中國能源建設(shè)集團(tuán)華中電力試驗(yàn)研究院有限公司 陳凱紅

1 引言

電力系統(tǒng)作為我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中重要的基礎(chǔ)性能源支撐之一，近年來隨著產(chǎn)業(yè)升級、技術(shù)轉(zhuǎn)型、設(shè)備更新，以及智能化程度的提升，對增加電能產(chǎn)量、滿足社會生產(chǎn)和居民需求，發(fā)揮的作用日益明顯[1]。在電力行業(yè)光明發(fā)展前景的映照下，電力系統(tǒng)正朝著智能化數(shù)字化系統(tǒng)化的方向快速發(fā)展，電廠生產(chǎn)中的熱控保護(hù)裝置、日常設(shè)備運(yùn)行維護(hù)，以及故障檢測的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)了突破性創(chuàng)新。

2 熱控調(diào)試在電廠應(yīng)用中的重要性

2.1 電廠熱控調(diào)試系統(tǒng)概述

電廠熱控調(diào)試系統(tǒng)內(nèi)容范圍涵蓋了人機(jī)接口裝置、運(yùn)行控制裝置，以及中間設(shè)備連接裝置等關(guān)鍵部分。在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下電廠熱控調(diào)試重點(diǎn)體現(xiàn)在借助管理人員、崗位操作人員的現(xiàn)場操作，對系統(tǒng)調(diào)整、網(wǎng)絡(luò)設(shè)置及設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行控制，利用先進(jìn)信息技術(shù)實(shí)施對電流電壓及中間環(huán)節(jié)設(shè)備條件的安全保障，實(shí)現(xiàn)熱控調(diào)試系統(tǒng)各環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，為有效解決熱控系統(tǒng)問題，檢查排除故障，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)創(chuàng)造有利條件。

2.2 電廠熱控調(diào)試系統(tǒng)應(yīng)用意義

縱觀電廠熱控系統(tǒng)調(diào)節(jié)的全貌，其工作狀態(tài)如何主要取決于外因因素、設(shè)備狀態(tài)、人員狀態(tài)等方面。其中影響最主要的是電氣設(shè)備方面，集中體現(xiàn)在一旦出現(xiàn)系統(tǒng)性電源、電壓、電流不穩(wěn)定、偏高或偏低，都會對設(shè)備產(chǎn)生直接影響。人工操作連接技術(shù)不過硬，導(dǎo)致接錯線路又會造成短路產(chǎn)生發(fā)熱，甚至干擾爆炸起火等電廠事故。在具有腐蝕性、熱蒸汽聚集的環(huán)境內(nèi)，由于管理人員對熱控調(diào)試設(shè)備圖紙?jiān)O(shè)計(jì)不了解，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備型號與設(shè)計(jì)不相符等問題，一方面導(dǎo)致火災(zāi)報(bào)警電纜的頻度增加，另一方面當(dāng)熱電纜承受溫度超過了承載極限，又將引起火災(zāi)甚至大面積停電。

電廠作為電能供應(yīng)的源頭其調(diào)控系統(tǒng)組成內(nèi)容十分復(fù)雜。從功能分類作用來看，包括熱工檢測，自動儀表檢測，設(shè)備調(diào)節(jié)以及運(yùn)行信號傳輸?shù)汝P(guān)鍵環(huán)節(jié)。其中，熱控調(diào)試對發(fā)電機(jī)組及相關(guān)設(shè)備具有關(guān)鍵影響，檢測部位、覆蓋測試、過程監(jiān)控，必須在實(shí)施新機(jī)組安裝調(diào)試后，方可進(jìn)行后續(xù)熱控過程施工調(diào)試。因此，開展電廠的熱控裝置安裝調(diào)試及定期保養(yǎng)，既能解決電廠熱控能力測試欠缺的問題，也能及時(shí)消除電廠安全運(yùn)行不穩(wěn)定因素。

3 電廠熱控調(diào)試運(yùn)行中常見問題

在電廠熱控調(diào)試工作中還存在較多問題，如圖1所示。

3.1 供電系統(tǒng)故障

電廠運(yùn)行過程中供電故障是較為常見的問題之一，主要原因在于電力系統(tǒng)中接線端的火線、零線虛接、接地端，不能按照操作標(biāo)準(zhǔn)正常進(jìn)行，導(dǎo)致漏接反接引起短路發(fā)熱，甚至大面積停電等嚴(yán)重故障。電控系統(tǒng)運(yùn)行中會產(chǎn)生大量伴熱，當(dāng)超過電阻保護(hù)裝置數(shù)值后，電廠電路保護(hù)系統(tǒng)、電網(wǎng)報(bào)警系統(tǒng)，就會自然啟動防御預(yù)警機(jī)制自動斷電。當(dāng)設(shè)備的絕緣層發(fā)生嚴(yán)重質(zhì)量問題時(shí)，采取的處置措施不當(dāng)就會產(chǎn)生漏電、放電等嚴(yán)重影響，導(dǎo)致電廠熱控系統(tǒng)中供電線路危險(xiǎn)系數(shù)升級，對巡線及運(yùn)維工作人員的生命安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

3.2 系統(tǒng)干擾故障

電廠設(shè)備運(yùn)行過程中最主要的干擾產(chǎn)生在系統(tǒng)電磁干擾、相鄰線路間碰接等環(huán)節(jié)，這些內(nèi)容都是引起電廠調(diào)試系統(tǒng)短路漏電的重要因素，需要在實(shí)際運(yùn)行中特別注意[2]。例如，電纜線的電流由于強(qiáng)弱不同，電纜線敷設(shè)間距不夠，一旦發(fā)生碰撞纏繞就會受電磁干擾影響，引發(fā)電纜電壓值瞬間提升或超低壓狀態(tài)，當(dāng)纜線之間距離超過安全極限值后就會產(chǎn)生發(fā)熱、電磁等干擾現(xiàn)象。因此，合理設(shè)計(jì)電源線之間的距離，科學(xué)布置各元件配件位置關(guān)系，是確保電廠熱控系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

3.3 設(shè)備不匹配故障

電力熱控系統(tǒng)構(gòu)造十分復(fù)雜，相當(dāng)部分設(shè)備在外形型號功能以及安裝方式上，既存在一定的相似之處、又存在著本質(zhì)不同。這就要求電廠熱控調(diào)試工作人員，要分清各階段工作重點(diǎn)，調(diào)試前管理人員、操作崗位員工，要按照圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求詳細(xì)進(jìn)行巡線及踏勘等前期工作，借助先進(jìn)測量儀器手段避免設(shè)備間匹配度不夠，導(dǎo)致使用情況與圖紙?jiān)O(shè)計(jì)不相符，造成熱控系統(tǒng)輸出端的功能達(dá)不到預(yù)期要求。當(dāng)設(shè)備測試過程出現(xiàn)損壞、質(zhì)量不達(dá)標(biāo)等嚴(yán)重情況時(shí)，調(diào)試人員務(wù)必在切實(shí)解決好本環(huán)節(jié)問題基礎(chǔ)之上，方可進(jìn)行下步調(diào)試，切不可缺乏應(yīng)急預(yù)案指導(dǎo)，對設(shè)備損失情況置之不理，盲目進(jìn)行后續(xù)工作，導(dǎo)致苗頭性前兆性問題無法發(fā)現(xiàn)解決，誘發(fā)更大的電廠故障。

3.4 熱控系統(tǒng)硬件故障

熱控系統(tǒng)硬件故障主要表現(xiàn)在，系統(tǒng)報(bào)警燈不能及時(shí)啟動、預(yù)警系統(tǒng)失靈，導(dǎo)致延誤搶險(xiǎn)的最佳時(shí)間，誘發(fā)設(shè)備模板底座終端匹配器出現(xiàn)連鎖反應(yīng)，造成電力失制的災(zāi)難性后果。在熱控系統(tǒng)軟件安裝過程中，由于缺乏對控制組件問題的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理能力，安裝過程中操作人員對軟件升級改造數(shù)據(jù)恢復(fù)維護(hù)不及時(shí)，造成通信聯(lián)絡(luò)線路被打斷，影響了軟件間相互匹配的功能，同時(shí)在架設(shè)線路輸送電線時(shí)不能準(zhǔn)確區(qū)分強(qiáng)弱電纜區(qū)，使兩者產(chǎn)生強(qiáng)烈的信號干擾。在電廠熱控調(diào)試運(yùn)送過程中，崗位操作人員缺乏愛崗敬業(yè)精神，工作專注度不夠，不具備相應(yīng)問題的處理和判斷能力，不能及時(shí)消除電壓電流電感波動產(chǎn)生的影響，導(dǎo)致電廠導(dǎo)線連接錯誤引發(fā)電阻阻抗過大，甚至電源泄漏等嚴(yán)重問題，為產(chǎn)生嚴(yán)重的漏電事故留下隱患，對電力系統(tǒng)整體的時(shí)效性安全性造成嚴(yán)重影響。

4 電廠熱控系統(tǒng)調(diào)試問題解決措施

4.1 優(yōu)化系統(tǒng)靜態(tài)及單體調(diào)試進(jìn)度

電廠熱控系統(tǒng)的復(fù)雜性表現(xiàn)在，既要發(fā)揮靜態(tài)系統(tǒng)的功能作用，又要保持與單體調(diào)試進(jìn)度的相一致。在進(jìn)行靜態(tài)系統(tǒng)調(diào)試優(yōu)化過程中，必須以系統(tǒng)安全受電檢查、線路運(yùn)行保障、嚴(yán)格執(zhí)行作業(yè)票制度為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)所有模塊的統(tǒng)一指揮調(diào)度，使所有模塊均處在拔出斷電狀態(tài)，同時(shí)電廠熱控與外界設(shè)備進(jìn)行連接傳動，調(diào)試工作人員必須充分了解、檢查電路電子柜輸出輸入連接線的準(zhǔn)確性，避免電壓不穩(wěn)定產(chǎn)生強(qiáng)電竄入熱控系統(tǒng)，造成不可控威脅，待所有措施全部落實(shí)到位、并得到工作票確認(rèn)后，方可在統(tǒng)一的調(diào)試調(diào)令指導(dǎo)下，按順序開展系統(tǒng)插入模塊工作；所有調(diào)試工作結(jié)束之后，再在統(tǒng)一指令下立即拔出模塊，為靜態(tài)系統(tǒng)調(diào)試優(yōu)化，確保熱控系統(tǒng)的安全性穩(wěn)定性創(chuàng)造條件。進(jìn)行單體測試優(yōu)化控制，必須以熱控輸電結(jié)束為起點(diǎn)，以可進(jìn)入盤柜線連接為前提，按照進(jìn)度安排規(guī)定當(dāng)纜線和單體測試完成一半進(jìn)度時(shí)，借助計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)和中心控制指令，準(zhǔn)確劃分電廠熱控調(diào)試各時(shí)間段分配。在確保整體測試質(zhì)量的基礎(chǔ)上，加快單體不同模塊的測試進(jìn)度，實(shí)施過程中要優(yōu)化控制設(shè)計(jì)人員、現(xiàn)場管理人員、崗位操作員工的流程，嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)工作進(jìn)展情況靈活安排接線人員合理控制調(diào)試進(jìn)度，以整體推進(jìn)最優(yōu)化作為單體調(diào)試的規(guī)范要求。

4.2 完善冗余步驟設(shè)計(jì)

電力熱控系統(tǒng)保護(hù)裝置調(diào)試過程十分復(fù)雜，要以合理的冗余設(shè)置為前提，將經(jīng)過實(shí)踐證明成熟化的熱控冗余技術(shù)、借助自動化智能手段靈活運(yùn)用。為確保電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定可控，完善冗余設(shè)計(jì)保護(hù)裝置必須以熱控信號運(yùn)行的可靠性、設(shè)備動態(tài)管理的穩(wěn)定性為前提，通過合理的監(jiān)控手段、采取相應(yīng)的設(shè)備調(diào)控技術(shù)，確保熱控保護(hù)裝置信號源輸出接入的安全[3]。在安全預(yù)警和故障防范的保護(hù)下，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)苗頭隱患、第一時(shí)間作出故障檢修處理，并通過系統(tǒng)指示向現(xiàn)場維護(hù)人員發(fā)出警報(bào)數(shù)據(jù)，使冗余設(shè)計(jì)步驟始終在信息系統(tǒng)的指導(dǎo)下，準(zhǔn)確確定事故位置，合理確定保護(hù)措施，確保工作人員的人身安全。完善電熱調(diào)試系統(tǒng)的冗余步驟設(shè)計(jì)，要堅(jiān)持與時(shí)俱進(jìn)的思想方法，及時(shí)跟進(jìn)跟蹤國際國內(nèi)先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)，引進(jìn)科學(xué)的設(shè)計(jì)方法，將引入綠色環(huán)保生態(tài)技術(shù)、使用清潔綠色材料，廣泛運(yùn)用于冗余步驟設(shè)計(jì)之中，提高設(shè)計(jì)的可行性環(huán)保性。

4.3 提升調(diào)試人員技能素質(zhì)

實(shí)施電廠熱控系統(tǒng)模式要從正反兩個方面入手，及時(shí)總結(jié)成功實(shí)踐案例、深入分析事故產(chǎn)生原因，借助大數(shù)據(jù)信息處理技術(shù)，提高電控系統(tǒng)測試的工作效率與管理者技能素質(zhì)。其中，提升測試人員整體素質(zhì)，必須立足于控制系統(tǒng)整體情況復(fù)雜的實(shí)際，堅(jiān)持保障測試工作順暢、保證設(shè)備正常運(yùn)行、呵護(hù)工作人員安全的總基調(diào)，實(shí)現(xiàn)調(diào)控內(nèi)容、調(diào)控手段與工作流程、施工順序的無縫連接。工作人員從調(diào)控工作標(biāo)準(zhǔn)、工作流程體系、制度規(guī)范執(zhí)行的有效性出發(fā)，對容易誘發(fā)事故的不利因素進(jìn)行準(zhǔn)確分析，合理制定相應(yīng)的措施。特別針對熱控系統(tǒng)安裝不完整、操作標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不嚴(yán)格的情況，要將提升調(diào)試人員素質(zhì)作為重點(diǎn)，落實(shí)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，為分級分類重點(diǎn)處理相關(guān)事故，確保工作流程的規(guī)范性，發(fā)揮科技的指導(dǎo)作用，為電力系統(tǒng)維護(hù)和整體安全運(yùn)行提供人力資源保障。

4.4 改進(jìn)保護(hù)裝置

確保電廠供電系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電、送電過程的系統(tǒng)安全，不但要做好相應(yīng)的設(shè)備管理工作，同時(shí)還要根據(jù)用戶差異化用電需求，將電力熱控系統(tǒng)穩(wěn)定性置于邏輯狀態(tài)的保護(hù)之下。加強(qiáng)控制軟件技術(shù)研究，要依據(jù)工作順序流程進(jìn)行過程優(yōu)化原則，盡可能降低輸電線路設(shè)備的過程損耗。要通過加強(qiáng)對相關(guān)管理人員的技術(shù)培訓(xùn)及專業(yè)指導(dǎo)，嚴(yán)格檢測過程中的操作管理行為，消除系統(tǒng)容錯邏輯設(shè)計(jì)帶來的不利影響，防止重復(fù)性啟動系統(tǒng)故障，實(shí)現(xiàn)改進(jìn)保護(hù)裝置系統(tǒng)運(yùn)行的絕對安全。

4.5 優(yōu)化邏輯組態(tài)

在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的情況下，電力熱控系統(tǒng)調(diào)試檢測工作智能化、科學(xué)化、數(shù)字化不斷推進(jìn)，為熱控系統(tǒng)高效地工作、精準(zhǔn)輸出過程信號起到了關(guān)鍵作用。優(yōu)化邏輯組態(tài)，就要抓住降低故障率、保障系統(tǒng)安全的核心要義，重點(diǎn)將抵制電熱孔裝置及處在同一環(huán)境中的其他設(shè)備干擾為重點(diǎn)，打造穩(wěn)定運(yùn)行、過程可控的熱控體系。在開展相應(yīng)的優(yōu)化處理、提高容錯邏輯設(shè)計(jì)質(zhì)量方面，要有針對性地解決熱控系統(tǒng)各元件優(yōu)化不到位、技術(shù)研發(fā)不深入、優(yōu)化邏輯狀態(tài)不徹底等現(xiàn)實(shí)問題，對現(xiàn)有裝置邏輯條件充分梳理、對相應(yīng)軟硬件措施的狀態(tài)進(jìn)行科學(xué)分析，以此確定優(yōu)化邏輯組態(tài)重點(diǎn)、增強(qiáng)工作針對性，推進(jìn)電廠優(yōu)化調(diào)試工作向縱深發(fā)展。

4.6 提升熱控元件技術(shù)的可靠性

電廠熱控裝置調(diào)試保護(hù)運(yùn)行是一個完整整體，要針對熱控保護(hù)調(diào)試過程中故障出現(xiàn)率高，問題發(fā)生時(shí)間集中，設(shè)備運(yùn)行差錯率較大的環(huán)節(jié)開展技術(shù)研究，抓住影響系統(tǒng)穩(wěn)定性變化的重要影響因素，剖析儀表數(shù)據(jù)時(shí)效性差產(chǎn)生安全隱患的原因。邏輯組態(tài)優(yōu)化與系統(tǒng)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)比對過程，要消除溫度、濕度、灰塵、電磁波干擾等影響，定期檢查排查熱控系統(tǒng)保護(hù)狀態(tài)及早發(fā)現(xiàn)問題，采取處理措施提高熱控元件穩(wěn)定性。要以安裝過程優(yōu)化、人力資源投入經(jīng)濟(jì)、檢測過程便捷為原則，打破傳統(tǒng)工作方法的束縛障礙，充分發(fā)揮熱控軟件在高質(zhì)量運(yùn)行，降低事故率方面的重要作用，將耐用性強(qiáng)、質(zhì)量過硬、運(yùn)行平穩(wěn)，作為設(shè)備檢修維護(hù)的重中之重。

5 結(jié)語

電力企業(yè)快速發(fā)展、國家對電能需求量大幅增加，使得電廠熱控系統(tǒng)得到了前所未有的重視。因此，開展電力系統(tǒng)熱控調(diào)試研究，就要抓住安裝、檢修、維護(hù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，總結(jié)分析軟硬件故障發(fā)生的規(guī)律，深入開展熱控系統(tǒng)調(diào)試故障研究，大力提升管理及技術(shù)人員的專業(yè)技能素質(zhì)，為實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行安全，促進(jìn)電力企業(yè)可持續(xù)發(fā)展，提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。