火力发电厂电气控制系统设计及探讨 杜建

火力发电厂电气控制系统设计及探讨杜建

发表时间：2018-06-01T10:08:09.433Z 来源：《电力设备》2018年第2期作者：杜建

[导读] 摘要：近些年，随着我国社会经济的快速发展，人民生活水平在不断提高，对电力的需求也不断提升。

（山东省鑫峰工程设计有限公司山东济南 250101）

摘要：近些年，随着我国社会经济的快速发展，人民生活水平在不断提高，对电力的需求也不断提升。为了满足人们日益增长的用电需求，现在电力生产水平与生产量逐渐提高，火力发电作为当前电力生产的主要方式，其生产水平与控制技术也发生了巨大变化，尤其是在电气控制系统设计上，自动化水平也越来越高。本文主要分析了当前火力发电厂电气控制系统的具体设计，希望为电力生产提供一些有价值的参考。

关键词：发电厂；电气控制；设计系统；探讨

引言

随着现代化工业的发展，电源建设成为电力建设的重点，全国范围内的火力发电厂数量逐渐增多，新建的火力发电厂采用先进的设备和技术，不断完善管理方案。针对火力发电厂的电气控制系统，为了满足设备的管理需求，一般采用新型电气控制系统，近年来DCS控制系统成为火力发电厂电气控制的重要方法。

1、控制系统

由于电气控制系统的应用场合不同，目前人员将电气控制系统主要分为单元控和主控这两部分，同时将主控和单元控作为系统控制的中央系统。其中单元控制室含有大量网络控制单元，各个部分都有独立单元控制系统。在主控方式的应用过程中工作人员需要结合火力发电厂实际情况来确定应用系统单机容量，如果其容量在300~500MW之间，可以采用主控方式，但是如果其容量超过了500MW需要采用单元控制法进行。站在电气专业的角度进行分析，使用单机控制和主控都有各自的优缺点，在运行中采用单机控制方式会使得安装过程更为简单，与此同时也确保了系统操作以及监控工作的安全性和可靠性。采用主控方式能够实现对调试单元的合理布置，可以将两台设备连接起来，以此避免分散弊端的出现，从而有效减少了人力投入，网络化监控室可以实现网络单元控制与系统单元控制的有效整合，有效减少了财力和资源投入，有助于实现火力发电厂经济效益最大化。目前在火力发电厂主要有这三种控制方式，即：选线控制，一对一控制，微机监控。断路器与控制回路之间存在密切联系，对设备运行工作的可靠性和稳定性提出了很高要求。为了实现提高火力发电厂系统运行可靠性和稳定性等目标，必须要优先采取强电控制措施，进行简单接线，这种方法成为火力发电厂系统控制过程中的主要方式。随着科学技术不断提高，相关人员会在控制系统中及时引入微机型自动化方式来实现有效控制，同时还在日常工作中不断总结经验，将微机监控系统有效整合到火力发电厂系统控制工作中，比如工作人员将DCS系统引入到电气设备控制过程中，不仅实现了系统自动化控制，还大大提升了控制系统运行效率，有效实现了火力发电厂统一值班。发电厂信号系统是信号控制工作的核心部分，在系统设计过程中经常应用自动化信号系统操作技术，然后及时融入微机报警器，这样做的目的是，有效保证了中央信号稳定性。

2、自动化设计

发电厂电气控制的自动化设计，现今还存在潜在的问题，例如单元机组中的锅炉和汽机控制方面还不能满足协调的需求，很难在控制过程中实现统一化值班，同时辅助系统的自动化水平不足，需要在控制过程中安排较多的值班人员。针对单元机组而言，控制室占地面积较大，控制方案与最近科学技术脱轨，同时电缆工程量较大，机组的自动化水平与发达国家先进水平还有所差距。在自动化设计方面，发电厂的电气控制系统需要不断实现智能化目标，缩小控制室面积，按照行业规定将电机组和厂用电接入到分散控制系统中，提高锅炉控制和电气控制的协调性，为统一值班提供良好环境。同时应用CRT加强对炉、机、电的监控，进一步简化监控设备，应用网络控制方案实现智能控制，如果应用两台单元机控制，需要就量控制室的面积缩小到200m2以内。按照实际功能对单元机组中的监控系统进行划分，不同的电子设备之间必须分散，应用对应的集控室控制，取消电缆夹层，节约电缆用量，减少电缆敷设工程量的同时，有利于电厂的安全运营。另外，需要加快火电厂自动化建设进度，保证在信息管理和监控方面实现网络化，综合应用煤、水等辅助系统，这部分辅助系统必须在远动和网络控制过程实现良好的统一，设计人员应用科学的监控设备保证系统可靠运行，提高自动化水平，减少值班人员数量。为了提高系统维护的便利性，降低工作人员的劳动强度，将多种自动化装置引入发电厂内，例如电源口控制系统、发电机自动调整系统等。发电厂电气控制系统设计过程中，将微机型控制方案应用于自动重合闸装置自动励磁调整装置中，将可靠的集成电路应用于自动准同期装置中，满足发电厂安全运行的需求，随着科学技术的发展，微机型控制方案也被应用于自动准同期装置中。

3、厂用电动机控制

火力发电厂常用的发电设备包括主要生产区域的汽机、锅炉、动机，另外还有大量的辅助系统，比如输煤系统，燃煤除系统以及水工等。为了保证这些系统的正常运行，一定要做好控制系统的设计。对于生产主要设备比如汽机、锅炉电动机的控制，采取强电一对一控制的方式。而对于其他辅助系统比如输煤系统，则可以采取手动控制、集中控制以及程序控制三种控制方式。通过具体操作实践，采取手动控制的方式往往需要使用大量的人工，不仅岗位较多，而且劳动强度较大，操作人员很容易出现职业病，这对控制系统的安全运行不利。而如果在大型或者中型发电厂使用集中控制的方法，一旦控制系统中的继电器形成逻辑回路，进行二次控制回路连接，必然会存在回路系统连接复杂，连接元件多，耗费的材料费用高以及控制系统的自动化水平低等缺陷。因此，在当前火力发电厂的厂用电动机控制上，程序控制是必然趋势。

4、直流操作电源系统

由蓄电池组成的直流操作电源具体分为三种，即固定型防酸隔爆式蓄电池、阀控式铅酸蓄电池以及碱性隔镍电池。普通的铅酸电池在当前的很多工程设计中使用比较广泛，但是其缺点也比较明显，比如该电池的体积较大，占用的面积较多，电池本身具有较大的污染性，运行过程中会出现大量的酸雾，这些酸雾会散发到自然环境中，对地区的空气及水源造成一定的污染，最终也必将影响到人类的健康，并且蓄电池中需要设置调酸池以及加液设备，因此设计成本较高，维护起来也比较复杂。而碱性隔镍电池通常包括中倍率与高倍率两种基本类型，该电池具有的优势主要是安装与调试比较简单、运行起来比较可靠。但是其缺点也比较明显，比如电池制造工艺的提升较慢，常见的爬碱与渗漏等问题不能得到很好的解决，并且电池在运行过程中还要经常性地补充碱性溶液，其实际价格也远远要高于传统的铅蓄电池。经过几年的发展，在直流操作系统中，阀控式铅蓄电池得到广泛的应用，该电池的优点在于使用过程中可以时刻保证阀控处于密封的状态，在使用过程中也不需要加酸或水来维持电池的运行，同时使用过程中也无酸雾溢出，具有良好的使用成效。