电气二次设备及其自动化改造

李瑞春

（山西国金电力有限公司 山西省吕梁市 033000）

在我国科技水平以及经济水平不断提高的背景下，自动化技术已经被运用到各大领域当中，并且其运用取得了十分显著的效果，现如今，自动化技术的运用已经成为各大领域发展的重要途径，对于电气领域来说也是如此。针对于电气二次设备进行自动化改造，不仅能够保证电气二次设备正常稳定安全的运行，大程度提高生产效率以及质量的同时，还能够促使电厂获得更好更健康发展。因此，应注重针对电气二次设备及其自动化改造进行分析探究。

1 电厂电气二次设备的运行现状

随着我国整体发展的速度不断加快，科技的力量使得我国大部分的企业获得了全面性的技术提升。同时，在经济的发展带动下，电厂的自动化设备运转也实现了全面的提升，并且随着当前阶段电厂的发展越来越好，当前阶段已经实现了由普通的运转模式转化为智能运转模式，因此在进行调整的过程中，也可以有效使用高科技计算机来实现对其电厂的远程监控。另外，随着当前电厂的不断发展，也能够有效保证在智能系统的搭载下，当发生紧急事故时，可以实现通过自动化设备进行快速诊断，然后通过手动控制的操作模式来进行设备的停运和维修处理，这样也能够有效降低其运行的风险，并且二次设备均采用的是钛网分层系统结构，因此为了提高其整体运行的稳定性，也需要保证在传输系统当中通过光纤传输的方式来提高其运行的效率，以此才能有效保证自动系统的良好运转。

2 电气二次设备自动化改造范围

电气二次设备自动化改造的核心就是解决二次设备在运行过程中的安全隐患，保证二次设备能够安全、稳定、正常的运行，提高工厂的生产效率，满足社会对于电力的实际需求，符合现代化发展，促使电厂能够获得更好的发展。在电气二次设备自动化改造过程中，主要的改造内容分为以下几个方面：

（1）计算机监控系统的自动化改造。

（2）视频监控系统的自动化改造。

（3）微机保护系统的自动化改在。

（4）AVC 系统的自动化改造。

不仅如此，在进行电气二次设备自动化改造的过程中还应针对各种老化以及存在一定问题的线路进行改造，进而全面实现自动化控制电厂的生产运行，进而使得电厂生产运行的安全性以及稳定性得到保障。不仅如此，电气二次设备的自动化改造还能够满足现如今时代背景下对于电厂的实际要求，以及电厂的实际发展需求，科学全面完善整合电气二次设备[1]。

3 电气二次设备的配置特点及改造原则

3.1 电气二次设备的配置特点

在电厂开展二次设备的配置时，必须要保证能够依据双冗余的计算机信息网络配置来实现其设备获得有效的提升，这样才能够满足后续运行的高效性，并且也能保证其自身的智能性获得发展。例如，在计算机监控系统当中，其自身可以被分为物理层、控制层和广站层。其中，物理层指的是由GIS 系统所保护的发电机组设备、工业设备、测温元件、接触器继电器、水轮机、调速器所组成的部分；而广站层主要是由闸门控制系统、历史记录服务器、行政电话、数据服务器和调度电话服务器以及放电数据所组成的部分；最后，控制层主要是由GIS 公用设备、各机组以及调试试验组所组成的部分，其整体在运行的过程当中，能够有效提高其运行的机警性，这样就能够保证通过对于数据的分析来实现提前预警，进而保证操作人员在看到预警信息时，就能够对其问题进行及时处理。

3.2 电气二次设备的改造原则

在进行电气二次设备的自动化改造过程中，必须要保证通过以下几点原则的应用才能够有效提高其整体运行的安全性。首先，在进行电气设备的安全生产中，必须要保证能够有效提高电厂的整体运行水平，同时也要保证各机组设备在运行的过程当中能够有效提高自身运行的安全性和稳定性，这样才能够保证供电的可靠性获得提升。其次，对于电能质量以及电网运行的稳定性而言，也必须要提高其自身的基础保障功能，然后对其机组进行调速反应事故的测试，这样才能够在后续生产的过程当中，有效提高其生产的基础效率。最后，在进行自动化设备的改造过程当中，要依据实际情况进行设备系统的更新，这样才能够保证其系统的搭载能够满足于当前设备的运行。因为，一旦出现预超现象，那么就会导致其所搭载的智能系统不能够良好地与当前设备进行匹配，甚至在操作的过程当中，可能由于设备的老旧而导致操作系统误认为是一种故障的表现，从而产生乌龙事件。对此，只要满足以上三点原则，在进行电厂电气二次设备自动化改造的过程中，就能够有效降低电厂运行时所要投入的经济成本，并且也能够大大降低工作人员的基础工作强度，从而保证电厂在今后发展的过程当中，能够越来越趋近无人化、自动化和全面化的运行。

4 电气二次设备及其自动化的改造建议

4.1 自动化改造计算机监控系统

在进行计算机监控系统的自动化改造过程中，所运用到的计算机监控系统软件通常情况下都会选择较为先进的分层分布开放式软件，分层分布开放式软件不仅仅具备监视安全运行、实时监控调节、指导处理事故、指导恢复事故、电气二次设备运行维护管理以及系统诊断等等重要功能形式，同时还能够有效提升键盘操作性能、文件打印性能以及数据通信性能等等其他方面的性能。在这其中，分层分布开放式软件中的现地控制层能够实现安全运行监控、实时监控调节、系统诊断以及采集相关数据、整理相关数据。分层分布开放式软件在计算机监控系统自动化改造过程中的运用其主要形式是将现地自动方式以及远方自动方式运用到电气二次设备中，这种情况下能够做到采集电气二次设备运行状态以及运行参数，在这个过程中是由系统自动进行，与此同时还能够进行相关的处理，通过数据库中存储的相关数据就能够在计算机中实现计算控制。值得注意的是，在电厂进行运行数据采集的过程当中，也可以有效应用LCU装置来实现对于数据的采集。并且，在当前阶段电厂所采用的人机工联系统中，也可以通过投入设置和退出来实现对于参数的修正，并保证在运行的过程中，能够有效通过计算机监控系统来对其进行安全监督，以此也能够保证提升其整体的应用性能。此外，通过应用计算机系统也可以实现对于电厂的实际运行状态进行有效的监控管理，如果在其运行的过程中出现了异常数据，或者是其运行时的实际参数超过了预定限额值，那么监控系统也能够及时将这一问题进行反馈，而值班人员只需依据其异常数据进行记录，以便于后期调整即可。在这一过程当中，值班室需要与数据室进行串联，这样才能够通过监控系统的人机接口设备来实现对于其设备运行状态的数据进行检查分析，并根据实际运行的参数进行有效记录，然后在实际运转的过程中，以原有的参数命令进行重新调试，并保证降低异常数据所带来的风险，这样也能够有效提高其整体的运行效果。

另外，针对计算机监控系统来说，在这其中最为重要的功能就是安全监控，简单来说，计算机控制系统在运用的过程中能够通过计算机针对电气二次设备运行状态以及运行参数进行实时监控，在在实施监控的过程中如果电气二次设备运行状态改变，运行参数超出与设定的数据值或者是发生其他异常现象，那么计算机监控系统能够提醒相关工作人员电气二次设备存在问题，这种情况下相关工作人员就能够技术采取有效措施避免更大的问题产生，不仅如此，计算机监控系统还能够实现针对于解决过程进行记录，进而为以后的分析以及检查提供详细真实的重要参考依据。

4.2 自动化改造视频监控系统

在针对视频监控系统进行自动化改造的过程中，相关工作人员应充分的认识到视频监控系统的图像监控要求，与此同时还要充分了解视频监控系统在进行收集图形视频、存储图像视频以及处理图像视频等等一系列工作时的要求。在运用视频监控系统的过程中，视频监控系统能够通过科学合理有效的编码方式，针对于相关的图像视频进行适当的压缩，并且在压缩的过程中还能够保证图像视频的清晰度。视频监控系统的功能要求分为以下几种：

（1）对图形视频进行收集[2]。收集图形视频是视频监控系统的基础性功能，简单来说就是根据与电气二次设备实际需求在一个特定的场所空间中安装摄像头，进而针对图形以及视频进行收集。

（2）对图像视频进行压缩。压缩图形视频是有效提高图形视频传送工作效率以及工作质量、存储工作效率以及工作质量的重要手段，在此过程中需要建立在视频监控系统的实际情况基础上，选择合理有效的编码方式，进而在服务器的终端就能够通过网络化格式进行压缩图像视频。

（3）对图形视频信息进行传送。在运用视频监控系统的过程中一般情况下都会运用压缩包的方式进行图形视频信息的传送。在此过程中首先针对于图形视频信息进行压缩保存，然后建立在网络方式的基础上就能够实现传送数据压缩包，而这一系列的操作都是通过服务器的终端得以实现。

（4）接受数据压缩包。通常情况下在服务器的终端，人们能够通过网络格式（3G、4G、Wi-Fi）接受数据压缩包，接受数据压缩包之后就能通过解压形式，将图像视频解压出来，进而在视频监控系统的终端中实现呈现播放。

4.3 自动化改造微机保护系统

在针对微机保护系统进行自动化改造的过程中，为了能够使得发动机的差动保护更好的实现，这就需要在重点保护部位以及重点保护设备采取合理有效的保护措施或者是保护装置，以此避免发生过电流、过负荷以及比率差动等等现象。在此基础上还要针对继电保护电源中的带延时过流、闭锁过电流以及瞬间速断等等进行全面保护，并且还要确保在发生小电流接地的现象之后，能够及时进行自动报警。另外，在针对微机保护系统中的变压器保护单元进行自动化改造的过程中，一定要进行相关的速度保护、过电流保护、回路断线保护以及过负荷保护[3]。值得注意的是，自并励励磁系统属于较为典型的快速反映系统形式，因此，在受到某些因素的干扰之下，非常容易导致小幅度低频的震荡现象发生，在此过程中可以通过先进控制规律的方式以及安装设置PSS 电力系统稳定器来解决，这种情况下能够促使电网运行的稳定性有效提高。

4.4 自动化改造AVC系统

（1）促使数据采集的精准性以及正确性有效提高。在进行电气二次设备自动化改造之前，应对产生数据问题的区域进行加强变电部，以及整理改变数据取值方法，在此过程中还要能够保证遥测数据的准确性，送至到AVC 系统中，这种情况下才能够真正算是通过电气二次设备自动化改造，能够避免在改造的过程中数据出现冲突的现象[4]。

（2）优化闭锁条件。建立在电气二次设备安全的基础上，有效调整优化闭锁条件。AVC 系统所设置的闭锁条件，其主要作用价值就是为了能够避免发生故障的设备被强行控制，进而能够避免设备造成损坏。

（3）促使自动调节成功率有效提高。具体而言，将自动化控制通道的上端接口以及人工控制通道的上端接口进行整合，能够实现控制电网内容无功功率流向合理，进而使得自动化控制通道以及人工控制通道的下传指令保持一致性，促使自动调节成功率有效提高。

5 总结

针对电气二次设备进行自动化改造之后，不仅仅能够提高电气二次设备使用效果以及使用质量，还能够提高电厂成产效率，节约生产成本，使得电厂运行模式得到一定程度上的优化改善，实现自动化控制，这种情况下能够使得电厂符合现代化发展要求，促使电厂能够获得更高更加稳定健康的可持续发展。因此，针对电气二次设备及其自动化改造进行分析具有十分重要的现实意义。