火力發電廠電氣二次系統的現狀及發展分析

陳鐵成

摘 要：在我國的火力發電廠的發展過程中，自動裝置已成為符合其技術發展的形勢使然，在現行設計的工程中，微機型逐漸為發電機自動調整勵磁裝置以及自動重合閘裝置所采用。在不久的將來，鍋爐系統工況的穩定以及火力發電廠用電的切換時間也會得到技術上的提高。本文通過對火力發電廠電氣二次系統的發展現狀進行分析，并觀察研究火力發電廠中的控制、測量以及信號系統、電動控制、直流操作電源系統的應用，獲取了新的思路，有利于其順應社會發展的趨勢。

關鍵詞：火力發電廠；電氣二次系統；現狀；發展

1 火力發電廠二次系統的發展現狀

隨著社會的發展與進步，我國的火力發電廠對技術的要求越來越高，然而其中電氣控制系統中存在的問題卻阻礙了火力發電廠的發展與進步，因此必須予以解決。

1.1 單元機組中各機件控制水平不協調

在單元機組中，發電機/變壓器組、鍋爐、氣機等控制水平存在著矛盾性以及不協調性等特點，大多數電廠在值班問題上沒有實現統一性，二次系統的運行人員過多，不利于自動化水平的實現，阻礙了其發展。

1.2 技術水平落后

由于控制室占地面積過大，而且網絡控制室與單元機組控制室的分離，使其技術操作受到很大程度的限制，增加了系統運行中的電纜用量，增加了工程負擔量。

1.3 自動化程度不高

雖然最近幾年，我國加強了對電氣自動化的研究與應用，但是在自動化技術應用過程中，還是不能與國際先進技術保持一致。例如，單元機組控制室范圍過大，而只有在減少控制室面積，實現管控中心的自動化和智能化，才能保證鍋爐、機電等設備達到值班條件。因此對于國內火力發電廠來說，只有解決設備、功能的分散才能推動自動化水平的提升，而在發電廠整體自動化水平得到有效提高的同時，可以推動電廠信息系統以及監控系統的發展與完善。因為電氣二次系統是火電廠中不可缺少的一部分，所以保證二次電氣系統相關水平得到有效提升，可以進一步提升火電廠電力系統運行的穩定性與安全性，更好的滿足火力發電廠的實際需求，增加其經濟收益水平[2] 。

2 火力發電廠中二次電氣系統有效發展

2.1 元件繼電保護

隨著時代的發展，科學技術水平的不斷進步，元件繼電保護裝置的發展經歷了從電磁型、整流型、晶體管型、集成電路型到微機型的發展歷程。隨著科學技術的進步，微機繼電保護裝置的發展也進進新時期，微機型變壓器保護裝置在變電所中已經大面積推廣應用，微機型線路保護裝置已完全代替了其它類型的保護裝置。而近幾年投產的大中型火力發電機組也有步驟的選用了微機型元件保護裝置。

電磁型保護繼電器原理接線簡單，維護方便，輕易把握，有豐富的運行經驗，在80年代設計的中小容量機組中廣泛應用，但有些保護裝置由于在原理判據，靈敏系數等方面不滿足大容量機組保護的要求，因此在大中型火力發電機組中電磁型產品應用較少。整流型和晶體管型保護裝置在靈敏系數，快速性，選擇性等方面都很優越，并具有體積小，功率消耗小，防震性能好的優點，是80年代中期到90年代初期大中型火力發電機組的主要保護裝置。而集成電路型保護裝置做為向微機型保護裝置過渡的產品，沒有來得及大面積推廣應用即被性能更優越的微機型保護裝置所取代。微處理機技術的迅猛發展，幾乎滲透到元件保護的每一個腳落，從微機型電動機、電容器、線路、變壓器綜合保護裝置到大中型火力發電廠、變電所元件繼電保護裝置，其優良的性能，先進的技術，方便快捷的數據處理手段，為專業技術職員所青睞，其大面積推廣應用，并終極取代其它各類繼電保護裝置也是情理之中的事情。

今后工程設計中，對于新建大中型火力發電廠應采用微機型繼電保護裝置，而對于改建中的中、小容量機組則應根據工程的具體情況，建設方的意見及投資情況，綜合分析比較后，采用合適的保護裝置，但選用電磁型、整流型、晶體管型繼電保護裝置時，要考慮生產廠家是否生產及備品備件的供給情況。

2.2 直流操作電源系統

在火電廠進行生產過程中，為了進一步保證自動裝置運行、預警信號、直流油泵以及事故照明和不停電電源的正常運用，滿足電廠實際用電需求，就需要在火電廠中設置穩定性好、可靠性高的直流電源。通常情況下，直流電源系統中包含了蓄電池、復式整流以及電筒儲能式三種直流系統，現階段應用范圍最廣、最多的就是蓄電池直流系統。下面就對其進行具體分析。

蓄電池直流系統中包含了固定型防酸隔爆式以及閥控式鉛酸式和堿性鎘鎳式三種蓄電池，其中堿性鎘鎳式蓄電池安裝過程十分簡單，并且沒有任何污染，具有良好的可靠性，但是受到堿性鎘鎳式蓄電池工藝水平的實際影響，使得國內中大型火電廠中一般不使用該蓄電池；閥控式鉛酸式蓄電池近些年得到了良好的發展，它憑借自身良好的密封性，不具腐蝕性以及不污染環境等諸多優點，致使其應用范圍應用規模都在不斷擴大，雖然這種電池具備十分優良的性能，但是其發展時間相對較晚，所以在實際應用過程中還應該不斷對其堿性鎘鎳式蓄電池進行完善[3] 。

對鉛酸蓄電池進行充電時，可以使用高頻開關電源。微機型充電設備以及硅整流充電設備來進行充電。通過大量實踐可知，微機型與硅整流這兩種充電裝置都歸屬于相控電源，但是在控制器的選擇上還是存在一定區別的。高頻開關電源對于科技水平要求很高，只有在現代化科技的有效支撐下才能進行有效運行，并且在實際應用過程中的優勢是十分明顯的，例如，具有十分良好的可靠性；體積小、重量輕、便于維護、運行效率高、穩壓精度高、安全性明顯。所以很多火電廠開始應用高頻開關電源來對蓄電池進行充電，進而有效提升火電廠的發電水平和成效。

2.3 電動機控制

火電廠正常運行過程中不僅包括了汽機以及鍋爐電機，同時囊括了諸多的輔助系統，例如，輸煤、水工、除灰以及化學水系統等等，只有保障子系統的完善性，才能確保火電廠的有效運行。自從在火電廠中使用極強電集中方式以來，由于繼電器所構成的邏輯回路不能為電動機連鎖回路的通暢性提供保障，所以導致其運行穩定性出現下降。而在使用微機控制系統以后，不僅對系統中的接線進行了有效的簡化，還推動了相關技術的發展。然而現階段很多中大型火電廠依然在使用集中控制的方式，此種方式不需要消耗大量的資源就能保證火電廠的正常運行，然而由于火電廠控制室過大致使各崗位之間的聯系較為疏散，所以未能對設備安全運行起到幫助作用。因此這種集中控制方式已經不再適用，慢慢的被電動機控制所取代，例如火電廠中的輸煤系統自動化已經開始逐漸取代集中控制，并且隨著電動機控制技術的越發成熟更好的推動了火電廠自動化水平提升。

3 結語

隨著社會的發展與進步，人們的用電要求越來越高，火力發電廠的技術要求也越來越高，技術高度變得越來越密集。自改革開放以后，我國的火力發電廠的電氣控制系統實現了從簡單分散控制系統到微機控制全過程的過渡，而工業以及生活用電的要求，也逐漸將競爭機制作為電力行業發展的主要手段。文章對火力發電廠電氣二次系統的發展現狀進行分析，并觀察研究火力發電廠中的控制、測量以及信號系統、電動控制、直流操作電源系統的發展趨勢。

參考文獻：

[1] 黃昌建.小型火力發電廠電氣二次系統的現狀及發展分析[J].城市建設理論研究（電子版），2015（7）：257-258.

[2] 鄧安付.火力發電廠電氣二次系統的現狀及發展分析[J].中國高新技術企業（中旬刊），2013（2）：132-134.

[3] 王鵬旭.火力發電廠電氣二次系統的現狀及發展探究[J].科技與生活，2012（22）：225-225，187.

（作者單位：西北電力建設工程監理有限責任公司）