浅析电厂电气控制系统

姜春晓+张凯生

摘 要：轮机联合循环发电技术是现阶段装备制造领域中最先进的技术之一，燃料是该技术的主要原料，本文将对电厂电气控制系统的特点进行分析，在此基础上探究电厂电气控制系统的构成，进而对电厂电气控制系统的实现进行探索。

关键词：电厂;电气控制系统;特点;构成

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

1 电厂电气控制系统的特点

电厂电气控制系统只有具备可靠运行电气设备，才能够保障电厂安全稳定运行。操作结构复杂是电气设备的特点，当过渡信息需要控制和处理时，系统会变得更加复杂。电气控制系统要在满足机组的运行情况的条件下进行操作，并且满足电网的需求。

2 电厂电气控制系统的构成

2.1 硬件设备

燃机—汽机控制系统是随机设备配置的，利用少量通信和硬接线连接燃机—汽机控制系统与分散控制系统，进而形成一个完善的控制系统[1]。

2.2 网络结构

实时监控网和厂级监控信息网是热电厂的电气控制系统的网络结构构成部分。生产过程中实时数据信息的处理和保存由厂级监控信息网实现。与此同时，通信结构将厂级监控信息网和机组控制系统相连，进行生产活动时，厂级监控信息网通过接口计算机获取实时数据，进而产生双向数据通讯。

3 电厂电气控制系统的实现

3.1 厂用电源系统

故障安保系统、380V厂用电源系统、6KV厂用电源系统是厂用电源系统的主要构成部分。双向的软手操作切换是6KV常用电源系统特有的切换方式，并联切换和同时切换都可以实现，切换装置的手动合闸指令从ECSLCD/键盘获得，与此同时信号会在LCD上显示。手动合闸只有在上述量保持在正常范围内时、并且厂用电压器没有出现故障的情况下能够实现，在不满足这些条件情况下记性合闸操作时会发生闭锁现象[2]。

3.2 变压器和发电机组系统

机岛控制系统是发电机控制实现涉及的主要部分。控制活动是通过配套发电机的励磁系统、保护和燃机启动的信号接入机岛控制系统而实现，同时机岛系统还进行同期校准。电气控制系统与机岛控制系统接口的同期接入通过硬件实现，进而实现电气信息交换的目的。自行同期能够在发电机出口的开关和主变220KV的侧开关之间实现，如果将同期点设为主变220KV的侧开关的状态，相关请求指令要求从电气控制系统传递给机岛控制系统，第二个同期信号才能够从机岛控制系统发出。当前我公司的两台200MW发电机系东方电机股份公司生产的QFSN-200-2型汽轮发电机，采用封闭式自然循环通风系统，冷却方式为水-氢-氢。发电机定子机座为钢板焊成的防爆气密结构， 发电机旋转方向与汽轮机相一致。发电机转子由高强度、高磁导率的合金钢整锻而成，转子本体上加有轴向槽、用于放置励磁绕组。发电机转子绕组采用含银铜导线，具有良好的导电性能、机械性能和蠕变性能。

发电机出口断路器是发电机设置的同期点，顺控并网由顺空逻辑和通气装置共同完成。以某发电厂的顺控逻辑为例，其主要包含以下五个步骤：第一，汽机转速为2950r/min，无保护操作存在于励磁系统、发电机出口断路器、主变、发电机。第二，励磁系统自动位合后灭磁开关。第三，在发电机出口电压升至95%U并且同期装置正常的条件下，将同期请求发送至DEH。第四，DEH返回允许同期装置投入，由DCS自动投入通气装置。第五，发电机出口断路器合闸，同期成功，退出通气装置。

3.3 厂用电源的切换装置

保证高压厂用电源的供电能力连续性、可靠性、安全性是厂用电源切换装置的主要作用。高压厂用电源系统的备用电源和工作电源进线开关处设置了厂用电源切换装置。ECS与厂用电源切换装置相互独立，两者间的信息交换通过硬接线进行。 我厂采用切装置切换厂用电时应按此下步骤进行。第一，在装置面板上将方式设置中设为“就地”，“并联自动”，“出口闭锁投入”。第二，.复归装置。第三，.确认装置无闭锁。第四，.确认手动切换。第五，按照提示将厂用电源切换。第六，切换完毕装置显示“切换完毕”、“装置闭锁”，DCS系统发相应光字。

3.4 直流电源的保护系统

DC110V和DC220V是大部分热电厂的主厂房直流电源系统的两个主要等级分类。对直流油泵、事故照明、UPS电源灯符合进行控制，保护该系统。两组母线组成了每台机组的DC110V直流电源保护系统，两者间的联系通过网络开关进行，并且整流器和蓄电池组被分别设置于系统中，同一台机组中的不同DC110V直流电源彼此间相互独立。一组直流母线被设置于DC220V直流电源保护系统，联络开关被设置于机组的直流母线之间，同时三组导流器存在于该系统中，并且有交流保安段为整流器提供电源。我公司#1、#2机的直流系统采用控制动力负荷合并供电的方式。每台机组直流系统分别由三套高频开关电源、两组电压为220伏的蓄电池组、两段充电母线构成。在两组直流母线之间设置带闭锁的刀闸进行联络;充电设备通过开关可接于主母线作为浮充电，又可投切到蓄电池组上进行充电;每台机组的两组蓄电池公用一套备用充电设备，经过刀闸分别接于相应的直流主母线。同时，每组蓄电池配一套微机型绝缘监测装置，对直流系统各馈线及母线的绝缘状况进行巡回自动监测。

3.5 保安段电源控制

一旦比较严重的故障出现在机组厂用电中，直流系统和控制系统的硅整流器、重要的大容量事故负荷会通过保安段电源的控制而避免发生停电情况。断开机组厂用电时，柴油发电机组能够通过保安段电源控制而快速启动，进而连续为保安段负荷提供电能。我公司保安电源失电的处理，包括第一，汇报值长、机长。第二，调出事故保安段画面，检查保安电源运行状况。第三， 检查进线开关是否确断。第四，检查失电原因，尽快处理。第五，如果全厂停电，且保安段备用电源备自投不成功，应注意监视直流系统情况。

4 结语

电气控制系统是电厂运行中的重要部分，其效率和稳定性将直接影响到电厂供电能力和水平。随着科技的发展，电气控制系统不断升级，各项性能不断提高，相关行业人员应当加强对先进技术和设备的应用，不断提升电厂电气控制系统水平。

参考文献：

[1]祁世华.燃气电厂的电气控制系统分析[J].中国新通信，2014 （09）：34-35.

[2]王海军.电厂电气自动化控制系统可靠性评测[J].中国外资，2012 （08）：60.endprint