火力發電廠電氣控制系統設計及探討

崔駿亮 余道道

摘要：社會經濟的發展帶動了電力工業的發展。目前，我國主要的發電方式仍然是火力發電。提高火力發電廠的生產效率具有重要意義。電氣控制系統是火電廠發電系統的重要組成部分。其設計水平直接關系到發電效率和設備運行安全。設計人員應認真學習火力發電廠電氣控制系統的相關知識，確保設計方案科學、先進。自動化控制是火電廠電氣控制系統發展的主要趨勢，要求企業領導重視科學技術在電氣控制系統中的應用，改變落后的管理模式，加強人員培訓和教育，利用技術力量提高提高企業生產效率，獲得更大的經濟效益。

關鍵詞：火力發電廠；電氣控制系統；設計

信息技術的發展推動各行各業進行技術上的創行變革，在火力發電廠中應用電氣技術、發揮電氣自動化的優勢能夠促進供電質量和效率的提升，更好的為社會提供電力服務。在應用電氣技術的過程中，需要相關部門和工作人員不斷創新應用方式、努力實現更好、更加完善的供電。

1燃氣電廠電氣控制系統所具有的特點

從操作性能來看，燃氣電廠所采用的電氣控制系統比較簡單，其所控制的信息量、對象都比較少，并且操作的頻率也較低，但是其所運行的電氣設備必須要具有較高的可靠性，從而避免由于電氣設備問題而導致嚴重的后果。燃氣電廠所采用的電氣控制系統的反應速度具備快速、強抗干擾能力。其主要任務是實現對信息數據采集系統、順序系統的有效控制，故設備之間必須是聯鎖保護狀態，但是這種狀態卻使得一旦系統中的某設備出現問題，整個系統均會受到影響。

2火力發電運用電氣設計的重要性

2.1優化電力資源配置

在一定程度上，對發電資源的利用效果是決定火力發電廠發電質量和經濟效益的重要因素。對電力資源應用得當、合理分配就能給火力發電廠帶來良好的經濟效益，反之，則會加大火力發電廠資本輸出，造成資源浪費。根據對國內大部分火力發電廠做調查后發現，目前我國火電廠普遍存在發電技術局限在傳統框架里、沒有任何創新的情況，這就導致在長期的火力發電中大量的原材料得不到有效利用，發電的電力設備也因為使用方法問題造成損耗，火電廠發電效率低、資源浪費。

在火力發電中運用電氣技術可以有效的解決這一能耗問題，電氣技術在應用過程中將火電廠設備進行連接后進行統一調控，在監控過程中工作人員可以實現對資源的合理調控，同時及時發現設備運行中存在的問題。另外，電氣技術應用進火力發電為自動化操控提供了可能性，根據電力資源情況自動化設備通過自身計算和分析針對不同區域的用戶進行供電，滿足各區域用電需求。

2.2提升火力發電效率

隨著社會的不斷發展以及各種高科技應用的出現，人們對于自身的生活質量要求也在不斷提高，伴隨著這種物質生活的需求社會對于電力以及供電質量上的要求也在不斷提高，這種要求對火力發電廠來說是一種新的挑戰，火電廠必須通過對自身發電水平技術的提高為社會提供更多的電力資源。

將電氣技術引用進火力發電是火電廠發展的契機，通過對電氣技術的深入了解、開拓和發展電氣自動化技術以及運用電氣技術精密的技術水平，能夠幫助火電廠自身在發電系統上做出一定的創新和升級，應用電氣技術的同時，不僅僅提升了火力發電廠的發電效率，還在一定程度上提高了發電質量，及時的滿足社會對于電力的高標準需求，順應社會的發展。

2.3控制火力發電成本

火力發電，通過對石油和煤炭這兩種能源材料的燃燒來實現發電目的，在傳統火力發電過程中，受機器設備的限制對這兩種能源的燃燒常常出現不徹底、不充分的情況。將電氣技術應用進火力發電中，通過自動化技術以及先進的計算機智能控制對設備進行更新換代，可以實現對燃料燃燒和使用過程的全面監控，從而可以通過在監控過程中對燃料使用量進行預估減少成本的輸出，控制火力發電成本，促進火力發電廠可持續發展。

3火力發電廠電氣控制系統設計

3.1電源系統

燃氣電廠所采用的電源系統主要有保安電源系統、6KV以及380V電源系統，其中6KV電源系統在運行的過程中，能夠實現切換功能，在切換的過程中可以選取并聯和同時切換兩種方式，手動合閘所發送的指令則會傳遞給切換的裝置，信號也會同時在LCD上顯示。廠用變壓器只有在沒有任何故障的時候，才可保障各個參數處于正常范圍內，這時候才可手動合閘，若非如此則會使得合閘閉鎖。380V電源系統要想實現可靠性則應該在每個機組上都安裝兩段保安母線，并在母線上設置備用電源、工作電源、保安電源，其中保安電源主要是對熱控電源、直流系統、主潤滑油泵、DCS電源、整流器電源進行供電。備用電源和工作電源分別來自不同工作段。為了保障機組可靠性保安電源應該始終熱備用狀態，只有這樣才能夠使得整個系統得以開啟及運行。

3.2電源切換裝置

在該系統中采用電源切換裝置是為了保障供電更為可靠、持續和安全，一般來說電源切換裝置主要設置在備用電源、工作電源進線的開關位置，該裝置相對ECS來說是獨立的，主要是通過硬接線與ECS之間實現信息的交換。

3.3直流電源所采用的保護系統

當前燃氣電廠主廠房采用的直流電源系統主要是DC220V和DC110V兩種，這兩種直流電源系統可以對事故照明、UPS電源、繼電保護組裝置等進行控制和保護。DC110V所有的機組全部是兩組母線共同構成的，然后采用網絡開關實現聯系，并設置了整流器和蓄電池組，每個機組的直流電源保護均是獨立運行的。DC220V設置的是一組直流母線，各個母線之間需要通過切換開關進行聯絡，整個DC220V系統中共設置了三組整流器，其電源來自直流保安段。

3.4發電機組、變壓器系統

電氣控制系統主要是機島控制系統來實現的，當配套的發電機、燃機啟動、保護信號接入到了機島系統當中則可以實現有效的控制，機島系統可以實現自動同期校準。220V主變測開關、處于發電機出口位置的開關能夠通過機島系統實現自行同期，若將220V主變測開關設置成同期點，電氣控制系統則可以向機島系統發出請求的命令，進而實現第二個同期信號的發送。

3.5不停電系統

該系統主要是靜態開關、整流器、逆變器共同來構成的，其能夠實現連續交流電源的提供，不停電系統在運行的時候主要通過整流器、逆變器來實現負荷供電，逆變器所具有的控制單元能夠使輸出的波形、頻率準確、穩定。不停電系統分為直流電源、旁路電源、交流主電源，直流電源主要是對逆變器進行供電、交流主電源主要是對整流器進行供電，旁路電源分為不需靜態開關進行控制和靜態開關控制的旁路電源兩種。在運行當中，不停電系統供電主要是交流主回路實現的。

結論

如上所述，由于社會的不斷進步，我國工業也得到了快速發展。隨著現代工業的發展和供電建設的不斷增加，火電廠電氣控制工作已成為管理工作的核心內容。為了迅速實現提高人員專業水平和企業可持續發展的目標，必須積極制定科學合理的用電方案。氣體控制方案，針對目前系統運行過程中存在的問題進行深入的分析和探索，積極實現自動化運行，提高電廠系統控制工作的效率，從而最大限度地發揮系統自動化運行技術的經濟效益。

參考文獻

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（作者單位：中國電力工程顧問集團中南電力設計院有限公司）