淺析電廠電氣控制系統(tǒng)

姜春曉,張凱生（鄭州市鄭東新區(qū)熱電有限公司,鄭州 450000）

淺析電廠電氣控制系統(tǒng)

姜春曉,張凱生
（鄭州市鄭東新區(qū)熱電有限公司,鄭州 450000）

輪機(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)是現(xiàn)階段裝備制造領(lǐng)域中最先進(jìn)的技術(shù)之一，燃料是該技術(shù)的主要原料，本文將對(duì)電廠電氣控制系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上探究電廠電氣控制系統(tǒng)的構(gòu)成，進(jìn)而對(duì)電廠電氣控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行探索。

電廠；電氣控制系統(tǒng)；特點(diǎn)；構(gòu)成

1 電廠電氣控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

電廠電氣控制系統(tǒng)只有具備可靠運(yùn)行電氣設(shè)備，才能夠保障電廠安全穩(wěn)定運(yùn)行。操作結(jié)構(gòu)復(fù)雜是電氣設(shè)備的特點(diǎn)，當(dāng)過渡信息需要控制和處理時(shí)，系統(tǒng)會(huì)變得更加復(fù)雜。電氣控制系統(tǒng)要在滿足機(jī)組的運(yùn)行情況的條件下進(jìn)行操作，并且滿足電網(wǎng)的需求。

2 電廠電氣控制系統(tǒng)的構(gòu)成

2.1 硬件設(shè)備

燃機(jī)—汽機(jī)控制系統(tǒng)是隨機(jī)設(shè)備配置的，利用少量通信和硬接線連接燃機(jī)—汽機(jī)控制系統(tǒng)與分散控制系統(tǒng)，進(jìn)而形成一個(gè)完善的控制系統(tǒng)[1]。

2.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)和廠級(jí)監(jiān)控信息網(wǎng)是熱電廠的電氣控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)成部分。生產(chǎn)過程中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息的處理和保存由廠級(jí)監(jiān)控信息網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。與此同時(shí)，通信結(jié)構(gòu)將廠級(jí)監(jiān)控信息網(wǎng)和機(jī)組控制系統(tǒng)相連，進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)時(shí)，廠級(jí)監(jiān)控信息網(wǎng)通過接口計(jì)算機(jī)獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)而產(chǎn)生雙向數(shù)據(jù)通訊。

3 電廠電氣控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

3.1 廠用電源系統(tǒng)

故障安保系統(tǒng)、380V廠用電源系統(tǒng)、6KV廠用電源系統(tǒng)是廠用電源系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分。雙向的軟手操作切換是6KV常用電源系統(tǒng)特有的切換方式，并聯(lián)切換和同時(shí)切換都可以實(shí)現(xiàn)，切換裝置的手動(dòng)合閘指令從ECSLCD/鍵盤獲得，與此同時(shí)信號(hào)會(huì)在LCD上顯示。手動(dòng)合閘只有在上述量保持在正常范圍內(nèi)時(shí)、并且廠用電壓器沒有出現(xiàn)故障的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)，在不滿足這些條件情況下記性合閘操作時(shí)會(huì)發(fā)生閉鎖現(xiàn)象[2]。

3.2 變壓器和發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)

機(jī)島控制系統(tǒng)是發(fā)電機(jī)控制實(shí)現(xiàn)涉及的主要部分?？刂苹顒?dòng)是通過配套發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)、保護(hù)和燃機(jī)啟動(dòng)的信號(hào)接入機(jī)島控制系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)，同時(shí)機(jī)島系統(tǒng)還進(jìn)行同期校準(zhǔn)。電氣控制系統(tǒng)與機(jī)島控制系統(tǒng)接口的同期接入通過硬件實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電氣信息交換的目的。自行同期能夠在發(fā)電機(jī)出口的開關(guān)和主變220KV的側(cè)開關(guān)之間實(shí)現(xiàn)，如果將同期點(diǎn)設(shè)為主變220KV的側(cè)開關(guān)的狀態(tài)，相關(guān)請求指令要求從電氣控制系統(tǒng)傳遞給機(jī)島控制系統(tǒng)，第二個(gè)同期信號(hào)才能夠從機(jī)島控制系統(tǒng)發(fā)出。當(dāng)前我公司的兩臺(tái)200MW發(fā)電機(jī)系東方電機(jī)股份公司生產(chǎn)的QFSN-200-2型汽輪發(fā)電機(jī)，采用封閉式自然循環(huán)通風(fēng)系統(tǒng)，冷卻方式為水-氫-氫。發(fā)電機(jī)定子機(jī)座為鋼板焊成的防爆氣密結(jié)構(gòu)， 發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與汽輪機(jī)相一致。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子由高強(qiáng)度、高磁導(dǎo)率的合金鋼整鍛而成，轉(zhuǎn)子本體上加有軸向槽、用于放置勵(lì)磁繞組。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組采用含銀銅導(dǎo)線，具有良好的導(dǎo)電性能、機(jī)械性能和蠕變性能。

發(fā)電機(jī)出口斷路器是發(fā)電機(jī)設(shè)置的同期點(diǎn)，順控并網(wǎng)由順空邏輯和通氣裝置共同完成。以某發(fā)電廠的順控邏輯為例，其主要包含以下五個(gè)步驟：第一，汽機(jī)轉(zhuǎn)速為2950r/min，無保護(hù)操作存在于勵(lì)磁系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)出口斷路器、主變、發(fā)電機(jī)。第二，勵(lì)磁系統(tǒng)自動(dòng)位合后滅磁開關(guān)。第三，在發(fā)電機(jī)出口電壓升至95%U并且同期裝置正常的條件下，將同期請求發(fā)送至DEΗ。第四，DEΗ返回允許同期裝置投入，由DCS自動(dòng)投入通氣裝置。第五，發(fā)電機(jī)出口斷路器合閘，同期成功，退出通氣裝置。

3.3 廠用電源的切換裝置

保證高壓廠用電源的供電能力連續(xù)性、可靠性、安全性是廠用電源切換裝置的主要作用。高壓廠用電源系統(tǒng)的備用電源和工作電源進(jìn)線開關(guān)處設(shè)置了廠用電源切換裝置。ECS與廠用電源切換裝置相互獨(dú)立，兩者間的信息交換通過硬接線進(jìn)行。 我廠采用切裝置切換廠用電時(shí)應(yīng)按此下步驟進(jìn)行。第一，在裝置面板上將方式設(shè)置中設(shè)為“就地”，“并聯(lián)自動(dòng)”，“出口閉鎖投入”。第二，.復(fù)歸裝置。第三，.確認(rèn)裝置無閉鎖。第四，.確認(rèn)手動(dòng)切換。第五，按照提示將廠用電源切換。第六，切換完畢裝置顯示“切換完畢”、“裝置閉鎖”，DCS系統(tǒng)發(fā)相應(yīng)光字。

3.4 直流電源的保護(hù)系統(tǒng)

DC110V和DC220V是大部分熱電廠的主廠房直流電源系統(tǒng)的兩個(gè)主要等級(jí)分類。對(duì)直流油泵、事故照明、UPS電源燈符合進(jìn)行控制，保護(hù)該系統(tǒng)。兩組母線組成了每臺(tái)機(jī)組的DC110V直流電源保護(hù)系統(tǒng)，兩者間的聯(lián)系通過網(wǎng)絡(luò)開關(guān)進(jìn)行，并且整流器和蓄電池組被分別設(shè)置于系統(tǒng)中，同一臺(tái)機(jī)組中的不同DC110V直流電源彼此間相互獨(dú)立。一組直流母線被設(shè)置于DC220V直流電源保護(hù)系統(tǒng)，聯(lián)絡(luò)開關(guān)被設(shè)置于機(jī)組的直流母線之間，同時(shí)三組導(dǎo)流器存在于該系統(tǒng)中，并且有交流保安段為整流器提供電源。我公司#1、#2機(jī)的直流系統(tǒng)采用控制動(dòng)力負(fù)荷合并供電的方式。每臺(tái)機(jī)組直流系統(tǒng)分別由三套高頻開關(guān)電源、兩組電壓為220伏的蓄電池組、兩段充電母線構(gòu)成。在兩組直流母線之間設(shè)置帶閉鎖的刀閘進(jìn)行聯(lián)絡(luò)；充電設(shè)備通過開關(guān)可接于主母線作為浮充電，又可投切到蓄電池組上進(jìn)行充電；每臺(tái)機(jī)組的兩組蓄電池公用一套備用充電設(shè)備，經(jīng)過刀閘分別接于相應(yīng)的直流主母線。同時(shí)，每組蓄電池配一套微機(jī)型絕緣監(jiān)測裝置，對(duì)直流系統(tǒng)各饋線及母線的絕緣狀況進(jìn)行巡回自動(dòng)監(jiān)測。

3.5 保安段電源控制

一旦比較嚴(yán)重的故障出現(xiàn)在機(jī)組廠用電中，直流系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的硅整流器、重要的大容量事故負(fù)荷會(huì)通過保安段電源的控制而避免發(fā)生停電情況。斷開機(jī)組廠用電時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)組能夠通過保安段電源控制而快速啟動(dòng)，進(jìn)而連續(xù)為保安段負(fù)荷提供電能。我公司保安電源失電的處理，包括第一，匯報(bào)值長、機(jī)長。第二，調(diào)出事故保安段畫面，檢查保安電源運(yùn)行狀況。第三， 檢查進(jìn)線開關(guān)是否確斷。第四，檢查失電原因，盡快處理。第五，如果全廠停電，且保安段備用電源備自投不成功，應(yīng)注意監(jiān)視直流系統(tǒng)情況。

4 結(jié)語

電氣控制系統(tǒng)是電廠運(yùn)行中的重要部分，其效率和穩(wěn)定性將直接影響到電廠供電能力和水平。隨著科技的發(fā)展，電氣控制系統(tǒng)不斷升級(jí)，各項(xiàng)性能不斷提高，相關(guān)行業(yè)人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的應(yīng)用，不斷提升電廠電氣控制系統(tǒng)水平。

[1]祁世華.燃?xì)怆姀S的電氣控制系統(tǒng)分析[J].中國新通信,2014 (09):34-35.

[2]王海軍.電廠電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)可靠性評(píng)測[J].中國外資,2012 (08):60.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.164