發電廠常見電氣問題主動防御策略研究

丘嘉意

（廣東粵電湛江生物質發電有限公司，廣東 湛江524000）

0 引言

發電廠的核心工作是完成其他能源向電力二次能源的轉化，但因為廠內電能環境較為復雜，所以，發電廠電氣問題防御策略與配送電單位和用電單位的電氣問題防御策略有所不同且更加復雜。本文重點就技術策略、行政策略2個方面對發電廠常見電氣問題主動防御策略進行分析。

本文研究以華東某火力發電廠為例，電廠離場電壓級別為220kV，裝機容量為2臺60MW火力發電機組，電廠自身運行能耗為6MW，電源來自10kV網絡。電廠的離場升壓變壓器使用6臺45MVA 33－220升壓變壓器并列運行，容量峰值階段采用4臺運行2臺備用的方式按需并列／解列。廠內自身運行用電采用1 140V、660V和380V3組母線管理，使用3臺3MVA 10－1.1／0.66／0.38變壓器并列運行，峰值階段采用2臺運行1臺備用的方式按需并列／解列。

1 現狀

當前勞動組織方面，該電廠電氣部門設置運行班4個、檢修班2個、內勤班1個，運行班負責電氣部分的日常運行，采用4班3倒作息制度，每班8h，中間休息24h；檢修班采用2班2倒作息制度，人員采用班內輪休的方式休息；內勤班主要負責安全培訓、經濟核算、技術檔案編制等工作，采用8h工作制，雙休。電廠電氣部門總人數54人，其中運行班16人，檢修班26人，內勤班12人。

電廠廠內以設備完好率和運行檢修成本率對電氣部門進行考核，電氣部門必須保證設備運行的穩定性，合理選擇檢修窗口，嚴防出現設備異常跳閘的現象。實際運行過程中，運行班人員需要每2h對所有設備進行巡視并謄抄運行數據，編制運行報表，同時查看專家系統評估結果，對設備的運行狀態進行控制。發現運行狀態有問題的設備，必須立即制定方案進行切除，同時檢修班啟動緊急檢修機制，進入狀態檢修。

在電廠的停產檢修階段，運行班人員往往被要求暫時編入檢修班，參與整體檢修工作。

2 問題

2.1 檢修響應時間問題

每2h進行一次人工狀態巡視的方式，可以規避大量故障衍生成供電事故。但是，電氣設備檢修窗口時間是有限的，雖然目前監測手段的不斷升級使得我們可以在運行中發現更多微小故障，但2h的周期還是難以滿足日常運行中檢修窗口的要求。因為發現故障時，要經過技術人員會商，編制解列和并列計劃，通過電廠總調度審批才可以進行檢修操作，此過程在2h周期外又延長了較長的時間，很多時候可能需要1h以上，此現狀使得系統帶病運行時間增加，給系統帶來了較大的隱患。

2.2 檢修質量問題

實際檢修過程中，往往采用總成替換法進行檢修，對于故障較為嚴重的設備或部件進行替換，而對于故障較輕的設備，只是通過更換絕緣油、絕緣紙或連接件等方式進行檢修。這種方式可能會使得系統檢修不能面向故障本身，而只是機械地執行檢修任務。

特別是對于變壓器和互感器的檢修，一般是在檢修前通過頻響試驗得到故障頻響曲線，再與備案頻響曲線進行對比，然后將檢修后的頻響曲線與備案頻響曲線進行進一步對比，以頻響曲線變形率作為判斷故障是否排除的標準。這種判斷方法容易出現檢修后重新并列，但故障仍然存在的問題。

3 對策

3.1 對監測系統進行升級

該電廠電氣系統中已經部署了變壓器油監測、高頻噪音監測、溫度貼片監測、加速度監測、紅外溫度監測、電能質量監測、相位角監測等監測手段，其中，相位角監測數據和電能質量監測數據直接反向到總調度系統中接入汽輪機控制系統實現自動化控制。馬建明等［1］分析了通過監測系統升級捕捉更加微小故障的有效方法，該方法可以有效延長系統的無故障運行時間，降低維護成本。

配合以上監測數據，該電廠電氣系統中已經部署了簡單的專家系統。基于決策樹的專家系統可以對當前設備進行分色故障顯示：當設備節點亮起藍燈時，認為系統完全正常；亮起綠燈時認為存在偶然微小故障，這類故障可能是漏電等雜音，也可能是設備震動軌跡的變化；設備亮起黃燈時，必須采用行之有效的方式將設備盡快解列；當設備亮起紅燈時，認為設備已經發生了損壞。

通過對該系統進行升級，在系統外掛載基于神經元算法的并列／解列方案推薦系統，該系統可以擁有更高的權限，在系統出現紅燈故障時，該系統有權自行操作設備，且有啟動熱備用設備的權限。但五防系統的最高權限不容動搖，經過五防系統閉鎖的冷備用設備不應該被該設備并列。通過此種升級，可以減少方案審批環節造成故障設備并列時間過長帶來的運行隱患。

3.2 推進先進的管理模式

推進自動并列／解列管理模式的實質并不是一個技術問題，而是一個行政問題，其實際難度在于自動并列／解列后的權責明晰問題，如果系統自動并列未隔離設備造成了設備損壞或系統自動解列運行設備造成了系統過負荷問題，都可能帶來較嚴重的損失。而此損失理論上應該由電氣部門承擔，但當前電氣部門的管理架構并不能完全適應此種運行模式。

實質上，當前系統在發生跳閘時也有一定的操作權限，甚至這種操作權限對于系統運行穩定性是具有破壞性的。但此種自動權限是源自行政規定的法律效力，系統的自動并列／解列沒有這種高度的行政規定進行具有法律效力的約束。

史振宇［2］在綜述自動并列／解列系統時通過引用，認為10年前自動并列／解列系統就在個別大型發電廠中得到了應用。現階段，自動并列／解列技術已經完全成熟，所以，“解放思想，改變觀念”是本文所述系統進行自動并列／解列升級的關鍵。

3.3 加強人員培訓

目前電氣運行部門中年斷層現象較為明顯，管理骨干多為“純電磁時代”經過長期考驗的技術骨干。這些技術骨干更加堅信檢修技術是保障系統運轉的關鍵，對于當前的芯片控制技術并不完全看好，所以，其對于系統完全自動運行后的安全性難以接受。而實際執行團隊以高校畢業的90后為主，高校畢業生在校期間學習的SCM和PLC芯片控制技術與實際工作之間存在較大落差，這些實際執行人員受到學校灌輸思想的影響，更加相信SCM和PLC芯片控制能力，但其業務能力遠不能勝任自動化管理后的操作需要。

所以，對于管理人員應該采用理念培訓為主，多給管理人員到其他同等規模自動化條件較好的單位參觀學習，了解其實際管理方法和運行方法。爭取條件采用換崗學習法，使得學習干部融入到自動化先進單位的實際管理中，學習其中的管理方法。

對于執行人員，要以操作技術培訓為主，因為該單位的42人執行團隊中，25歲以下的27人，26～30歲的11人，這些年富力強的操作人員，因為有一定的程序設計基礎和芯片級維修基礎，在深入培訓中更容易掌握核心的維修技術。

4 結語

本文所述檢修響應時間問題和檢修質量問題的直接原因是技術設備相對落后，不能實現自動并列／解列是造成檢修時間周期難以滿足要求的主要原因，而人員綜合素質相對較差是造成檢修質量問題的關鍵。而實際上，管理方法的相對落后是直接造成自動并列／解列不能發揮作用的主要原因，培訓力度不夠是造成人員綜合素質較差的主要原因。本文認為，對監測系統進行技術升級是直接策略，推進先進的管理模式是解決技術阻力的主要方法，而加強人員培訓是使得上述兩個問題迎刃而解的有效途徑。

［1］馬建明，彭書煒.發電廠電氣設備檢修方案優化研究［J］.科技視界，2014（18）

［2］史振宇.發電廠電氣綜合自動化管理系統的研究［D］：［碩士學位論文］.保定：華北電力大學，2006