發電廠電氣二次技術分析

摘要：在發電廠中，電氣二次技術的應用能夠有效保證一次設備的安全穩定運行，確保發電廠電力供應的可靠性和穩定性。文章結合電氣二次設備的相關概念和特點，對電氣二次技術在發電廠中的應用進行了分析和探討。

關鍵詞：發電廠；電氣二次技術；一次設備；二次設備；電力供應 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM772 文章編號：1009-2374（2015）18-0137-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.18.069

在科技發展的帶動下，各種新的技術和設備得到了廣泛應用，在促進企業生產效率提升的同時，還可以節約大量的人力物力資源，推動企業的持續健康發展。在發電廠中，自動控制技術主要表現為電氣二次技術和熱控二次技術，其中電氣二次技術在電氣設備運行中，雖然只是起到輔助作用，但是如果能夠合理利用，則可以有效解決一些實際生產問題，彌補一些電氣一次系統中存在的不足和缺陷，以保證發電廠的穩定運行。

1 電氣二次技術概述

在電力系統中，電氣設備主要分為兩種，即一次設備和二次設備。一次設備是指直接用于電能生產、輸送以及分配的高壓電氣設備，包括發電機、變壓器、隔離開關、母線、接觸器、電動機等，由一次設備相互連接構成的發電、輸電、變電或者進行其他生產過程的電氣回路，稱為一次回路或者一次接線系統。二次設備是指對一次設備的工作進行監測、控制、調節、保護或者為運行維護人員提供運行工況及生產指揮信號的低壓電氣設備，包括控制開關、繼電器、熔斷器、儀器儀表等，由二次設備相互連接，構成的對電氣一次設備進行監測、控制和保護的電氣回路，稱為二次回路或者二次接線系統。

在發電廠中，電氣二次系統包括了電網調度自動化系統、電力信息系統以及發電廠自動化系統三個方面，其中電網調度自動化系統主要是用于數據的采集和控制，也可以對電網的實時運行數據進行存儲、整理和分析，為發電計劃的制定提供參考依據；電力信息系統包括了調度管理信息系統和辦公管理系統等，直接反映各部門的日常生產管理工作；發電廠自動系統則包括了自動化分站系統、綜合自動化系統以及自動化當地監控系統等。做好電力二次技術的應用，確保電氣二次系統功能的有效發揮，直接關系著發電廠的安全穩定運行，其重要性不言而喻，需要相關技術人員的高度重視。

2 電氣二次技術在發電廠中的應用

以發電廠常用的6kV公用系統為例，對電氣二次技術的應用進行分析和討論。

2.1 一次系統中存在的問題

6kV公用系統在發電廠中，主要擔負著煤炭的運輸以及化學制水等系統的電力公用，一般包括兩臺高公變：一臺正常運行，另一臺備用。在實際操作中，如果需要啟用6kV切換，則一般都是在第一臺高公變停止運行后，再開啟備用變壓器，但是，這樣的操作會耗費更多的電力，而且工作量較大，存在著相應的安全隱患。同時，在6kV公用系統中，所帶負荷屬于二類或者三類負荷，按照相應的設計規程，并沒有設計自動化切換裝置，在切換時需要依靠人工進行操作。而由于電廠工作電源與備用電源之間存在著一定的角度差，兩者相互切換時，只能使用串聯切換，即必須先切斷工作電源，然后才能投入備用電源，在這種情況下，不僅工作量較大，而且停電時間較長，會給發電廠的正常生產辦公帶來很大的不便。

2.2 電氣二次技術的應用

針對上述問題，應該盡可能在保證生產效率和生產安全的前提下，對公用段切換操作進行簡化，以實現自動快速切換功能。在公用段加裝廠用電快速切換裝置，雖然直接有效，但是存在著三點缺陷：一是投資相對較大，預計改造費用超過20萬元，而對于一個并不常用的二三類負荷，顯然這種投資缺乏經濟性；二是工程量大，不僅需要安裝相應的快速切換裝置屏，而且需要敷設大量的電纜，還需要進行接線和調試，工程量非常巨大；三是可行性問題，在公用6kV開關室中，內部空間相對狹小，已經沒有足夠的空間來安裝快速切換裝

置屏。

對此，相關技術人員在對圖紙資料進行研究和分析后，發現在公用DCS系統中，原設計有公用段各開關的操作出口，可以通過這些操作口進行相應的切換操作。在實際切換操作中，操作員可以在CRT上，選擇相應的操作按鈕，經系統確認后，結合實際需要，發出操作指令，系統可以同時發出應跳開關的跳閘脈沖以及應合開關的合閘脈沖，從而實現遠程控制和操作，不僅能夠減輕操作人員的工作量，還可以減少操作中的安全

隱患。

在解決遠程操作問題后，相關技術人員應該重視串聯切換問題的解決。隨著社會對于電力需求的不斷增大，發電廠發電機組的容量也在不斷增大，廠用電切換時間、切換過程中電力設備受到的沖擊以及鍋爐系統工況的穩定等問題逐漸受到了越來越多的重視。之前也提到，在發電廠電源切換操作中，任何時候都必須保證串聯切換，而且需要對切換時間進行控制，僅僅依靠DCS的操作指令，并不能滿足以上需要。對此，相關技術人員對各開關的電氣操作回路進行了研究和分析，相關開關的合閘閉鎖回路如圖1所示：

研究發現，利用這些開關之間的電氣閉鎖回路，能夠輕易解決上述問題。以A01→A03（停機是工作倒聯絡）操作為例，需要實現的操作是跳開A01，合上A03。在A03的合閘回路中，串聯有A01的常閉觸點，在A01跳開后，A03的合閘回路才會接通，因此，當系統同時發出A01的跳閘脈沖以及A03的合閘脈沖時，從A01跳開到A03合入，其中存在的時間間隔不會超過100ms，幾乎可以無視。這樣，原有的操作回路不需要進行任何改造，就能夠實現串聯切換的條件，而且切換時間極短，能夠達到事半功倍的效果。

不僅如此，誤操作問題也是影響系統穩定運行的重要因素，為了對其進行預防，可以在DCS系統中，通過軟件編程的方式，設置相應的閉鎖邏輯。這樣，當操作人員執行某一個操作時，如果操作的對應條件不滿足，則DCS系統會拒絕執行指令，同時自動閉鎖出口，向操作人員發出警示，從而防止人為誤操作的發生。

2.3 成果分析

經過相應的試運行，發現上述方案具備良好的可行性和可靠性。由于電源切換時間小于100ms，母線上的負荷電壓在極短的時間內就能夠恢復，從而滿足自啟動條件，不再需要事先將負荷斷電，從而在很大程度上提高了6kV公用系統運行方式倒換的效率，切換時間由原來的2h縮短到了數秒，能夠與專用的快速切換裝置相媲美，而且不需要額外增加設備，也不需要對電氣回路進行改造，成本極低，充分體現出了電力二次技術應用所帶來的優勢。不過需要注意的是，這種改造同樣存在著一定的不足，即在公用段，運行方式的切換必須是串聯切換，在切換過程中，負荷存在80ms左右的停電時間。一般來講，這種情況并不會對負荷造成影響，但是卻無法充分滿足計算機設備的用電需要，對于生產辦公樓以及綜合服務樓中的一些重要計算機設備而言，在運行方式倒換時，可能會出現斷電，需要加裝相應的UPS

設備。

3 結語

總而言之，在發電廠中應用電氣二次技術能夠有效保證發電廠的安全穩定運行，推動電力企業的持續健康發展，需要相關人員的充分重視。

參考文獻

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作者簡介：楊璐（1988-），河南南陽人，中電投電力工程有限公司初級工程師，研究方向：電氣工程及其自動化。

（責任編輯：陳 倩）