中机国能电力工程有限公司 上海市 200061
摘要：在经济发展与科学研究对电力的需求越来越大的情势下，自动化技术在电力生产的重要地位更加突出，自动化仪表设备也在各大规模的电力企业应用更加广泛。电厂自动化作为现代化技术具有远大的发展前景，它不仅提高了电力企业的生产效率，也减少了电厂发生安全事故的概率。本文主要对电厂自动化仪表设备的可靠性提升进行分析研究。
关键词：电厂；自动化；仪表设备；可靠性
引言：
近年来针对部分地区电力短缺和事故频发的情况，我国对电厂自动化十分重视，投入了大量的资源。电厂自动化是保障人机安全的基础，也是提高电厂提高电力生产，改善工人劳动条件，减少作业量的着力点。自动化仪表设备在电厂中的推广应用经历了漫长的过渡过程，现在电厂自动化仪表设备在电力生产中应用十分广泛，包含各种电力设备的主机、辅助零件和公用系统等，对维护电机组的日常运行意义重大。本文主要回望了电气自动化的发展历程与发展趋势，并针对目前电厂自动化仪表设备所面临的主要问题给以分析。
1电厂自动化仪表设备的发展状况
电力是经济发展的基石，我国经济发展的腾飞离不开各个电力企业的电力支持。我国经济发展和科学研究对电力的需求飞速增加，这就对电厂的电力生产提出了更高的要求，加速了电厂自动化设备技术的发展。随着交叉学科研究的兴起，电厂设备技术源源不断地从其他科学领域中汲取养分发展自己。这不仅体现在电力设备硬件上参数的提高和设备装置的更新换代，也体现在了电力设备软件上控制水平的不断发展与提高。[1]
在电厂中，自动仪表设备的应用范围基本可分为5个主要部分：设备的自动检测、设备的自动调节、开关顺序的控制、设备开启自动保护设置以及综合自动化技术的设置。
得益于硬件和软件的相互发展，电力设备获得了数字化、智能化、集成化的高速发展。电力设备传感器的应用，实现了高效的、精确的数字采集和传输。将各个部分仪表设备的计算机中央处理器相连，可以实现相互通讯、快速响应，更便捷地实现设备自动控制。而电力设备智能软件的应用，可以直接对传感器进行参数设置，自动开启校对模式，自动校正精度，将可能出现的误差大大降低。此外，智能软件的应用还可以跟踪和记录电力设备仪表的运行，收集相关信息，便于有需要时工程师做出分析。
2电厂自动化仪表的应用
2.1信息的采集
自动化仪表技术应用在电力设备中的主要功能是负责采集相关电力设备的各种信息。采集信息的主要目的是检测整个系统的运转是否超过负荷，然后通过对超负荷的部分设备采集相关信息，进而能够提示监测的工作人员能够及时调整作业。再者，采集及时信息能够对设备超负荷预警，既保证了设备和工作人员的安全性，也可以减少机器设备的损耗。[2]
2.2设备信息处理及调整
自动化仪表技术的应用，除了可以及时反馈设备信息，针对采集得到的庞大数据还能进行一定的信息分析处理。此分析信息功能的开展主要是依赖自动化仪表具有的自我调整功能。为了维持整个电力系统的运转，一般会在应用的电力智能软件上对电力设备设置多种自我约束调整设置机制。这些调节功能可以通过仪表控制的形式直观体现。
2.3远程控制
无线传感器在自动化仪表设备中的应用已经非常广泛，它兼有计算机网络集中通信的特点，引进无线传感器到自动化电力设备中，可以突破时空限制，实现对生产设备实时的远程监测。连接因特网或者电厂内部局域网，还可以传输生产数据和设备运转信息，便于维护设备的正常运转和日常维护，以及及时调整生产方案。[3]
3电厂设备在应用中的不足
3.1专业人才缺口大
与自动化技术快速广泛应用不同，电力行业中高质量的专业人才缺口很大，专业人才是保证自动化技术应用的重要影响因素。自动化技术对专业知识和专业操作有很高要求，一方面能掌握相关理论知识，另一方面又能够熟练掌握技术。目前电力企业中专业人才的缺乏，很难满足自动化电力设备在日常运转和相关管理的需求。
3.2企业缺少相关制度流程
目前大部分的电力企业尽管引进了许多自动化技术，但对于信息系统的建立以及应用和自动化设备管理还是不够重视。电力企业缺少了相关规章制度和严谨的工作流程，自动化仪表设备的运转和管理还是依靠员工的主观意识和经验。这种工作模式出现问题的概率很大，如果工作人员不能及时地、准确地判断出设备的运行情况，就会错失最佳调校设备的时机，造成人力和物力的浪费，甚至危及员工的安全。
3.3缺乏统一性
越来越多电厂的大规模应用自动化电力设备，促进了电力相关行业的相互交流。尽管自动化电力设备有统一化的发展趋势，但缺乏了关于自动化电力设备的统一行业标准，企业间还是各自为伍。制定行业标准，才能减少行业互通时发生的矛盾，有利于资源的最大化利用。
4电厂仪表的智能管理和自动化校验
4.1健全自动化电力设备管理制度
尽管电厂全面引进自动化仪表设备完成了硬件升级，电厂还需要构建完善的自动化仪表管理制度来进一步提高电力生产效率。首先，需要对电厂各个部门进行明确的职权划分。其次根据实际生产情况和需要，明确奖惩制度进一步提高工作人员的积极性。此外，电厂需要对园区出入的人员进行严格的身份审查，防止非操作人员在控制中心的误操作，造成不良后果。
4.2仪表设备的自动化校验
在电厂的现代化体系中， 对自动化仪表设备校验的主要方法称为自动化仪表设备综合检验系统。
检测系统的中心结构采用了计算机智能系统，可高效地检测自动化仪表设备运行过程中的实时数据，如设备运转产生的电流、电压、电阻、热电阻等运行参数，实时进行校验。
4.3建立完善的校验工作体系
除了建立健全仪表设备的管理系统，为了保障自动化校验的质量和电厂设备在运行过程中的安全性，电厂还需要制定严谨的工作流程，培训相关工作人员使用技术手段检测、养护、维修设备精确度的每一步骤，保证设备的正常运行。
5仪表设备探讨与分析
5.1仪表故障的解决
信息采集系统能够自动对系统运行的过程中的数据实时的记录和登记，当自动化电力设备出现问题时，工作人员就可以通过发生故障前后的数据变化进行分析，对故障的原因进行总结。工作人员找到故障发生的原因，就能够有针对性地对故障仪表设备进行修理或更换。
5.2仪表设备参数的分析
在自动化仪表设备运转过程中，各个参数都是实时变动的。因此当数据出现较大幅度的波动时，即使没有发现明显的故障，也要对数据进行分析，找到数据大幅度波动的原因。正常情况下自动化仪表设备参数一般呈现正态分布，非正常情况下参数呈无规则分布。如果通过手动调节电力设备无效，排除硬件故障后，应考虑是否智能软件系统出现问题。参数的前后变化是工作人员判断分析的主要依据，因此相关工作人员需要按照工作流程对自动化仪表设备运转的实时数据紧密关注。
6设备可靠性管理的具体方法
6.1电气设备故障处理措施
由于电力生产需要，电气设备需要长期运转，很容易出现损耗。尽管电厂设备使用了很多自动化技术，但许多工作仍需人工操作，仍有能够影响电厂正常运转的可能。在系统自动校对仍没有解决异常情况时，工作人员要沉着冷静分析当时情况，找到故障原因所在，手动调校设备。
6.1.1恰当设置电气设备接地线
除了遵守规则制度和工作流程，电气工作人员在布置、调整设备时要格外留意。电气设备的接地线安装就是一个不容小觑的问题。为使对地电压大幅减小，目前电厂一般采用环路式的接地方式来提高电厂环境安全的稳定性。而火电厂中可采用地线设置。电厂还可以在内部电气系统安装相应的接地检查设备，采用智能软件结合人工检查的方式建立专门的检查系统，并培养工作人员的安全意识，进而保证电力生产的日常进行。
6.1.2采取合理的设备冷却方式
电厂中大规模的电气设备长期运转生产电力，不可避免地产生很多热量，尤其是使用火力发电的电厂。若热量不能够及时地完善处理，不仅会影响厂内设备和工作人员的安全，还可能危害周边环境，产生较大的负面影响。目前电厂处理这些热量的方式一般是冷却处理，主要冷却方式有三种：水冷却、氢气冷却和强制环境通风冷却。通常情况下，发电机的定子绕组采用的是水冷却这种冷却方式，发电机的内部零件采用氢气来降低表面的温度，而强制环境通风冷却这种冷却方式可应用在处于环境十分恶劣的发电设备，帮助过热的设备与环境降温。在发电机温度过高的危急情况下，事急从权，也可根据实际情况采用高效的自动冷却手段。
6.1.3提高电源供电质量，减少谐波分量
在工作过程中，有人发现供电质量还能影响到电气设备的可靠性经过调查研究后发现是电源的谐波分量是主要影响因素。随着市场对电力需求的增大，电厂的设备与技术也进一步升级，变频器等电子元件被应用到电力设备如电源中。引进新的电子元件除了提高了生产效率，也带来了新的问题，目前已经出现不少由于新的电子元件引发电源故障的例子。电厂相关的工作人员需要提高警惕，加强检测和对电源谐波的处理，提高电厂电源的供电质量，从而减少电力设备的损耗，加强电力生产的可靠性、安全性。
6.2创设分级检修体系
在为保证电力设备的可靠性制定规章制度和工作流程时，管理者要根据厂内设备的实际情况和生产需求，创设分级检修体系，便于工作人员快速检修和减少不当检修的发生概率。制定人员通过信息系统获取的数据资料以及以往故障的发生记录进行分析总结，然后将故障原因进行分类，并给出对应的解决方案。电厂再将故障总结和解决方案编撰成册，并对工作人员进行培训。普通工作人员在日常工作中就能以分级检修为根据提升自身的工作效率，在故障出现时快速应对，避免延误造成更大损失。在遇到新的故障发生时，工作人员应该做好故障原因和检修方法的记录，为更新分级检修体系做好准备。
另外在建立分级检修体系时，为保证检修机制能够贴合实际且有持续性效果，制定人员应充分考虑厂内设备的实际运转情况。已经长期运转的设备和发生过故障的设备，老化和损耗不仅使得设备使用寿命减少，出现故障的概率也会增加。检修体系制定人不能忽略这些设备的特殊性将它们与其他设备一概而论，也不能简单地凭借以往检修经验来制定分级方案。制定人要仔细评估影响生产的方方面面，对特殊情况要有特殊方案，这样创设的检修体系才能完善，设备管理工作才能更高效。检修体系应根据实际情况，及时进行调整，才能保证检修体系的科学有效。
7结语
在市场需求增大和科学技术发展的刺激下，电厂的生产任务必然增大，电力设备是主要的生产资料，实现全面现代化、自动化成为电厂持续发展的必然要求。引进自动化仪表设备和自动化相关人才，是电厂实现产能升级的至关重要的一步。电厂热工仪表技术得以飞速发展，电厂机组得以高效运行，电厂才能顺利完成电力生产任务，也获得了巨大的经济回报。不仅如此，实现电厂全面现代化、自动化增强电力生产的稳定性，为我国经济发展和科学研究提供稳定的物质基础。
参考文献：
[1]叶聿彪. 浅析电厂自动化仪表设备可靠性提升[J]. 科技创新导报， 2019, 483(15):104-105.
[2]张宇. 电力自动化仪表的可靠性研究[J]. 民营科技， 2016(11):34.
[3]王轶. 电力发电厂热工自动化仪表安装问题研究[J]. 科学与财富， 2016(9):39.