低濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組智能集控閉鎖裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

何長春

(潞安化工集團(tuán) 常村煤礦，山西 長治 046102)

1 設(shè)計(jì)背景

常村煤礦王村風(fēng)井瓦斯發(fā)電站項(xiàng)目利用常村煤礦抽排低濃度瓦斯(9%～15%)作為燃料進(jìn)行發(fā)電。該項(xiàng)目共安裝8臺(tái)1 000 kW靜音集裝箱式低濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組，一期項(xiàng)目安裝5臺(tái)，選用中國石油集團(tuán)濟(jì)柴動(dòng)力有限公司生產(chǎn)的5臺(tái)套H16V190ZLWd1-2型靜音集裝箱式低濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)組出口電壓6.3 kV，發(fā)電站所發(fā)電能供常村煤礦王村工區(qū)生產(chǎn)、生活使用。考慮發(fā)電站裝機(jī)容量、供電性質(zhì)及礦井王村工區(qū)已形成的供電現(xiàn)狀，該工程以6 kV電壓等級(jí)接入系統(tǒng)，接入點(diǎn)為王村工區(qū)6 kV變電所Ⅱ段母線，采用電纜輸送至王村工區(qū)6 kV變電所，輸送距離約440 m。發(fā)電站內(nèi)配套水霧輸送系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)及其他輔助生產(chǎn)系統(tǒng)。

2 瓦斯發(fā)電機(jī)組當(dāng)前存在問題

王村瓦斯發(fā)電站產(chǎn)生的電能通過并網(wǎng)發(fā)電柜并入王村6 kV變電所Ⅱ段母線排，進(jìn)入王村工區(qū)供電系統(tǒng)內(nèi)消耗利用，供王村工區(qū)生產(chǎn)、生活用電設(shè)備使用。瓦斯發(fā)電站并網(wǎng)供電，發(fā)電站并網(wǎng)發(fā)電后，在王村35 kV變電站636柜或6 kV變電所964柜因故障跳閘后，發(fā)電站機(jī)組仍能持續(xù)發(fā)電，王村6 kV變電所Ⅱ段母線、王村35 kV變電站636柜仍帶電，存在瓦斯發(fā)電站反送電現(xiàn)象，有人員觸電的風(fēng)險(xiǎn)，威脅作業(yè)人員的人身安全。

3 解決思路

設(shè)計(jì)一套性能可靠的智能集控裝置，為智能集控裝置接入1趟AC220/DC18V電源，供智能集控裝置運(yùn)行；并在王村35 kV變電站636柜和6 kV變電所964柜的二次回路上各串出1個(gè)常開接點(diǎn)，將兩個(gè)常開接點(diǎn)串聯(lián)接入閉鎖裝置內(nèi)的監(jiān)控回路。然后，將5臺(tái)瓦斯發(fā)電機(jī)組各自的斷電控制器與智能集控裝置的執(zhí)行回路、瓦斯發(fā)電機(jī)組的控制回路相連接。低濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組閉鎖原理見圖1。

圖1 低濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組智能集控閉鎖原理

集控裝置設(shè)計(jì)投運(yùn)后，能夠?qū)崿F(xiàn)以下目的：

1) 在王村35 kV變電站636柜或6 kV變電所964柜任一開關(guān)柜故障跳閘，智能集控裝置控制斷電控制器閉鎖瓦斯發(fā)電站發(fā)電機(jī)組，使瓦斯發(fā)電機(jī)組停止發(fā)電。

2) 當(dāng)AC220V電源失電后，智能集控裝置控制斷電控制器閉鎖瓦斯發(fā)電站發(fā)電機(jī)組，使瓦斯發(fā)電機(jī)組停止發(fā)電。

通過使用智能集控閉鎖裝置，確保故障及電網(wǎng)失電狀態(tài)下，王村6 kV變電所Ⅱ段母線和王村35 kV變電站636柜不會(huì)因發(fā)電站反送電而帶電，確保人員作業(yè)安全。

4 安全、經(jīng)濟(jì)效益

1) 該閉鎖裝置的投運(yùn)，從技術(shù)上解決了王村35 kV變電站636柜或6 kV變電所964柜任一開關(guān)柜故障跳閘的情況下，瓦斯發(fā)電站反送電這一安全隱患，確保了作業(yè)人員的人身安全，避免了反送電造成的電氣設(shè)備損壞和人身傷害事故的發(fā)生。

2) 該閉鎖裝置對(duì)瓦斯發(fā)電機(jī)組閉鎖的同時(shí)，還避免了故障狀態(tài)下瓦斯發(fā)電站向王村工區(qū)原供電系統(tǒng)內(nèi)反送電，間接避免了礦井瓦斯資源的浪費(fèi)、減少了瓦斯發(fā)電電費(fèi)的支出。

3) 王村6 kV變電所為無人值守變電所，該變電所發(fā)生故障后不易發(fā)現(xiàn)和排查，事故處置時(shí)間相對(duì)較長。該閉鎖裝置投運(yùn)后，通過瓦斯發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)變電所故障的精準(zhǔn)定位，縮短故障查找時(shí)間，確保故障的快速處置。

5 結(jié) 語

智能集控閉鎖裝置投運(yùn)后，圓滿解決了故障狀態(tài)下瓦斯發(fā)電站向王村工區(qū)原有供電系統(tǒng)反送電的安全隱患，從技術(shù)層面解決了威脅檢修人員安全的重大隱患，還避免了故障狀態(tài)下瓦斯發(fā)電站向王村工區(qū)原供電系統(tǒng)內(nèi)反送電現(xiàn)象，間接避免了礦井瓦斯資源的浪費(fèi)、減少了瓦斯發(fā)電電費(fèi)的支出。