对图像进行资料的采集；第二，压缩功能，采用H•264编解码，或者是PEG4编解码的方式压缩视频图像资料；第三，网络传输功能，以数据的形式封装，无线网络的形式进行信息的传输；第四，压缩数据分析步骤功能，还原图像数据资料，通过县食品显示在终端屏幕上；第五，存储功能，存储具有价值的视频图像资料。

3.4计算机监控系统的自动化改造

在此次调研的火电厂电气二次设备计算机监控系统改造的过程中，由于原有的计算机监控系统已经陈旧落后，而且在灵敏度、可靠性、时效性等方面存在严重的不足，另外，由于元器件的损坏，没有替代品的更换的情况下，导致大量的电气二次设备处于停用的状态，所以，可以通过硬件和软件这两个方面进行计算机监控系统的自动化改造。第一，自动化改造后的计算机监控系统通过控制层进行自我故障的诊断、数据采集和数据处理，最终，将处理好的数据存储到数据库之中，通过终端显示屏显示出来；第二，在选择监控软件时，不仅要具备分布式、开放性的特点，而且还需要自身具备显示、输出、通信、诊断故障、事故反馈、监管等方面的功能；第三，根据系统中输入的口令进行系统的控制，如启动、关闭、跳闸等，并且还需要在系统中设定一些操作参数，保障设备运行的安全性，但是，一旦操作过程超过预定的参数，那么，系统会自动示警，为值班工作人员及时处理故障提供了便利；第四，工作人员可以根据电厂运行的实际情况，通过系统远程操控，进行发动机组运行状况、功率、温度、负荷程度等方面的的调整。

四、结束语

综上所述，在电厂电气二次设备及自动化改造研究的过程中，虽然电气二次设备在电厂生产过程中占据着非常重要的地位，但是，仍旧有许多电厂存在电气二次设备技术落后、能耗大、可靠性差、自动化水平低及维修保养成本高等方面的问题，所以，电厂为了能够在市场竞争中占据优势，通过改造总体思路、视频监控系统的自动化改造、计算机监控系统的自动化改造等方式，增强电气二次设备运转的整体效能，进一步提升电厂电气二次设备生产的可靠性、安全性和有效性，同时，也为电厂的可持续发展，经济效益和社会效益提升奠定坚实的理论基础。

参考文献：

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