火力发电厂电气二次系统的现状及发展分析

陈铁成

摘 要：在我国的火力发电厂的发展过程中，自动装置已成为符合其技术发展的形势使然，在现行设计的工程中，微机型逐渐为发电机自动调整励磁装置以及自动重合闸装置所采用。在不久的将来，锅炉系统工况的稳定以及火力发电厂用电的切换时间也会得到技术上的提高。本文通过对火力发电厂电气二次系统的发展现状进行分析，并观察研究火力发电厂中的控制、测量以及信号系统、电动控制、直流操作电源系统的应用，获取了新的思路，有利于其顺应社会发展的趋势。

关键词：火力发电厂；电气二次系统；现状；发展

1 火力发电厂二次系统的发展现状

随着社会的发展与进步，我国的火力发电厂对技术的要求越来越高，然而其中电气控制系统中存在的问题却阻碍了火力发电厂的发展与进步，因此必须予以解决。

1.1 单元机组中各机件控制水平不协调

在单元机组中，发电机/变压器组、锅炉、气机等控制水平存在着矛盾性以及不协调性等特点，大多数电厂在值班问题上没有实现统一性，二次系统的运行人员过多，不利于自动化水平的实现，阻碍了其发展。

1.2 技术水平落后

由于控制室占地面积过大，而且网络控制室与单元机组控制室的分离，使其技术操作受到很大程度的限制，增加了系统运行中的电缆用量，增加了工程负担量。

1.3 自动化程度不高

虽然最近几年，我国加强了对电气自动化的研究与应用，但是在自动化技术应用过程中，还是不能与国际先进技术保持一致。例如，单元机组控制室范围过大，而只有在减少控制室面积，实现管控中心的自动化和智能化，才能保证锅炉、机电等设备达到值班条件。因此对于国内火力发电厂来说，只有解决设备、功能的分散才能推动自动化水平的提升，而在发电厂整体自动化水平得到有效提高的同时，可以推动电厂信息系统以及监控系统的发展与完善。因为电气二次系统是火电厂中不可缺少的一部分，所以保证二次电气系统相关水平得到有效提升，可以进一步提升火电厂电力系统运行的稳定性与安全性，更好的满足火力发电厂的实际需求，增加其经济收益水平[2] 。

2 火力发电厂中二次电气系统有效发展

2.1 元件继电保护

随着时代的发展，科学技术水平的不断进步，元件继电保护裝置的发展经历了从电磁型、整流型、晶体管型、集成电路型到微机型的发展历程。随着科学技术的进步，微机继电保护装置的发展也进进新时期，微机型变压器保护装置在变电所中已经大面积推广应用，微机型线路保护装置已完全代替了其它类型的保护装置。而近几年投产的大中型火力发电机组也有步骤的选用了微机型元件保护装置。

电磁型保护继电器原理接线简单，维护方便，轻易把握，有丰富的运行经验，在80年代设计的中小容量机组中广泛应用，但有些保护装置由于在原理判据，灵敏系数等方面不满足大容量机组保护的要求，因此在大中型火力发电机组中电磁型产品应用较少。整流型和晶体管型保护装置在灵敏系数，快速性，选择性等方面都很优越，并具有体积小，功率消耗小，防震性能好的优点，是80年代中期到90年代初期大中型火力发电机组的主要保护装置。而集成电路型保护装置做为向微机型保护装置过渡的产品，没有来得及大面积推广应用即被性能更优越的微机型保护装置所取代。微处理机技术的迅猛发展，几乎渗透到元件保护的每一个脚落，从微机型电动机、电容器、线路、变压器综合保护装置到大中型火力发电厂、变电所元件继电保护装置，其优良的性能，先进的技术，方便快捷的数据处理手段，为专业技术职员所青睐，其大面积推广应用，并终极取代其它各类继电保护装置也是情理之中的事情。

今后工程设计中，对于新建大中型火力发电厂应采用微机型继电保护装置，而对于改建中的中、小容量机组则应根据工程的具体情况，建设方的意见及投资情况，综合分析比较后，采用合适的保护装置，但选用电磁型、整流型、晶体管型继电保护装置时，要考虑生产厂家是否生产及备品备件的供给情况。

2.2 直流操作电源系统

在火电厂进行生产过程中，为了进一步保证自动装置运行、预警信号、直流油泵以及事故照明和不停电电源的正常运用，满足电厂实际用电需求，就需要在火电厂中设置稳定性好、可靠性高的直流电源。通常情况下，直流电源系统中包含了蓄电池、复式整流以及电筒储能式三种直流系统，现阶段应用范围最广、最多的就是蓄电池直流系统。下面就对其进行具体分析。

蓄电池直流系统中包含了固定型防酸隔爆式以及阀控式铅酸式和碱性镉镍式三种蓄电池，其中碱性镉镍式蓄电池安装过程十分简单，并且没有任何污染，具有良好的可靠性，但是受到碱性镉镍式蓄电池工艺水平的实际影响，使得国内中大型火电厂中一般不使用该蓄电池；阀控式铅酸式蓄电池近些年得到了良好的发展，它凭借自身良好的密封性，不具腐蚀性以及不污染环境等诸多优点，致使其应用范围应用规模都在不断扩大，虽然这种电池具备十分优良的性能，但是其发展时间相对较晚，所以在实际应用过程中还应该不断对其碱性镉镍式蓄电池进行完善[3] 。

对铅酸蓄电池进行充电时，可以使用高频开关电源。微机型充电设备以及硅整流充电设备来进行充电。通过大量实践可知，微机型与硅整流这两种充电装置都归属于相控电源，但是在控制器的选择上还是存在一定区别的。高频开关电源对于科技水平要求很高，只有在现代化科技的有效支撑下才能进行有效运行，并且在实际应用过程中的优势是十分明显的，例如，具有十分良好的可靠性；体积小、重量轻、便于维护、运行效率高、稳压精度高、安全性明显。所以很多火电厂开始应用高频开关电源来对蓄电池进行充电，进而有效提升火电厂的发电水平和成效。

2.3 电动机控制

火电厂正常运行过程中不仅包括了汽机以及锅炉电机，同时囊括了诸多的辅助系统，例如，输煤、水工、除灰以及化学水系统等等，只有保障子系统的完善性，才能确保火电厂的有效运行。自从在火电厂中使用极强电集中方式以来，由于继电器所构成的逻辑回路不能为电动机连锁回路的通畅性提供保障，所以导致其运行稳定性出现下降。而在使用微机控制系统以后，不仅对系统中的接线进行了有效的简化，还推动了相关技术的发展。然而现阶段很多中大型火电厂依然在使用集中控制的方式，此种方式不需要消耗大量的资源就能保证火电厂的正常运行，然而由于火电厂控制室过大致使各岗位之间的联系较为疏散，所以未能对设备安全运行起到帮助作用。因此这种集中控制方式已经不再适用，慢慢的被电动机控制所取代，例如火电厂中的输煤系统自动化已经开始逐渐取代集中控制，并且随着电动机控制技术的越发成熟更好的推动了火电厂自动化水平提升。

3 结语

随着社会的发展与进步，人们的用电要求越来越高，火力发电厂的技术要求也越来越高，技术高度变得越来越密集。自改革开放以后，我国的火力发电厂的电气控制系统实现了从简单分散控制系统到微机控制全过程的过渡，而工业以及生活用电的要求，也逐渐将竞争机制作为电力行业发展的主要手段。文章对火力发电厂电气二次系统的发展现状进行分析，并观察研究火力发电厂中的控制、测量以及信号系统、电动控制、直流操作电源系统的发展趋势。

参考文献：

[1] 黄昌建.小型火力发电厂电气二次系统的现状及发展分析[J].城市建设理论研究（电子版），2015（7）：257-258.

[2] 邓安付.火力发电厂电气二次系统的现状及发展分析[J].中国高新技术企业（中旬刊），2013（2）：132-134.

[3] 王鹏旭.火力发电厂电气二次系统的现状及发展探究[J].科技与生活，2012（22）：225-225，187.

（作者单位：西北电力建设工程监理有限责任公司）