低浓度瓦斯发电机组智能集控闭锁装置的设计与应用

何长春

(潞安化工集团 常村煤矿，山西 长治 046102)

1 设计背景

常村煤矿王村风井瓦斯发电站项目利用常村煤矿抽排低浓度瓦斯(9%～15%)作为燃料进行发电。该项目共安装8台1 000 kW静音集装箱式低浓度瓦斯发电机组，一期项目安装5台，选用中国石油集团济柴动力有限公司生产的5台套H16V190ZLWd1-2型静音集装箱式低浓度瓦斯发电机组，发电机组出口电压6.3 kV，发电站所发电能供常村煤矿王村工区生产、生活使用。考虑发电站装机容量、供电性质及矿井王村工区已形成的供电现状，该工程以6 kV电压等级接入系统，接入点为王村工区6 kV变电所Ⅱ段母线，采用电缆输送至王村工区6 kV变电所，输送距离约440 m。发电站内配套水雾输送系统、冷却系统、余热利用系统、变配电系统及其他辅助生产系统。

2 瓦斯发电机组当前存在问题

王村瓦斯发电站产生的电能通过并网发电柜并入王村6 kV变电所Ⅱ段母线排，进入王村工区供电系统内消耗利用，供王村工区生产、生活用电设备使用。瓦斯发电站并网供电，发电站并网发电后，在王村35 kV变电站636柜或6 kV变电所964柜因故障跳闸后，发电站机组仍能持续发电，王村6 kV变电所Ⅱ段母线、王村35 kV变电站636柜仍带电，存在瓦斯发电站反送电现象，有人员触电的风险，威胁作业人员的人身安全。

3 解决思路

设计一套性能可靠的智能集控装置，为智能集控装置接入1趟AC220/DC18V电源，供智能集控装置运行；并在王村35 kV变电站636柜和6 kV变电所964柜的二次回路上各串出1个常开接点，将两个常开接点串联接入闭锁装置内的监控回路。然后，将5台瓦斯发电机组各自的断电控制器与智能集控装置的执行回路、瓦斯发电机组的控制回路相连接。低浓度瓦斯发电机组闭锁原理见图1。

图1 低浓度瓦斯发电机组智能集控闭锁原理

集控装置设计投运后，能够实现以下目的：

1) 在王村35 kV变电站636柜或6 kV变电所964柜任一开关柜故障跳闸，智能集控装置控制断电控制器闭锁瓦斯发电站发电机组，使瓦斯发电机组停止发电。

2) 当AC220V电源失电后，智能集控装置控制断电控制器闭锁瓦斯发电站发电机组，使瓦斯发电机组停止发电。

通过使用智能集控闭锁装置，确保故障及电网失电状态下，王村6 kV变电所Ⅱ段母线和王村35 kV变电站636柜不会因发电站反送电而带电，确保人员作业安全。

4 安全、经济效益

1) 该闭锁装置的投运，从技术上解决了王村35 kV变电站636柜或6 kV变电所964柜任一开关柜故障跳闸的情况下，瓦斯发电站反送电这一安全隐患，确保了作业人员的人身安全，避免了反送电造成的电气设备损坏和人身伤害事故的发生。

2) 该闭锁装置对瓦斯发电机组闭锁的同时，还避免了故障状态下瓦斯发电站向王村工区原供电系统内反送电，间接避免了矿井瓦斯资源的浪费、减少了瓦斯发电电费的支出。

3) 王村6 kV变电所为无人值守变电所，该变电所发生故障后不易发现和排查，事故处置时间相对较长。该闭锁装置投运后，通过瓦斯发电机组的运行状态，实现变电所故障的精准定位，缩短故障查找时间，确保故障的快速处置。

5 结 语

智能集控闭锁装置投运后，圆满解决了故障状态下瓦斯发电站向王村工区原有供电系统反送电的安全隐患，从技术层面解决了威胁检修人员安全的重大隐患，还避免了故障状态下瓦斯发电站向王村工区原供电系统内反送电现象，间接避免了矿井瓦斯资源的浪费、减少了瓦斯发电电费的支出。