自动化设备原理范文
时间：2023-09-27 16:47:00
导语：如何才能写好一篇自动化设备原理，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
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关键词：电力通讯；自动化设备；载波通讯；微波通讯；光纤通讯
一、电力通讯自动化设备
（一）载波通讯设备
一个完整的载波通讯系统，按功能划分，大体分为调制系统、载供系统、自动电平调节系统、振铃系统和增音系统。其中前四部分是载波机的主要组成。
1．载波机。电力线载波机概括起来由四部分组成：自动电平调节系统、载供系统、调制系统和振铃系统。载波机类型不同，各自系统的构成原理、实现方式等都有所不同。调制系统：双边带载波机传输的是上下两个边带加载频信号，只要经过一级调制即可将原始信号搬到线路频谱；单边带载波机传输的是单边带抑制载频的信号，一般要经过两级或三级调制将原始低频信号搬往线路频谱。自动电平调节系统：此系统的设置是为补偿各种因素所引起的传输电平的波动。在双边带载波机中，载频分量是常发送的，在接收端，将能够反映通道衰减特性变化的载频分量进行检波、整流，而后去控制高载放大器的增益，即可实现此目的；单边带载波机，设置中频调节系统，发信端的中频载频一方面送往中频调幅器，另一方面经高频调幅器的放大器送往载波通路，对方收信支路用窄带滤波器选出中频，放大后，一方面送中频解调器进行同步解调另一方面作为导频，经整流后，再去控制收信支路的增益或衰减，从而实现自动电平调节。振铃系统：为保证调度通讯的迅速可靠，电力线载波机均设置乐自动交换系统以完成振铃呼叫自动接续的任务。双边带载波机是利用载频分量实现自动呼叫，单边带载波机则设有专门的音频振铃信号。载供系统：其作用是向调制系统提供所需载频频率。在双边带载波机中，发信端根据调制系统的需要，一般设有中频载频和高频载频，而且收信端除设有一个高频载频振荡器外，中频解调器的载频则主要靠对方端送过来的中频载频，以实现载频的“最终同步”。
2．音频架、高频架。在载波通讯中，如果调度所和变电站相距较远，为了保证拨号的准确性和通讯质量，在调度所侧安装音频架，而在变电站侧安装高频架，两架之间用音频电缆连接起来。载波机按音频架、高频架分架安装后，用户线很短，通讯质量明显提高，另外给远动通路信号电平的调整也带来方便。同时，话音通路四线端亦在调度所，便于与交换机接口组成专用业务通讯网。
（二）微波通讯设备
根据微波站的作用，所承担任务的不同，微波站分为不同类型。根据站型的不同，其设备也有所不同。但一般来说，包括以下设备：终端机、收发信机、天馈线、微波配线架、电源、蓄电池、铁塔等。
1．收、发信机。微波收、发信机的主要任务就是在群路信号与微波信号之间进行频率变换。在发信通道，频率变换过程是将信号的频率往高处变（群路信号变为微波信号），即上变频。在收信通道，频率变换过程是将信号的频率往低处变（微波信号变为群路信号），即下变频。
2．终端机。微波通讯系统中，必须有复用设备作为终端机，其作用是：在发信端，将各用户的话路信号，按一定的规律组合成群频话路信号；在收信端，将群频话路信号，按相应规律解出各个话路信号。
（三）光纤通讯设备
光纤通讯系统主要包括光端机和光中继机以及脉冲编码调制PCM数字通讯设备。
1．光端机。光端机是光纤通讯系统中主要设备。它由光发送机和光接收机组成。在系统中的位置介于PCM电端机和光纤传输线路之间。光发送机由输入接口、光线路码型变换和光发送电路组成。光接收机由光接收定时再生、光线路码型变换和输出接口等组成。光端机中还有其他辅助电路，如公务、监控、告警、输入分配、倒换、区间通讯、电源等。在实际应用中，为了提高光端机的可靠性，往往采用热备用方法，使系统在主备状态下工作，正常情况下主用部分工作，当主用部分发生故障时，可自动切换到备用部分工作，目前应用较多的是一主一备方式。光端机各主要组成部分作用如下：输入接口：将PCM综合业务接入系统送来的信号变成二进制数字信号。光线路码型变换：简称码型变换，将输入接口送来的普通二进制信号变换为适于在光纤线路中传送的码型信号。光发送电路：包括光驱动电路、自动光功率控制电路和自动温度控制电路。光驱动电路将码型变换后的信号变换成光信号向对方传输。光接收电路：将通过光纤送来的光脉冲信号变换成电信号，并进行放大，均衡改善脉冲波形，清除码间干扰。定时再生电路：由定时提出和再生两部分组成，从均衡以后的信号流中抽取定时器，再经定时判决，产生出规则波形的线路码信号流。光线路码型反变换：简称码型反变换。将再生出来的线路信号还原成普通二进制信号流。光端机一般采用条架结构，单元框方式。不同速率下工作的光端机，单元框的组成情况也不同。
2．光中继机。在进行长距离光传输时，由于受发送光功率、接收机灵敏度、光纤线路衰耗等限制，光端机之间的最大传输距离是有限的。例如34Mbit/s光端机的传输距离一般在50～60km的范围，155Mbit/s光端机的传输距离一般在40～55km的范围，若传输距离超过这些范围，则通常须考虑加中继机，相当于光纤传输的接力站，这样可以将传输距离大大延长。由于光中继机的作用可知，光中继机应由光接收机、定时、再生、光发送等电路组成。一般情况下，可以看成是没有输入输出接口及线路码型正反变换的光端机背靠背的相连。因此，光中继机总的来说比光端机简单，为了实现双向传输，在中继站，每个传输方向必须设置中继，对于一个系统的光中继机的两套收、发设备，公务部分是公共的。
3．数字通讯设备。一般来说，数字通讯设备包括PCM基群和高次群复接设备。PCM基群设备是将模拟的话音信号通过脉冲编码、调制，变成数字信号，再通过数字复接技术，将多路PCM信号变成一路基群速率为2048Mbit/s信号进行传送，以及将收到的PCM基群信号通过相反的处理过程，还原成模拟的话音信号的一种设备。
二、电力通讯网络的工作模式
通讯的目的是为了传送、交换信息。虽然信息有多种形式（如语音，图像或文字等），但一般通讯系统的组成都可以概括为：信源是指信息的产生来源，这些信息都是非电信息，要转换成电信号，需要一种变换器，即输入设备。交换设备是沟通输入设备与发送设备的接续装置。它可以经济地使用发信设备，提高发信设备的利用率。发送设备的任务是将各种信息的电信号经过处理（如调制、滤波、放大等）使之满足信道传输的要求，并经济有效地利用信道。载波通讯中，载波机的发信部分就是一种发送设备。信道是信息传输的媒介，概括地讲分有线信道和无线信道。信号在传输过程中，还会受到来自系统内部噪声和外界各种无用信号的干扰各种形式的噪声集中在一起用一个噪声源表示。接收设备和输出设备的作用与发送设备和输入设备作用相反，它们是接收线路传输的信息，并把它恢复为原始信息形式，完成通讯。在电力工业中，现已形成以网局及省局为中心的专用通讯网，并且已开通包括全国各大城市的跨省长途通讯干线网络。在现行的通讯网中光纤通讯已占主导地位。随着电力工业的发展，大电站、大机组、超高压输电线路不断增加，电网规模越来越大；通讯技术发展突飞猛进，装备水平不断提高，更新周期明显缩短。数字微波、卫星通讯、移动通讯、对流层散射通讯、特高频通讯、扩展频谱通讯、数字程控交换机以及数据网等新兴通讯技术在电力系统中会得以逐渐推广与应用。
三、结语
在合理规划、设计和实施各种网络的基础上，如何为电力系统提供种类繁多、质量可靠的服务，就成为摆在电力通讯部门面前的一个重要课题，而建立一个综合、高效的电力系统通讯资源管理系统则是解决这一问题的一项重要基础工程，具有十分重要的理论意义和应用价值。
参考文献:
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关键词 NTP；电力自动化；时钟同步；优势；应用；
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）24-0103-02
NTP是一种能够实现电力自动化设备时钟同步的网络时间协议，它可以对电力自动化设备的时钟进行同步化，以此来提高电力自动化设备时钟对时的精确度。目前我国电力自动化设备在运行中出现的多种电网事故都与时钟同步记录状况有着密切联系，时间记录错误或者误差较大会影响相关工作人员的判断，从而引发电网事故。为了避免这一状况，在电力自动化设备时钟同步中广泛应用NTP尤为必要，它是实现电力自动化设备时钟同步的重要条件。
1 NTP特点及优势分析
1.1 NTP特点
NTP中文称之为网络时间协议，要利用其进行对时需要一个标准的参考时钟与NTP服务器。其特点主要体现在这两个方面，首先NTP所呈现的标准时间是从UTC中获取的，其获取UTC的时间来源较为广泛，既可以是互联网，也可以是天文台、卫星及原子钟等等，NTP可以通过这些途径拥有准确可靠的时间源，一般情况下都是采用GPS时钟作为NTP的参考时钟。其次采用NTP服务器能够实现分层服务，NTP用户可以通过NTP向NTP服务器进行时间校对，缩小了标准时钟与被对时设备的误差。
1.2 NTP优势
就目前电力自动化设备时钟同步应用NTP的效果来看，NTP是现今相对比较简单且经济的时间同步方法，其应用范围较为广阔，在城域网、广域网及标准的操作系统中都可以应用。并且应用NTP可以大大提高时间同步的分辨率及精确度，通常可以达到毫秒的误差。电力自动化设备对时钟同步的分辨率要求较高，然而目前一些电力设备仍然应用主站向远动设备的对时方式，这种方式所产生的分辨率及精确度都比较低，无法满足电力设备对时钟同步的要求，因此在电力自动化设备时钟同步中应用NTP势在必行。NTP主要以GPS时钟作为参考时钟，运用站内的GPS时钟向电力设备对时，其时间精确度可以达到1 ms。
2 NTP的工作原理及实现方式概述
2.1 NTP工作原理
运用NTP，其内部的GPS参考时钟可以实现分层服务，最高层属于参考时钟层，其他皆为时间服务层，下层时间服务器可以作为上层时间服务器的客户，而下层则能够提出与上层服务器对时的要求。客户端发送数据包中当前时间及对时请求，服务器户会将接收时间录入接收到的数据包中，并将该数据包传输给客户端。客户端接收数据包以后会及时计算其在此过程中的传输时间。那么为了保证对时的准确性，需要多个数据包进行交换，从而得到比较准确的传输统计时间等相关数据。
2.2 NTP的实现方式
NTP的实现方式不具有唯一性，其主要实现方式有三种，分别是时间服务器、局域网与无线时钟。采取时间服务器的方式可以实现网络系统时间与网络内部NTP时间服务器的时间同步；采取局域网的方式则主要是在局域网内部选择一个节点时间作为NTP的时间源，以此来确保时间同步；无线时钟则是利用串口连接无线时钟，让无线时钟接收GPS卫星发生信号来获取并确定当前时间。
3 NTP在电力自动化设备时钟同步中的应用分析
3.1 NTP需要系统平台的支持
NTP应用于电力自动化设备时钟同步中需要在变电站站控层与间控层采取局域网的方式，保证带有GPS时钟的NTP服务器与客户端设备相匹配，这样才能够确保其在标准的系统平台中安全运行，比如UNIX、Linux、Windows及VMS等平台都支持客户端的NTP功能，然而电力自动化设备时钟同步中采取的不是系统平台，那么就需要相关厂家实现客户端的NTP功能。
3.2 设置多台NTP服务器
在电力自动化设备中要实现NTP的性能指标，仅仅依靠一台NTP服务器是不行的。在电力自动化设备中可以在每座变电站系统中设置一台NTP服务器，变电站中的其他自动化设备及计算机设备应与GPS参考时钟的NTP服务器进行同步计时。在电力自动化设备中要想保证NTP应用的可靠性，就需要在设备装置中的NTP服务器上设置2～3台服务器，并使其进行同时运行。在这种状况下NTP在电力自动化设备中会自动搜寻时间同步精确度最高且性能最好的NTP服务器，而后实施同步操作。
3.3 NTP故障解决
当电力自动化系统设备在运行中出现故障，若电力自动化设备中应用了NTP，那么可以采取手动方式将NTP服务器启动，在系统平台图形界面下点击Action菜单下的Start Ntp，另外还可以直接在图形界面输入命令，这两种方式都可以实现NTP对时服务操作。在操作过程中若发现GPS参考时钟与实际时钟的对时相差较大，此时不应进行NTP服务器重启操作，这样极有可能会引起对时信号中断，从而影响NTP服务器对时的准确性与可靠性。当电力自动化系统设备在运行中出现对时故障，可利用手动对时的方式实现GPS时钟与NTP服务器对时，保证整个电力自动化系统设备的时钟同步。
3.4 NTP服务检测
为了充分发挥NTP在电力自动化系统设备时钟同步中的作用及影响力，应对电力自动化系统设备时钟同步内部的NTP服务进行实时检测。相关工作人员可以利用snoop命令对NTP服务数据包进行全面检测，时刻掌握NTP服务实际状况，从而实现电力自动化系统设备中NTP服务的准确对时。
4 总结
由NTP的特点、优势及工作原理等方面可看出NTP具有较强的功能性，在电力自动化系统设备中设置系统平台，能够提高NTP服务对时的同步性与精确度，保证了电力自动化系统设备的时钟同步。NTP操作简单且投资较少，使整个电力自动化系统设备的结构趋于简洁化。就现今NTP自身性能及其在电力自动化系统设备中的应用现状来看，NTP对时性能还有很大的提升与发展空间。
参考文献
[1]张树海.NTP 在电力自动化设备时钟同步中的应用探讨[J].电源技术应用，2013，6（04）：139-140.
[2]王蕴婷.NTP 服务在自动化设备时钟同步中的应用探讨理[J].空中交通管理，2011，5（18）：17-18.
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关键词：水电厂；电气自动化设备；可靠性；运行环境；设备元件；设备运行维护 文献标识码：A
中图分类号：TV734 文章编号：1009-2374（2016）22-0126-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.22.062
水电厂建设日益完善，逐渐有更多自动化设备被应用其中，对提高生产效率具有重要意义。电气自动化设备运行管理更为方便，可以通过管理系统对其运行状态进行监控，随时掌握其运行状态，可以更及时地发现存在的隐患，并采取措施进行处理，将运行故障影响控制在允许范围内，提高设备运行的安全性与可靠性，确保整个生产流程能够顺利进行。
1 水电厂电气自动化设备分析
水电厂生产环境特殊，电气自动化设备在运行时，很容易受外界因素影响而出现故障，如温度、湿度、大气污染等，均会降低设备运行可靠性，情况严重时甚至会导致设备不能正常运转。管理人员可以根据控制系统，来对电气自动化设备运行状态进行监控管理，便于及时发现存在的问题，并采取措施处理。电气设备在运行时，会产生磁电波，一定程度上会干扰设备的运转有效性，而降低设备工作效率。想要提高水电厂电气自动化设备运行效率，需要保证控制设备各元件可以正常动作，现在因为市场中元件种类众多，如果设备所用设备元件质量不合格，在投入到生产阶段后，会造成电厂设备不能正常作业，且容易出现运行故障，造成不同程度的损失。
2 水电厂电气自动化设备运行现状
2.1 运行环境影响大
水电厂电气设备运行环境的特殊性，也决定了设备更容易出现故障，整体可靠性比较低，是设备运行可靠性管理的重要对象。除环境因素外，还包括机械作用因素以及电磁干扰因素。其中，环境因素主要包括温度、湿度以及大气污染等，超过规定值后，很容易造成设备腐蚀，降低设备的电气性能，情况严重的甚至会影响设备的正常运转。机械因素主要是指电气设备在不同系统中会受到机械力影响，如机器冲击、震荡等，均会对设备造成不同程度的损伤，甚至会造成结构变形或者参数变化等。电磁干扰则主要是因为电气设备在运行过程中，会受到其他电气设备运行电磁波的干扰，导致噪声输出，降低设备运行稳定性。
2.2 设备元件质量低
水电生产作为一种比较新型的发电方式，与传统火电模式相比，可以更好的解决生产与环保间的矛盾，国家支持力度大，近年来发展迅速。在此背景下，市场上逐渐涌现出更多电气设备生产厂家，但是相互之间存在明显差异，产品质量参差不齐，如果水电厂选择不当，将质量不合格的设备应用到生产体系中，势必会影响整个生产系统内电气设备运行可靠性，甚至还会因为运行故障而造成经济损失。想要保证电气设备运行具有较高可靠性，必须要保证其各元件质量良好，但是很多生产企业为抢占市场，所选原材料质量低劣，忽视元器件质量管理，造成水电厂电气自动化设备可靠性降低。
2.3 设备运行维护不当
电气自动化设备的实现，主要是应用现代化计算机技术，可以更好的满足各项作业要求，并解放劳动力。但是电气自动化设备的运行与维护，依然需要人为作业，对设备运行稳定性也有重要影响。与普通电气设备相比，自动化电气设备设计更为复杂，各元件精度更高，相应的对运行操作要求也就更高，如果一个细节操作不当，便很容易出现故障。对于很多操作人员，未经过专业培训，不掌握设备运行原理与操作规范，在操作时很容易出现违规操作行为，而影响设备运行效率。基于水电厂生产环境，电气设备运行维护十分重要，必须要采取相应的养护措施，争取发挥其最大的功能。如果后期养护不到位，长期运行后，出现运行故障的概率增大，会大幅度降低设备运行寿命。
3 电气自动化设备运行可靠性管理措施
3.1 选择可靠性检测方法
3.1.1 保证实验法。电气自动化设备成型后，对其进行运转测试，同时对失败品进行分析，确定其中存在的问题，有目的性的采取措施进行优化，来提高产品质量。与常规电气设备相比，电气自动化设备结构与运行原理更为复杂，故障的发生具有更高的不可预测性，对其进行运转测试，可以确定每类故障发生原因，并采取措施进行纠正，来达到提高设备运行可靠性的目的。此种方法主要适用于数量比较少的情况，并不适应于大批量生产产品，应根据实际情况来选择。
3.1.2 实验室测试。此种方法多应用于实验室，结合水电厂实际情况，模拟设备运行环境，观察设备运行状态，对设备运行成功次数与失败次数进行统计分析。此种方法在实际应用时更容易控制，并且可以根据实际情况对模拟环境条件进行调整，能够根据需求反复多次试验，直到得到可靠性比较高的实验结果。但是对于比较复杂的实际运行环境，在实验室模拟时暗度高，所需成本自然也高。并且模拟环境会与实际情况存在部分差异，会在一定程度上影响实验结果。因此，一般可以用于大批量生产产品，来对设备进行基本控制，掌握其运行特点。
3.1.3 现场测试。对现场所有电气自动化设备作业进行记录，并对各项数据信息进行综合分析，来确定设备运行可靠性。与实验室测试方法相比，现场测试所用仪器设备比较简单，这样就决定所得数据精确度比较低。并且电气自动化设备多包裹在封闭的箱子内，即便是应用专门测试仪器，在实际应用中也会对连接效果产生一定影响，而降低测试结果可靠性。因此在选择应用现场测试方法前，需要对现场条件进行充分调查，对几种测试方法进行对比后，确定此种方法具有较高可行性，才能应用于可靠性分析。
3.2 加强设备应用管理
以提高设备运行可靠性为目的，需要结合其实际运行环境来采取措施进行优化，最大程度上来降低环境气候条件的影响，并屏蔽电磁干扰因素。应根据设备性能与工作环境来选择可靠性材料，以求提高设备运行可靠性，延长设备寿命。并且要针对电气自动化设备设置一套专门的保护设施，如散热保护、气候保护、防腐保护、防污染保护、湿度保护以及电磁干扰保护等，降低外界因素对设备的影响。尤其是关键设备，尽量不要选择统一保护，需要环境特点来选择对应的防护措施。例如南方地区重点做好防潮、通风保护，北方地区则重点做好御寒、抗干燥保护等。
3.3 设备系统元件管理
以提高电气自动化设备可靠性为目的，需要选择性能优良的设备，并检查其各项元件是否可以正常作业。采购阶段应选择具有专业生产资质，且市场口碑良好的厂家签订供货合同，进场时还需要做好各元件、零部件的验收，确定规格、型号、品牌均符合要求。并且要严格按照厂方提供的说明进行安装，安装完成后还要进行试运行，确定可以正常作业。同时，还需要做好设备后期养护管理，安排专业人员负责检修养护，降低设备故障发生的概率。
4 结语
水电厂电气自动化设备数量不断增多，为提高其运行可靠性，需要结合设备运行环境确定各项影响元素，有目的性的采取措施进行管理，控制好各要点环节，降低各项因素影响，争取从根本上来提高设备运行可靠性，延长其服务寿命。
参考文献
[1] 孟繁欣，张蕾.水电厂电气自动化控制设备的可靠性
分析[J].科技传播，2011，（17）.
[2] 金兵.水电厂电气自动化设备的可靠性探究[J].电子
技术与软件工程，2016，（2）.
[3] 黄新星.水电厂电气自动化设备的可靠性研究[J].电
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【关键词】10kV 配电自动化设备；运维；一体化运维模式
在 10kV 配电自动化网络建设过程中，由于其设备性能的高低，将对配网建设的自动化水平带来影响。由于 10kV 配电网络锁架设线路往往不同，在自动化设备方面的需求也不相同。但是一旦其在自动化设备选取与设计时缺乏合理性，导致其后续的运维带来影响。加强对其的运维已经十分重要。而传统的运维工作模式已经难以适应现代 10kV 配电网络自动化运行的需要，采取一体化的运维模式就显得尤为必要。
1 分析 10kV 配电自动化设备运维的基本要求在 10kV 配电自动化设备方面，其主要包含了一次设备和二次设备。以下就其运维的基本要求进行分析。
1.1 一次设备的运维基本要求
在 10kV 配网设备中存在诸多节点，且其分布地理位置以郊区为主，其往往较为分散，因而在配网改造中面临的问题较大。在改造后的配网应尽可能地实现自动化设备的免维护，确保一次设备具有较高的可靠性和简单的原理，从而更好地为操作提供便利。应将免维护作为一次设备的运维基本要求。例如一次高压开关，应确保其具有结构密封的特点，并将其悬挂式在柱上负荷开关安装，并预留自动化的设备接口，从而更好地为实现设备自动化的同步和安装提供便利。而在线路接线方面，应确保其所设计线路的核实性，这样在非停电状态下加强对设备的检修，预防由于设备检修导致用户经济损失。
1.2 二次设备的运维基本要求
二次设备属于 10kV 配电自动化终端设备，其主要作用是对一次设备和配电自动化系统之间进行承接。在二次设备运维中，主要是确保其能保证配电自动化系统安全稳定的运行，并结合二次设备的特点，采取针对性的运维措施，尽可能地促进其运维成效的提升和优化[1]。
2 分析 10kV 配电自动化设备运维中一体化运维模式的实施要点2.1 一体化运维模式的内涵
在 10kV 配电自动化设备运维中，由于自动化设备类型较多，要想促进其运维成效的提升，必须从传统的多元化运维转移到一体化运维上来，才能更好地降低运维成本和提高运维效率。一体化运维就是将 10kV 配电自动化设备的运行和维护工作进行有机的结合，将各方的职责更加明确的同时，在具体的运维职责实施过程中，将多个原来互相独立的主权实体，采取一定的方式，在同一体系下互相包容和合作，从而更好地将运维成本降低，切实提高其运维工作效率。
2.2 实施要点
在一体化运维模式下，10kV 配电自动化设备的运维职责得到了更加的明确。但是由于运维的主体较多，在实施一体化的运维模式时，应紧密结合实际针对性的开展。以下笔者从管理部门、系统运维部门和设备运维部门三个方面，就其具体的实施要点进行分析。因而在一体化的运维模式实施中，主要是结合 10kV 配电自动化设备的型号和种类实施的一体运维模式，其参与部门包括管理、系统运维和设备运维三个部门。这三个部门中，管理部门主要管理的是配网自动化系统，全面的监测配网系统及其自动化设备的运行状态，当出现故障之后，在第一时间安排有关部门处理事故，合理的分配系统资源，总结和分析事故出现的原因，并
采取相应的避免措施。在整个一体化运维模式中具有核心的作用。而就系统运维部门来看，主要是做好 10kV 配网自动化系统的运维工作，强化设备的检修与维护，确保整个配网自动化系统运行的安全性和稳定性。而设备运维部门肯，主要是对 10kV 配电自动化设备进行检查和维护以及维修，当设备出现故障之后能在第一时间对其实施快速而又有效的处理，确保设备得以安全稳定运行。
2.3 提高 10kV 配电自动化设备一体化运维实施效果的措施
2.3.1 提高工作技术人员的综合素质水平
一体化运维模式对技术人员的要求更加严格，一体化运维模式增加了技术人员的劳动强度和工作风险，这就很容易出现技术人员无法胜任目前工作，或者是技术人员工作积极性不高，从而为整个 10kV 配电自动化设备运维工作带来巨大的安全隐患，因此电力企业必须高度重视对工作人员专业知识技能和工作积极性的提高。一方面电力企业应该加强对技术人员的教育培训，其培训内容应该根据实际 10kV 配电自动化设备运维工作为主，这样可以更加快速的提高技术人员的专业知识技能水平，以便于更好的应对一体化运维模式中所面临的问题；另一方面电力企业还应该制定科学合理的激励制度和绩效考核制度，这样可以在一定程度上激发技术人员的工作积极性，保证技术人员更加高效复杂的开展各项工作。
2.3.2 加强 10kV 配电自动化设备运维工作中的安全管理
安全问题是制约 10kV 配电自动化设备一体化运维水平提升的重要影响因素，同时也是 10kV 配电自动化设备日常运行中所关注的重点问题，因此我国应该高度重视一体化运维模式中的安全问题，并且采取一系列有效措施及时排除安全隐患，从而保证 10kV配电自动化设备更加安全高效的运行。首先必须针对一体化运维模式中的安全问题制定科学的管理制度，这样可以为变电运维安全管理工作提供依据，也有助于后期各项安全管理工作具体落实。其次必须强化安全管理工作的监督管理，这就需要培训一批专业的监管管理人员，同时还应该以制度的形式，规定安全工作监督管理的内容和责任，提高一体化运维模式的安全水平。最后针对10kV 配电自动化设备一体化运维的安全工作，工作人员必须制定标准化、规范化的安全生产管理模式，提高一体化运维模式安全管理的效率和质量水平。
2.3.3 优化 10kV 配电自动化设备一体化运维的落实工作
一体化运维模式在实际的落实过程中，必须结合当前电力行业的现状，在 10kV 配电自动化设备一体化运维的操作过程中必须坚持基本原则。首先技术人员在实际的工作中必须坚持先易后难的原则，这就要求技术人员对一体化运维模式的难易程度有一个全面科学的判断，这样才能保证技术人员优先处理操作难度较小的工作；其次工作人员还应该加强对 10kV 配电自动化设备管控的力度，并且应该利用现代科学技术对设备实现全面的动态监管，以保证整个电力系统运行的基础；最后技术人员应该具备较高的责任意识，明确自身的安全管理职责，并且熟练的掌握相应的应对措施，以保证 10kV 配电自动化设备运维工作的高效开展[3]。
3 结语综上所述，一体化运维模式在 10kV 配电自动化设备管理中的应用，应确保不同部门之间的职责得到高效的明确，且各方应切实做好沟通与交流工作，结合其现状，针对性的加强 10kV 配电自动化设备的一体化运维模式进行优化和完善，切实提高自身的工作成效。
参考文献：
[1]陈勇.10kV 配电自动化设备与一体化运维模式[J].通讯世界，2016，（11）：212-213.
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【关键词】高密度组装；电子设备；冷却技术
工业自动化设备大多数工业自动化设备只要开始工作就会产生一定的热量，像数控机床、电器柜、冷暖箱等，热量集聚到一定状态时，会使电器设备的温度逐渐升高，会导致电气元器件性能降低，严重时会造成设备故障直至损坏电器设备，因此对电器设备的温度控制一直是设计的一个重要内容，特别是对于高密度电子设备更是如此，使用高密度组装电子设备冷却技术可以自动调节工业自动化设备的温度，延长设备的使用寿命，维护电子设备质量，节省资源与成本。本文将在浅析高密度组装电子设备冷却技术的基础上从使用芯片冷却结构，采用微通道冷却，安装低热阻界面材料，优化模块冷却结构，使用喷雾冷却技术以及采用一体化工业空调等几个方面来探讨该技术的应用措施。
1高密度组装电子设备冷却技术的定义
高密度组装电子设备冷却技术就是工业自动化设备散热技术，该技术遵循了电器的冷却散热原理，在工业自动化设备温度过高时可以自动调节温度以维护设备的质量。随着科技的发展，工业自动化设备的组装密度越来越高，这也意味着该设备在工作时的温度会自动上升，如果不进行相应的控制，设备必然会因为温度过高而损坏。使用高密度组装电子设备冷却技术可以在一定程度上降低工业自动化设备的温度，延长设备的使用寿命，在设计时，可以根据电子设备的发热元件的类型，发热量，安装条件等进行综合确定采用哪些冷却技术。
2高密度组装电子设备冷却技术的应用措施
2.1使用芯片冷却结构
高密度组装电子设备的芯片体积非常小，如果自身不具备散热能力，一旦使用过程中热密度过于集中，就会导致芯片融化。因此，必须使用芯片冷却结构，确保良好的散热性能，将芯片上的热量及时传递到外部。半导体冷暖箱的制冷效果就是使用的芯片冷却结构，这种冷暖箱的一端可以放热，另一端能够吸热制冷，箱体的内层是用薄金属制造的，芯片与半导体器件紧贴在内壁，一端是具有传热性能的铝和铜材料，如果产生吸热，就通过这部分材料从箱内吸收大量的热，有效降低冷暖箱的内部温度。另一端装有散热器、小风扇，可以将箱内吸收的热量从散热端向外界散出，以达到制冷的目的。据调查，一个容积为10升的冷暖箱在环境温度是20摄氏度时，箱内的温度可以达到零下5度。这种冷暖箱的结构很简单，而且安全可靠，不行电冰箱和暖通空调那样需要使用机械压缩机和冷凝剂才能制冷，而且可以节省大量的电力资源，携带方便。
2.2采用微通道冷却
微通道冷却是一种冷却换热技术，对于面积大小相等的芯片，如果通道越小，单位时间内的散热量就越大。因此，采用微通道冷却技术时都会尽量的减小通道以提高散热效果，一般都会用具有导热性能的硅来做通道材料，将微小通道紧密排列，保持工业自动化设备良好的散热环境。
2.3安装低热阻界面材料
低热阻界面材料可以吸收芯片的热量，热界面材料TIM（ThermalInterfaceMaterials）是一种可以减小接触热阻的材料，其本质是为其他介质和热源提畅通的散热路径，热界面材料TIM（ThermalInterfaceMaterials）主要由导热硅脂、导热胶、导热粘合剂、导热弹性体、相变材料、低熔点合金所构成的合成材料，导热系数非常高，因此，安装这种材料就可以有效辅助电子设备散热，保证设备的正常温度。
2.4优化模块冷却结构
模块冷却结构是把模块做成芯片的第一热沉，为芯片创造散热的外部环境，为了保持散热系统的正常运转，在设计模块冷却结构时必须注重提高模块的散热性能，降低传热热阻，并优化模块结构。
2.5使用喷雾冷却技术
喷雾冷却技术是将对流换热与相变结合在一起，喷嘴可以促使冷却介质雾化然后将其喷向需要冷却的工业自动化设备，冷却介质在吸收热量之后会发生汽化，然后就可以在电子设备内部循环使用，保持工业自动化设备的正常温度。流体通过喷嘴会形成高速流，换热系数会随着雷诺数的增加而上升，从而充分发挥喷雾冷却技术的优势，该技术构型比较自由，控制方法很灵活，技术核心是喷嘴设计，要根据工业自动化设备的芯片尺寸来设置喷嘴，一般都会将喷嘴分组堆叠使其形成喷嘴列，以压缩系统体积，减轻电子设备的负担，保持散热气流的畅通运转。
2.6采用一体化工业空调
传统的电器设备很多都是加装轴流风扇，加速空气的流动速度来达到抑制温度升高的目的，但随着电器设备的密度越来越大，由于受到安装空间的限制，不可能加装太多太大的轴流风扇来进行温度调节；目前对电器设备的温度控制可以采用工业一体化空调进行强制冷却，经使用证明是一个非常有效的方法，缺点是会造成设备的制造成本升高，同时由于工业空调在工作时会消耗电能，会使设备的使用成本升高，但从目前的使用情况来看，效果最佳；国内生产的这种一体化工业空调，有壁挂安装方式，也有顶部安装方式，在设计时可以按照不同设备的具体情况及电子器件发热情况进行计算选择。我公司目前生产的LED曝光机，PCB数控钻床以及龙门加工中心等设备的电器控制柜，均采用了一体化工业空调来进行降温，效果非常理想。
3结束语
综上所述，高密度组装电子设备冷却技术是一种工业自动化设备散热技术，该技术能够降低工业自动化设备在运转时的热量，延长设备的寿命，提高工业自动化设备的使用质量。要充分发挥高密度组装电子设备冷却技术的作用则需要使用芯片冷却结构，将芯片上的热量及时传递到外部；采用微通道冷却，减小通道以提高散热效果；安装低热阻界面材料，保证电子设备的正常温度；优化模块冷却结构，提高模块的散热性能，降低传热热阻；使用喷雾冷却技术，根据工业自动化设备的芯片尺寸来设置喷嘴，保持散热系统的正常运转，这样方能全面维护高密度组装电子设备，有效节约成本资源。
参考文献
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关键词：雷击过电压损坏统计；过电压损坏原理；降低过电压损坏措施
某县山区或地势较高地区约占该县总面积的1/3，属于雷电高发带。每年3月中旬到10月中旬的7个月是当地的雷雨高发时段，当地变电设备饱受雷电等过电压危害。自动化设备也未能幸免，每年在这一时段都有变电站远动及通讯设备遭遇雷击以及设备过电压损坏。不仅造成了一定的设备损失，还危及到电网的稳定运行，影响到无人值班变电站的安全运行，延长了远动设备故障停运时间。
一、现状分析
某县供电公司调度自动化设备通常分为主站和分站。自动化主站设备安装位于平原地带的调度通信大楼5楼远动机房，通过4楼通信机房的光端机、无线扩频等通讯设备与分站自动化设备相连。分站设备均分布于各变电站内。该县四个变电站位于山区，两个变电站位于山区边缘地势较高地带，而其他6个变电站处于平原地区。
远动装置与通讯信道机间通讯方式全部为RS232通讯方式，通讯线上均加有数字避雷器或信号防雷器，有的还单独装有光电隔离器（简称光隔），但防雷效果并不理想。雷电过电压损坏的经常损坏都是PCM的232板和自动化通信口。扩频有室外天线，容易引雷，反而基本没坏过。经测试，所有变电站避雷针和地网接地电阻均在合格范围内。
二、自动化遭受雷击过电压损坏统计
近几年，分站自动化设备雷击及过电压损坏频繁，据统计，造成远动设备故障停运时间中，雷电过电压损坏为70.11%，为自动化设备故障停运主要因素。从2012年到2014年，某县供电公司调度自动化设备因雷击和过电压损坏共29次，其中雷击损坏19次，各种过电压损坏10次。合计造成直接经济损失8.275万元。
根据调查，雷击及过电压损坏故障全部发生在远动分站，而大多数损坏部位都发生在自动化设备的通讯端口部位。这说明通讯端口是过电压浪涌电流的必经之路，也是设备的薄弱点。提高通讯端口防雷（过电压）能力应成为自动化工作的重中之重。
三、过电压损坏原理分析
过电压是站内设备引起站内接地，如穿墙套管击穿、电流互感器击穿、设备绝缘损坏等。而常见的雷电是重要的过电压损坏原因。
雷电分为直击雷、感应雷和球形雷，直击雷为雷电直接击中地面设施，击穿绝缘，产生强大的电流，以电流的热效应等损坏设施。
感应雷是指某种电荷的带电云层经过地面设施上空时，由于静电荷异性相吸，因此地面设施可以产生与云层相反的电荷，当空中云间雷电放电时，感应电荷由于失去异性电场的支持，会迅速向低电位泻放而产生过电压。
球形雷发生极少，雷击概率可乎略不计。
无论是雷击过电压还是设备过电压，它们的共同特点是当浪涌电流入地时，站内地电位升高或站内局部电位升高，从而对远方或一定距离外发生电击，俗称反击。由于接地铁带电抗的存在，很多时候即使通讯设备距离远动装置距离仅数米，共用一个接地装置却也发生了过电压损坏，这与接地电阻关系就不大了，究其原因为过电压发生时，由于弧光的产生，浪涌电流内含有大量的谐波，可以在接地带铁的电抗作用下远动装置与信道机之间产生电位差，造成通信口过电压。
某县以前很多站远动设备通讯口上根本没有光电隔离器，这是因为从前通信方式多为4线模拟通信，不需要加装光隔。而现在通讯方式基本上都淘汰了4线而采用RS232通信方式，对通讯口保护提出了新的要求。现场人员试着把光电隔离器加上去后，通讯就中断了。经解剖分析，原来远动装置COM输出口收发顺序与现行标准正好相反，所以光隔加不上。
四、降低过电压损坏的措施
1.远动设备过电压损坏原因：
（1）防浪涌措施不满足现场要求；
（2）部分设备通讯接口无隔离装置；
（3）部分设备通讯接口无防过电压装置。
光电隔离器保护效果较明显，它能隔断1000V以上电压，但为了降低反击电压，防雷器或数字避雷器又有较好的效果。
2.具体的防雷（过电压）方案
（1）在通讯主站和自动化主站加装三级电源防雷设备，每站3个点，分别加装于UPS进线侧、出线侧和设备用电侧，分站加装在通讯电源进线侧、远动电源进线侧。通讯信道机与远动装置通讯口（两个）间加装避雷装置。
（2）为通信口防过电压设施不完善的站点加装双重防过电压元件。
3.现场改造
为主站UPS各电源出线重复加装三级防浪涌装置、同时完善分站三级防浪涌装置。对有缺陷的站点逐站加装了数字避雷器和远动通讯口光电隔离器。对于那些加装不上光隔的装置，用一公一母两个九针插头制作了转换插头，圆满解决了这一问题。
本次设备改造活动从2014年4月30日始，结束于2014年5月27日，历时近1个月。然后5月27日至10月27日为巩固期，在这期间，远动职工经常对防过电压设备进行检查测试，并跟踪记录过电压发生及损坏情况。
在技改活动中，远动职工亲自采购防过电压元器件，通过理论指导实践、实践印记理论的辩证理论及方法，消除了早期厂家设计所遗留的缺陷，解决了远动设备过电压损坏这一难题，201年远动设备过电压损坏次数降低到0次，圆满达成了当初的设定目标。
五、效果评价
1.经济效益
该项技改活动若由专业防雷公司或厂家来施工，所需费用近20万元，而且由于外来人员对变电站设备不熟悉，一方面他们的施工会打乱设备布局，影响变电站的标准化，引起后续问题，而且由于利益驱动，他们的方案不一定是一针见血地去解决问题，材料浪费较大，所以该县供电公司决心自己动手施工，仅此一项就节约资金20万元。
2.生产效益
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火力发电厂作为发电系统的重要组成部分，已经实现了工艺设备和工艺生产流程的自动化。自动化设备的使用一定程度上减少了劳动强度，增加了工作效率，保障了人员和生产设备的安全。但是仪表自动化系统自身也存在一定的安全隐患，因此以下我们以煤粉锅炉火电厂为例对仪表自动化系统安全可靠性进行分析。
1 火电厂仪表自动化设施安全可靠性分析
仪表自动化设备的防雷和接地安全。仪表自动化系统雷电防护主要采用外部雷电防护和内部雷电防护措施进行综合防护。外部雷电防护措施，包括现场仪表防雷保护器、接闪器、引下线、接地装置及控制室屏蔽；内部雷电防护措施有信号线路的防护和供电线路的防护，包括电线电缆的屏蔽，机柜的屏蔽、等电位连接、合理布线、配备雷电电涌防护器（SPD）以及提高仪表系统的抗干扰度等。
仪表自动化系统接地分为室内和室外两部分。室内接地包括控制室的防雷接地、防静电接地、电气设备的保护接地、仪表系统工作接地、屏蔽接地、电涌防护接地等，应共用接地装置；室外接地包括现场仪表箱柜、仪表电缆槽、仪表保护管及36V以上的仪表外壳的保护接地。
仪表自动化设备的防爆安全。由于主厂房的设备处于容易爆炸的煤粉环境中，当粉尘浓度和温度达到一定值或有火花时，能引起爆炸及火灾，因此，锅炉、磨煤系统宜采用安全防爆型仪表和设备。
仪表自动化设备的防火安全。仪表自动化设备引起火灾的主要因素有电缆引起的火灾和断路器连接部分发热、闪弧、对地短路，引起的火灾等。
电缆遇外来火源、热源或电缆短路很容易引起电缆着火，引起电缆着火的主要原因如下：
电缆制造时存在缺陷或长期过负荷、过热运行等原因使电缆老化，绝缘强度降低，电缆击穿短路。
电缆敷设的曲率半径过小等原因可能使电缆绝缘损坏，而机械损伤、潮湿环境或酸、碱、盐等腐蚀性介质都有可能使电缆的绝缘强度降低，从而使电缆因绝缘被击穿而发生短路。
电缆的终端头和中间接头是电缆绝缘的薄弱环节，如果接头盒密封不良，水、潮气进入或灌注的绝缘剂不符合要求，内部留有气孔，均可使绝缘强度降低，导致绝缘击穿短路。
敷设在汽轮机油系统附近的电缆，在油系统着火后很有可能被引燃。
输煤或制粉设备周围的电缆上，常有煤粉沉积，可能因煤粉自燃而引起电缆着火。
焊接作业时有焊渣落到电缆上，引起电缆着火。
在挖掘施工中，疏于现场管理，野蛮施工等使电缆受到外界损坏，由于电缆绝缘损坏造成短路引燃电缆起火。
避免电缆引起的火灾采取的措施：合理布线；采用阻燃电缆；电缆桥架贯穿隔墙、楼板的孔洞处，均应实施阻火封堵；电缆桥架每隔100m需做防火封堵；仪表线路敷设应严格按爆炸性粉尘环境敷设。
仪表自动化设备电源的安全。机组或主厂房控制系统、汽轮机控制系统、机组保护回路、火焰检测装置等的供电电源应有两路电源供电。其中一路采用不间断电源，一路采用厂用电，两路电源宜设自动电源切换装置，切投时间应确保不影响控制系统的运行，中断正常电源UPS应能维持30min的用电量。
每组仪表和控制交流动力电源配电箱、交流电源盘应各有两路电源供电，两路电源分别引自厂用低压母线的不同段。
控制盘应有两路电源供电，两路电源分别引自厂用低压母线的不同段，控制盘需要直流电源时，应有两路电源供电，两路电源均引自电气两组独立的蓄电池组。
控制室自动化设备运行的安全。仪表自动化系统和设备，应选用技术先进、质量可靠的设备和元件，并设置独立于DCS的常规操作手段。
主要控制器应采用冗余配置，重要I/O点应考虑采用非同一板件的冗余装置。
锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）和汽轮机紧急跳闸系统（ETS）的控制器必须单独冗余配置，同时FSSS装置应具有在线自动/手动点火和全部逻辑的试验功能。
控制系统运行环境要求设置空调设施，房间封闭。做好机房防静电工作，机房设置防静电地板或地面，做好防静电接地工作。
控制柜应可靠接地，箱门和柜体均应与接地体连接。
仪表自动化对锅炉炉膛安全的保护。锅炉炉膛安全监控系统（FSSS），是保护炉膛不爆炸的关键监控系统，能保证锅炉燃烧系统中各设备按规定的操作顺序和条件安全启停、投切，并能在危急工况下，跳闸相关设备或迅速切断进入炉膛的全部燃料（包括点火燃料），防止发生爆燃、爆炸等破坏性事故的安全保护和顺序控制装置。它的主要内容包括：
总燃料跳闸（MFT），一旦出现危及锅炉安全的危险工况时，由人工操作或保护信号指令动作快速切断所有入炉燃料，包括点火器的燃料，它是炉膛安全监控系统主要功能的一部分；燃油跳闸（OFT），由人工操作或保护信号指令动作，快速关闭点火主燃油跳闸阀，切断进入锅炉炉膛的燃烧用油；炉膛吹扫，将炉膛和烟道中可能集聚的可燃性混合物清除掉，防止点火时引起的炉膛爆燃；燃烧器各入口自动点火控制；检漏试验。
FSSS系统除对锅炉炉膛安全的自动监控保护外，在控制盘（台）上还应设置独立并可直接动作（可经确认或加避免误动的保护罩）的MFT紧急按钮，其回路应独立于FSSS系统的控制器及模件，并由硬接线实现。
仪表自动化对锅炉汽包安全的保护。锅炉汽包应至少配置两台彼此独立的就地汽包水位计和两台远传汽包水位计。水位计的配置应采用两种以上工作原理共存的配置方式，以保证在任何运行工况下锅炉汽包水位的正确监视。汽包水位测量系统，应采取正确的保温、伴热及防冻措施，以保证汽包水位测量系统的正常运行及正确性。
锅炉汽包水位高、低保护应采用独立测量的二取一的逻辑判断方式。
锅炉汽包水位保护在锅炉启动前和停炉前应进行实际传动校检。
仪表自动化对汽轮发电机安全的保护。利用数字电液式控制系统（DEH）、汽轮机紧急跳闸系统（ETS）和汽轮机监视仪表（TSI）等设备对汽轮发电机的运行进行监测、控制和保护。
在汽轮机运行的过程中，出现异常时ETS系统能采取必要措施进行处理，并在异常情况继续发展到危及设备时，能采取断然措施，停止汽轮机运行。
当机组或主厂房控制系统发生全局性或重大故障时，为确保机组紧急安全停机，在操作台上应设置停止汽轮机和解列发电机的跳闸按钮，跳闸按钮应不通过逻辑直接接至停汽轮机的驱动回路。
2 维护、修理措施安全可靠性分析
在仪表安装时要保证维护空间和安全空间，不能安装在高于离地2米的高空，必要时设置检修平台；
（作者单位：中冶京诚（秦皇岛）工程技术有限公司）
陈晨（1985）、男（汉族）、河北省唐山市、本科、中级工程师、仪表自动化专业。
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关键词：变电站；电气自动化；问题；措施
中图分类号：TM63文献标识码：A文章编号：1673-0038（2015）50-0183-02
1引言
电能作为推动社会经济发展至关重要的能源，其电力供应的安全稳定直接影响着人民的正常生活以及经济的快速发展。在电力系统中，变电站肩负着电流、电压的调控重任，是保证电能正常供应的重要枢纽，因此，变电站内自动化相关系统的运行问题直接关系着用电的安全稳定。随着科学技术的不断发展，电气自动化技术在当前各级变电站中已经得到了广泛的应用，然而，由于技术发展相对于发达国家较为落后，我国变电站电气自动化运行中还存在着很大的问题，不仅影响到人民的安全用电，还会影响到电力企业的经济效益，进而阻碍社会的快速发展。近年来，越来越多的变电站安全事故，给我国当代社会造成了极为恶劣的影响，因此，对于变电站自动化运行产生的相关问题必须严以正视，电力工作人员应全力学习电气自动化系统运行原理及相关构造，研究自动化系统中出现的一些问题，并制定相应的改进措施，以加速变电站自动化改造进程，保证变电站安全运行。
2变电站电气自动化相关问题分析
分析研究电气自动化相关问题，有助于保证电气自动化系统的安全运行，加快我国变电站电气自动化的改造进程。以厦门超高压局500kV漳州变电站为例，自2006年5月投产以来，在3年的时间里，有关自动化系统的缺陷共计49条，占缺陷总数的27.68％，其中Ⅰ类缺陷2次、Ⅱ类缺陷14次、Ⅲ类缺陷33次，最严重的情况是双网络冗余配置的自动化系统A网与B网同时中断，导致测控数据采集丢失、设备失去远程控制。这样问题时有发生，之所以出现这样的问题，主要原因如下：
2.1我国电气行业信息化水平普遍偏低
先进的信息化平台是保证电气自动化运行的基础，由于我国电力建设起步较晚，电力行业信息化水平普遍较低，信息交互系统没有完全实现，给电气自动化改造带来了严重阻碍。目前，在我国变电站运行中，缺乏完善的信息网络系统，不能对变电设备运行进行全方面的监控，许多变电设备依然需要依靠人工去进行检修和维护，增加了变电站运行风险。另外，由于信息化水平低，信息交互系统不具备处理大量数据信息的能力，在同时面对变电站系统中诸如设备故障、设备检修、数据测量、设备控制等多个信息时，计算机不能很好地处理这么多数据，致使变电站工作人员很难在短时间内找出确切的故障信息，从而耽误故障处理的时机，妨碍变电站的正常运行。例如厦门超高压局500kV漳州变电站自动化系统中断，导致测控数据采集丢失就是这个原因。
2.2工作人员职业素养相对较低
工作人员的职业素养包括其工作态度和职业技能，工作人员的职业素养问题也是造成变电站电气自动化相关问题频繁出现的一大根源。工作人员是变电站安全运行的核心保障，如果一些工作人员态度不端正，工作缺乏积极性，在工作中不能认真负责，变电设备出现故障后不及时上报，就会造成设备故障得不到及时的解决，从而带来严重的连锁反应；还有一些工作人员存在侥幸心理，在处理设备故障时不按规定流程，凭自己的经验解决，在工作中贪图方便、怕麻烦，反而使得设备故障更加严重，不仅耽误了最佳抢修时间，而且带来了更大的麻烦。另外，就是工作人员的专业水平问题，如果工作人员缺乏相应的专业技能，对现场设备不熟悉，对操作技能掌握不精，在日常设备巡检中，设备缺陷不能被及时发现，给日后的运行设备埋下事故隐患，针对变电站运行故障检修时也不能很好地处理解决，在发生突发事件时更不具备应急处理能力，这些问题都会严重阻碍电气自动化系统的正常运行与快速发展。
2.3电站电气自动化设备抗干扰问题
变电站自动化系统的抗干扰问题是一个不容忽视的重要问题，当出现极端温度、雷电冲击、潮湿环境、静电放电、电磁辐射等干扰环境时，变电站自动化系统能否正常运行是一大关键。由于目前我国电气设备制造水平不高，造成其在设计制造时不具备一定的抗干扰能力或者抗干扰能力较差，都会给电气自动化系统安全运行买下隐患。如变电站自动化设备质量不合格造成的设备内部干扰，致使设备无法正常工作；在进行操作的过程中由于感性负载的存在，致使开关闭合或断开时，产生电弧熄灭或重燃现象而带来的设备操作干扰；另外还有接地不当引起的干扰，在发生短路的情况下，故障电流引起高电位，导致设备无法安全的运行，甚至会造成严重的人员伤亡问题等。目前我公司新建或技改变电站均安装了二次防雷接系统，有效的减少了雷雨天气对二次自动化设备的干扰。
2.4变电站电气自动化系统接口对接问题
近几年，国家大力支持电力建设和电力改造，由于电力企业发展速度有限，电气设备在不断升级改造的过程中，不可能一步到位，做到全部更换或者全部升级，这就在产品的更新换代中，新旧设备的连接会出现很多的问题，给电气自动化系统运行埋下安全隐患。旧的电气设备与新的电气设备或零件的接口问题是变电站自动化系统调度和连接的重要问题，它包括RTU、接地装置、故障录波、无功装置等与通信控制器的连接、通信控制器与主站的连接、通信控制器与模拟盘的连接等，如果设备之间的通信连接不能有效兼容并发挥作用，就会出现数据格式、通讯规约等不同而造成电气自动化系统无法正常工作，从而带来一系列的问题。
3变电站自动化缺陷风险的控制措施
3.1重视信息交互，加快信息化水平建设
如今，科学技术迅猛提升，落后的信息传输方式已经不能适应现代化电气设备的需求，电力行业要认清信息交互的重要性，重视信息化平台建设，加快信息化交互水平的提高，只有这样，才能更好地实现电气自动化系统的安全高效运行。对此，可以引进国外先进技术，参照国外成熟的信息化交互模式，并结合自身企业提点，实现融合改进，保证信息化技术有效发挥作用；另外，电力企业也应加快信息化技术的研发工作，针对我国特有的国情与设备状况，研发适合自己的信息化交互平台，以推动电气自动化的快速发展。
3.2转变管理模式，全面提高工作人员职业素质
选择科学的管理模式，提高变电站的管理水平，是实现电气自动化安全运行的有力保障。目前，高效的管理模式主要有集中控制模式、分层管理与分级控制模式、集控站管理模式等，变电站管理部门应当结合当地的实际情况，找到适合的管理模式，灵活运用，以加强设备与员工管理，确保工作中不出现问题。一方面，针对员工的工作态度，可以施行有效的奖惩制度、监督制度等，提高员工工作时的积极性，通过制度约束，避免员工工作散漫或无视规章制度带来的安全隐患；另一方面，针对员工的职业技能，应制定完善的培训计划和管理计划，对工作人员进行有针对性的培训教育工作，提高工作人员的专业技能和安全管理意识，提高工作人员的应急处理处理能力，从而避免更大的问题发生。
3.3严把设备质量关，提高自动化运设备抗干扰能力
对于电气设备的抗干扰问题，跟设备的所处环境及设备的质量有着密切的关系，因此，确保设备所处环境的使用要求，选择正确的自动化设备，严把质量关，做好设备的技术检测，是避免以上问题出现的有效途径。针对其抗干扰问题，除了选择合适的使用环境，避免极端环境导致的设备运行干扰意以外，在选购变电站自动化系统设备时，最好选择知名度较大公司的产品，并严格做好质量检测工作，如通过温度试验检测设备的抗极端问题的能力，通过雷电冲击试验检测其抗雷电干扰能力，通过电磁脉冲干扰试验、静电放电干扰试验、辐射电磁场干扰试验等检测其抗磁电干扰能力。
3.4加快自动化设备改造步伐，实现设备零件的接口互通
对于设备接口问题，一方面，应加快设备的自动化改造，早日实现电气设备的全面自动化，另一方面，对于所需设备及配套零部件的的接口标准，在设计或签订合同时就应该与厂家协商好，变电站的综合自动化系统在自身对接的前提下应向调度主站系统的接口技术靠拢，以免在设置安装后再需软件人员花费大量精力去协调数据格式、通讯规约等技术问题。此外，国家的有关部门要制定一个统一的标准，规范电气自动化设备及其零件的制造标准，以实现零件与设备间良好的互换性能。
4结束语
加快变电站电气自动化设备改造，是保证电能安全稳定供应，实现我国电气行业快速发展的必经途径，随着科技的不断进步，未来的发展将逐步向自动化、智能化迈进，我国电气行业也必须紧跟时代潮流，不断向前发展。然而，对于发展过程中产生的问题，一定要加以重视，电气自动化设备在运行过程中必然存在一定的问题，针对这些问题，认真分析研究，并制定相应的处理措施，才能更好地促进电气自动化系统的安全运行与长久发展。
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关键词：生产企业；机器设备；自动化设备；故障预防；系统维修 文献标识码：A
中图分类号：TP24 文章编号：1009-2374（2016）09-0053-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.09.025
随着国内制造业的发展，自动化设备在企业生产线上的应用日益增多。自动化设备的使用加快了企业的生产效率，减少了人引起的因素造成的质量及事故的发生，发展机械自动化已成为各企业向工业自动化迈入的趋势。生产管理对其设备管理应为首要任务，生产过程中的在线时间及生产时的关键瓶颈是和设备良好状态紧密联系的，只有在强调指出设备管理的重要性才能够使其在生产中正常运行。而设备的使用者应该是对其进行使用时期维护，持续地进行设备状态监测，维修者精细监控，科学地修理改造，才能保证生产顺利地完成生产任务。自动化设备质量应该从进入企业开始进行编制各项措施指标，在调试和使用期间进行完善跟踪，在其随着运行时间年限的加长稳步推进递进式更换和改造有老化现象的部件直至报废，这样才能够形成维修体系，它的建立才能够减少和杜绝事故的发生。
1 设备日常保养
工厂企业随着设备自动化技术含量的提高其越发影响到生产的各项工作，如何正确认识和处理各种类型的故障减少发生率就越来越重要了。设备日常保养地位显著，如果因其他因素忽略了它，直到发生后就有一种“七年之病，求三年之艾”的感觉。其设备管理应该是多加强日常保养，从而使设备保养成为员工主动完成的任务，保养及养护做到位不仅节省了维修成本，还提高了设备的使用寿命，提高了生产力，使设备处于持续稳定的生产状态。
1.1 日常工作中的点检
伴随自动化程度的提高，操作的愈发简单，在设备长时间连续工作的情况下，日常维护和点检越发重要，这是减少故障的有效方法，也就是人们常说的“三分维修，七分维护”。生产员工下班和交接班时要做到对设备一看二查三整洁。看：机器是否完整，是否开机正常。查：就是检查，通过味觉、触觉、听觉对设备进行全方位检查有无异常。整洁：包括确保在生产过程中无污垢杂物等无关的事物堆积在设备上，生产工作经一阶段后，需清扫垃圾、清除脏污及异物，及时的清理有助于生产时提高效率，缩短清扫时间和减少清理工作量。另外在清洁设备脏污时其对有污染物的环境可以采取隔绝如密封体等，对有灰尘环境的可以对柜体加正压或通过管道吸走增加过滤网，以减少灰尘的进入。相关人员在上班之前应该对所有设备进行“三检一交”，即自检、互检、设备巡检，对设备状态交代告知。
1.2 设备的一级养护
生产员工经过培训合格后，在设备方面应做到“三好、四会和一监督”。员工能够独立开机操作其一级养护并不是对设备表面或操作的工作台进行清洁，更多的是对设备的内部、各个部件对其检查、等操作。这就要求设备维修管理人员对其设备需要养护的部位要有精细的图片和简短文字说明，尽量做到任何人一见到就知道如何进行、在哪里进行、完成后的效果。如电机的丝杆加油，可先拍照然后用箭头标示出来部位，再拍个加油的分量，最后拍个完成后的。去除以前的老旧油和脏东西然后表面要再次擦干净。其要做到定时定量有人监督，即监督和协助维修工人排除故障。生产部门可根据需要自行制订具体管理标准，如确立和监督执行整理和整顿的标准化，明确管理对象，确保设备操作面堆放的利用，物品的进入和出去，堆放控制（一般先进先出）等。制订的管理标准一定要浅显易懂，标准制定后要切实跟踪执行。
设备日常保养内容：加油即对机器设备的充油和运动机件，活动部位如齿轮、丝杆、链条、轴等通过油或黄油等油脂类进行加油。在进行时应把旧的油类和脏污清理干净，然后再均匀地涂抹在相应的部位，对于加油应加到该加的位置，尽量不要多加和少加，这样可以避免因其缺油及有污染造成的温度上升，活动部件磨损严重断裂，锈死过载的故障，避免油多在运行中飞溅。锁紧紧固即设备活动关联部件使之连接牢固。这些部位通常为螺栓和螺母、丝杆和连接器、键等连接的，往往这些都是动作频率较高的，因而容易造成松动及脱落。在没有发现和及时处理时，就会出现故障，从而导致故障加深，更有严重的会发生连接件的变形脱落造成事故和工伤。因此不能靠人看，而要根据情况规定一定时间进行检查紧固，这样可以减少这类问题的发生。调整也是生产环节的一个重要内容和技能，其能够根据现场的材料、工艺要求、运动机构的状态对运行中的设备参数适当调整，这样是保证生产质量和数量的基本方式，如传送带的光纤感应快慢，支持运动中测试速率的传感器、限定运动部件的时间的参数值可根据生产实际和设备状态进行适当的调整。在有新员工较多工序或操作者的时候，应要求老员工带新员工，要求监督到位，尽量避免全部是新人，这样才可能减少因人的原因导致参数设置不当引起的跑偏、机械误动作等现象的出现。日常维护保养记录应由设备操作人员每天完成基本保养在相应的表格后打完成标识，检查后填写设备日常保养记录表已备日后查验。
2 设备故障的维修
自动化设备在生产运行过程中或多或少都会出现各种各样的故障和现象，其发生变化的多样性是由自动化设备集合了电器、机械、电子、水路、网络等的集合体。复杂度较高维修时已经不仅是一个团体进行的合作，这个设备组织是基于生产的状况进行组织和维修维护的。其维修人员就要求有较高的素质，应具有了解生产的流程、工艺和品质要求的能力，这样能够快速和准确地找出原因。如有上位机对下位机的工艺指令控制的设备动作或电压电流等是否有误和设置值有很大关系，是否设置超过范围，是否限定行程，时间过短过长都能影响到。设备已经不光是机器，而是生产中的工具，在其维修中和维修后，不但是能够继续生产，同时也要保证它们的质量和精确度。
2.1 及时性预防
“全员预防维修”是以生产为主体的维修体制，设备是服务于生产，采用预知维修方式能够有效预防故障，减少生产线的停机造成物料停线损失。因此维修人员应从设备中的被动抢修状态向提前养护及维护迈进，最终达到能够做到全线自动化监控环节。自动化设备运行不仅是生产单方面的停机保修，它更是设备管理者通过各个方面（生产、工艺、品质等部门）的信息合理统一安排工作维修及维护。往往现在讲的维修只是单纯的损坏维修，但是它不应光是维修坏损的，还应该包括对设备的维修管理，如配件包括易损件、标准件、非标准件的计划，对员工使用设备的培训（其包括让其知道机器的工作原理，会开机并正确使用机器，知道报警指示是什么意思并且会直接处理，知道哪些是易损件并且会更换，能够简单处理一些故障现象等）。提前养护其实不仅是设备二、三级保养，还应该有对于每个环节出现故障频率较高的、活动及动作次数较多的电子、电气等部位的维护，例如：气缸、机械手、电机、线路板；对于机器设备的死角、控制部件和系统、人机交互性操作系统或平台进行跟踪维护和改进，对机器设备的安全性检查（操作安全、电气安全、人机安全）。全线自动系统化监控及检测指对于机器的各个部件进行标准数字化和全线生产运动环节动态跟踪及监视。例如：对于活动气缸、各种轴承、滑轮、滑块运动频繁且环境不好的可以规定多少次或多少天进行检查更换，各种交互（包括传动、传送）通过各种检测仪器仪表在线及离线检测各关键点采集数据分析设备状态和发生故障的原因。对于一机多通道多控制点的设备应有相应的软件监视和各个通道（控制点）相应正常运转时的参数监控（如电流、电压、时间、动作频率，对于有校准及一定数值标准的要注意时效性和一个统一标准的检测仪或系统等）。
2.2 时效性维修
现在的生产设备出现越来越多的结构和动作，在其出现故障时通过普通判断（望、闻、问、触等）并不能够快速并准确无误地找到问题点，修好了有时候或多或少是这个问题又反复发作。因此就要求对其原理动作、结构特点非常熟悉，能够运用各种工具进行辅助检查，准确找出问题点并快速修复，如：机械校准、水平仪、放大镜、电脑、光源、尺等工具做到对其器件元件标准化，进行标识。复杂活动部件有明显的监控及标注，如：电机的正反转，轴承与轴、部件与部件连接的相互位置；多点及多结构的可采集相关数据及其运动频次规律进行分析。加强对设备运行及生产量进行统计从而发现隐患，对于设备状态发现的故障隐患要进行分类记录后随时监测跟踪，在生产中及时发现生产设备突发故障时或按计划停机维修时间，同时集中安排处理所记录的故障隐患，可以节省停机耽误生产的时间。由于流程式生产线设备多，故障的并行处理具有很大的可行性和必要性。维修设备时应尽量避开生产高峰期，对于要立即停机处理的，要利用生产间隙解决或要求用最短的时间判断问题根源并处理好使其正常运行，如检测电子检测系统中因为某个电路板插件块损坏但是对其进行检查维修需要较长时间影响到生产，这时把这个插件块用新的更换，对于坏的则在线下维修，维修完毕后作为备件待用。对在运行状态发现的故障现象，在不影响生产时的各个方面指标时，可在检修中或一级保养维护在进行处理，对运行状态良好的动化生产线对其停机检修计划及停机时间必须合理安排或者推迟停机检修。
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【关键词】火电厂热工自动化设计节能减排
中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：
近年来，随着社会科技的不断发展，火电厂技术也不断成熟起来，电力是人类生活中比不缺少的重要内容，现代人们越来越离不开电了。由此可知火电厂发展的重要性。
电力是现代社会文明的支撑,可以说没有电力就没有现代科技的一切,尽管近年来人们为了摆脱能源威胁,新能源的迅速发展,但是火电厂依旧是我国供电的重要方式,随着供电需求量越来越大大电网、以及高度自动化和大机组的电力工业时代已经来临,火电厂热工自动化的技术已然是了大型发电机组里不可或缺的部分,可以说热工自动化的发展水平,已经是衡量一个火电力企业发展水平的一个重要标志,但是电力本身就是就是一个双刃剑,在火电厂热工自动化技术运用已经有大发展的今天,安全隐患以及事故的发生,仍然是我们不能忽略的问题。
我国现在还处于发展阶段,很多技术与西方发达国家,还有很多的差距,但是火电厂热工自动化技术,随着我国近些年来改革开放,经济、科技都有了迅速发展的大背景下,火电厂热工自动化技术也日趋成熟,热工自动化是一个包含了控制,仪表,工程还有信息等许多专业的知识理论以及将这些专业知识理论加以综合运用。并且采用以及通过各种自动化仪器表和装置其中也包括运用计算机系统,来对火电厂中的热力生产过程闭环或者开环的监视,控制来确保火电厂电力生产安全以及能够达到经济有效,最终能够达成火电厂的电力生产,质量优良生,产过程安全,和能源消耗少目标的热工自动化技术。我国现阶段火电厂中因为作业环境独特,拥有的热力技术以及器械繁多,生产系统大而且复杂,生产过程繁复。而且由于火电厂自身的条件限制,所以设备一般都长期在高压和高温这种及其易燃的恶劣作业环境下,所以现阶段我国火电厂热工自动化技术还拥有对生产设备自动的进行检测和自动对危险能够预警提示的功能。在通常的火电厂中热工自动化系统含括着控制,执行以及测量这三种功能性的系统。这三大功能系统中执行和测量是近些年来火电厂热工自动化技术的创新技术。虽然在原理上和结构上变化不大,但是由于近些年来计算机技术的发展,信息时代网络时代的高速发展,火电厂热工自动化技术将
拥有智能化的微处理器等很多设备引入这样便可以通过计算机技术来对火电厂热工自动化技术,进行控制,使得现阶段火电厂热工自动化技术的核心控制系统已经渐渐的被计算机技术而代替。安全运行是节能减排的基础和前提，所以接下来介绍了一些安全问题并提出了解决措施。
火电厂热工自动化中问题及事故防范：电力生产过程中本身就属于高危工作行业,尤其是在火电厂这种生产条件复杂且生产设备不一控制的条件下更为不安全,所以火电厂热工自动化要应对的问题以及事故防范,要尽可能做到万无意思,下面我们就针对火电厂热工自动化技术要应对的问题和应该针对问题作出的事故防范措施。
火电厂热工自动化技术是一个严密的综合运用的系统,所以当控制、信息、仪表、工程等任何一个环节出现问题,都有可能导致整个设备运行过程中出现像火电厂的机组跳闸系统出现运行故障等问题,严重者更是能对整个热工自动化控制系统造成损坏。作为一个专业知识技术都过硬的火电厂热工自动化控制人员,应该能够有效的防范安全隐患的发生,以及控制事故发生后想大的方面扩展。正所谓巧妇难为无米之炊,那么要想控制好火电厂热工自动化事故的发生,首先要从热工自动化技术的设备上入手,在热工自动化设备的采购上,一定要防止腐败私自克扣公款的情况发生,采购制度应尽量做到透明,竞标上一定要做到公正,验收热工自动化设备时一定要严格不能有一丝马虎,对那些没有经过一年以上火电厂实际作业的热工自动化新的设备,应该尽量的不在或者少在重要的电力生产过程中使用。
火电厂热工自动化事故的防范不但要事先预防,在电力生产过程中,应该做到全过程的跟踪、监视应该设立热工自动化技术事故防范小组,对整个火电厂热工自动化设备的运行过程进行全方位的检查,做到及时发现热工自动化的隐患,及时处理好自动化的隐患。整体上的监制和管理是一方面,但是整体上的管理毕竟在人力和时间地点等很多条件的额限制,所以对热工自动化系统中各个方面,应该做到按照工作的范围把对热工自动化设备中有可能影响到安全、稳定的地方落实到个人,加强对热工自动化技术方面的更新,对每一项可能存在的设备隐患,要做到随时记录,随时处理。
上面我们分析到,火电厂热工自动化技术整个设备运行管理应该落实到个人,这样不但方便管理而且也能够有效的应对热工自动化技术设备的事故发生,那么针对员工就应该做好相关专业知识以及技术的培训,这样能够使得热工自动化技术设备人员自身的素质得到提升,也能够使得每一个热工自动化控制管理运行人员,在应对事故的时候能够提出自我的见解,能够对火电厂热工自动化事故处理的制度做到完善,也能够使得热工自动化设备在日常维护中更加容易。
火电厂的电力生产中很多参数是不一控制和检测的,这对热工自动化设备的安全稳定运行也是重要影响因素之一,面对这一现象,针对计算机技术的引进,就使得这种问题得到了解决,运用计算技术对热工自动化设备控制可以达到更加智能,更加精确,使得生产过程中各项参数值得测量变得容易,热工自动化技术可以借助计算机建立模型分析,检测设备故障诊断这样不但能够有效的保障电力工作人员的人生安全。对热工自动化设备事故的防范也能做到更加的精确和全面。
节能减排是我国当前的一项基本国策,火力发电厂则是节能减排的重点对象,牵涉到规划、设计、管理、运行、设备优化很多方面,其中仪表和控制系统即热工自动化设计的内容也和其密切相关。做好设备预防性保养也是对电厂节能减排的一项重要措施。
使用减温水调整汽温,尤其是使用减温水调整再热汽温。当减温水喷入再热系统后,水的汽化就相当于瞬间增加了低压蒸汽,在保证负荷不变的情况下,低压蒸汽排挤高压蒸汽做功,这将大大降低循环效率。运行经验表明,当再热汽温升高时使用减温水调整不但会使负荷波动,而且对整个运行工况产生极大影响,不利于机组的稳定。
送风机入口温度过低,会造成锅炉排烟温度过低而使空气预热器冷端发生低温腐蚀,严重时造成空气预热器堵灰,影响锅炉运行的安全,同时送风机入口温度过低使进入炉膛的二次风温降低,从而降低炉膛温度,推迟燃烧过程,对燃烧极其不利,同时增加不完全燃烧热损失。为保证负荷势必要增加燃料量,使煤耗增加,但相应地增加发电成本。
我们对火电厂热工自动化技术有了一个初步的认识,以及针对火电厂热工自动化事故的发生及防范有了进一步的了解,随着我国科学技术和经济力量的不断提升,我们对能源的额需求越来越大,火电厂热工自动化技术也会越来的越完善,但是无论何时何地,针对火电厂热工自动化事故的防范,安全生产应该时刻的警惕,不断的从实践中学习、摸索,不断的引进新的技术像dcs, plc这些新技术的引进不但改进了传统人工操作的弊端,而且使得整个生产更加的安全容易。相信随着我们不断的学习改进,火电厂热工自动化技术一定能我国的国计民生作出更大的贡献。
参考文献
[1] 孟宪军 ,赵思懿 .火力发电厂热力系统节能分析与改进[J].科技博览,2007(1):148 .
[2] 王小明 ,薛建明 .火电厂烟气脱硫工艺的选择[J].电力设备,2005(5):123.
