發(fā)電廠電氣二次技術(shù)分析

摘要：在發(fā)電廠中，電氣二次技術(shù)的應(yīng)用能夠有效保證一次設(shè)備的安全穩(wěn)定運行，確保發(fā)電廠電力供應(yīng)的可靠性和穩(wěn)定性。文章結(jié)合電氣二次設(shè)備的相關(guān)概念和特點，對電氣二次技術(shù)在發(fā)電廠中的應(yīng)用進行了分析和探討。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠；電氣二次技術(shù)；一次設(shè)備；二次設(shè)備；電力供應(yīng) 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM772 文章編號：1009-2374（2015）18-0137-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.18.069

在科技發(fā)展的帶動下，各種新的技術(shù)和設(shè)備得到了廣泛應(yīng)用，在促進企業(yè)生產(chǎn)效率提升的同時，還可以節(jié)約大量的人力物力資源，推動企業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。在發(fā)電廠中，自動控制技術(shù)主要表現(xiàn)為電氣二次技術(shù)和熱控二次技術(shù)，其中電氣二次技術(shù)在電氣設(shè)備運行中，雖然只是起到輔助作用，但是如果能夠合理利用，則可以有效解決一些實際生產(chǎn)問題，彌補一些電氣一次系統(tǒng)中存在的不足和缺陷，以保證發(fā)電廠的穩(wěn)定運行。

1 電氣二次技術(shù)概述

在電力系統(tǒng)中，電氣設(shè)備主要分為兩種，即一次設(shè)備和二次設(shè)備。一次設(shè)備是指直接用于電能生產(chǎn)、輸送以及分配的高壓電氣設(shè)備，包括發(fā)電機、變壓器、隔離開關(guān)、母線、接觸器、電動機等，由一次設(shè)備相互連接構(gòu)成的發(fā)電、輸電、變電或者進行其他生產(chǎn)過程的電氣回路，稱為一次回路或者一次接線系統(tǒng)。二次設(shè)備是指對一次設(shè)備的工作進行監(jiān)測、控制、調(diào)節(jié)、保護或者為運行維護人員提供運行工況及生產(chǎn)指揮信號的低壓電氣設(shè)備，包括控制開關(guān)、繼電器、熔斷器、儀器儀表等，由二次設(shè)備相互連接，構(gòu)成的對電氣一次設(shè)備進行監(jiān)測、控制和保護的電氣回路，稱為二次回路或者二次接線系統(tǒng)。

在發(fā)電廠中，電氣二次系統(tǒng)包括了電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)、電力信息系統(tǒng)以及發(fā)電廠自動化系統(tǒng)三個方面，其中電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)主要是用于數(shù)據(jù)的采集和控制，也可以對電網(wǎng)的實時運行數(shù)據(jù)進行存儲、整理和分析，為發(fā)電計劃的制定提供參考依據(jù)；電力信息系統(tǒng)包括了調(diào)度管理信息系統(tǒng)和辦公管理系統(tǒng)等，直接反映各部門的日常生產(chǎn)管理工作；發(fā)電廠自動系統(tǒng)則包括了自動化分站系統(tǒng)、綜合自動化系統(tǒng)以及自動化當?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)等。做好電力二次技術(shù)的應(yīng)用，確保電氣二次系統(tǒng)功能的有效發(fā)揮，直接關(guān)系著發(fā)電廠的安全穩(wěn)定運行，其重要性不言而喻，需要相關(guān)技術(shù)人員的高度重視。

2 電氣二次技術(shù)在發(fā)電廠中的應(yīng)用

以發(fā)電廠常用的6kV公用系統(tǒng)為例，對電氣二次技術(shù)的應(yīng)用進行分析和討論。

2.1 一次系統(tǒng)中存在的問題

6kV公用系統(tǒng)在發(fā)電廠中，主要擔(dān)負著煤炭的運輸以及化學(xué)制水等系統(tǒng)的電力公用，一般包括兩臺高公變：一臺正常運行，另一臺備用。在實際操作中，如果需要啟用6kV切換，則一般都是在第一臺高公變停止運行后，再開啟備用變壓器，但是，這樣的操作會耗費更多的電力，而且工作量較大，存在著相應(yīng)的安全隱患。同時，在6kV公用系統(tǒng)中，所帶負荷屬于二類或者三類負荷，按照相應(yīng)的設(shè)計規(guī)程，并沒有設(shè)計自動化切換裝置，在切換時需要依靠人工進行操作。而由于電廠工作電源與備用電源之間存在著一定的角度差，兩者相互切換時，只能使用串聯(lián)切換，即必須先切斷工作電源，然后才能投入備用電源，在這種情況下，不僅工作量較大，而且停電時間較長，會給發(fā)電廠的正常生產(chǎn)辦公帶來很大的不便。

2.2 電氣二次技術(shù)的應(yīng)用

針對上述問題，應(yīng)該盡可能在保證生產(chǎn)效率和生產(chǎn)安全的前提下，對公用段切換操作進行簡化，以實現(xiàn)自動快速切換功能。在公用段加裝廠用電快速切換裝置，雖然直接有效，但是存在著三點缺陷：一是投資相對較大，預(yù)計改造費用超過20萬元，而對于一個并不常用的二三類負荷，顯然這種投資缺乏經(jīng)濟性；二是工程量大，不僅需要安裝相應(yīng)的快速切換裝置屏，而且需要敷設(shè)大量的電纜，還需要進行接線和調(diào)試，工程量非常巨大；三是可行性問題，在公用6kV開關(guān)室中，內(nèi)部空間相對狹小，已經(jīng)沒有足夠的空間來安裝快速切換裝

置屏。

對此，相關(guān)技術(shù)人員在對圖紙資料進行研究和分析后，發(fā)現(xiàn)在公用DCS系統(tǒng)中，原設(shè)計有公用段各開關(guān)的操作出口，可以通過這些操作口進行相應(yīng)的切換操作。在實際切換操作中，操作員可以在CRT上，選擇相應(yīng)的操作按鈕，經(jīng)系統(tǒng)確認后，結(jié)合實際需要，發(fā)出操作指令，系統(tǒng)可以同時發(fā)出應(yīng)跳開關(guān)的跳閘脈沖以及應(yīng)合開關(guān)的合閘脈沖，從而實現(xiàn)遠程控制和操作，不僅能夠減輕操作人員的工作量，還可以減少操作中的安全

隱患。

在解決遠程操作問題后，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該重視串聯(lián)切換問題的解決。隨著社會對于電力需求的不斷增大，發(fā)電廠發(fā)電機組的容量也在不斷增大，廠用電切換時間、切換過程中電力設(shè)備受到的沖擊以及鍋爐系統(tǒng)工況的穩(wěn)定等問題逐漸受到了越來越多的重視。之前也提到，在發(fā)電廠電源切換操作中，任何時候都必須保證串聯(lián)切換，而且需要對切換時間進行控制，僅僅依靠DCS的操作指令，并不能滿足以上需要。對此，相關(guān)技術(shù)人員對各開關(guān)的電氣操作回路進行了研究和分析，相關(guān)開關(guān)的合閘閉鎖回路如圖1所示：

研究發(fā)現(xiàn)，利用這些開關(guān)之間的電氣閉鎖回路，能夠輕易解決上述問題。以A01→A03（停機是工作倒聯(lián)絡(luò)）操作為例，需要實現(xiàn)的操作是跳開A01，合上A03。在A03的合閘回路中，串聯(lián)有A01的常閉觸點，在A01跳開后，A03的合閘回路才會接通，因此，當系統(tǒng)同時發(fā)出A01的跳閘脈沖以及A03的合閘脈沖時，從A01跳開到A03合入，其中存在的時間間隔不會超過100ms，幾乎可以無視。這樣，原有的操作回路不需要進行任何改造，就能夠?qū)崿F(xiàn)串聯(lián)切換的條件，而且切換時間極短，能夠達到事半功倍的效果。

不僅如此，誤操作問題也是影響系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要因素，為了對其進行預(yù)防，可以在DCS系統(tǒng)中，通過軟件編程的方式，設(shè)置相應(yīng)的閉鎖邏輯。這樣，當操作人員執(zhí)行某一個操作時，如果操作的對應(yīng)條件不滿足，則DCS系統(tǒng)會拒絕執(zhí)行指令，同時自動閉鎖出口，向操作人員發(fā)出警示，從而防止人為誤操作的發(fā)生。

2.3 成果分析

經(jīng)過相應(yīng)的試運行，發(fā)現(xiàn)上述方案具備良好的可行性和可靠性。由于電源切換時間小于100ms，母線上的負荷電壓在極短的時間內(nèi)就能夠恢復(fù)，從而滿足自啟動條件，不再需要事先將負荷斷電，從而在很大程度上提高了6kV公用系統(tǒng)運行方式倒換的效率，切換時間由原來的2h縮短到了數(shù)秒，能夠與專用的快速切換裝置相媲美，而且不需要額外增加設(shè)備，也不需要對電氣回路進行改造，成本極低，充分體現(xiàn)出了電力二次技術(shù)應(yīng)用所帶來的優(yōu)勢。不過需要注意的是，這種改造同樣存在著一定的不足，即在公用段，運行方式的切換必須是串聯(lián)切換，在切換過程中，負荷存在80ms左右的停電時間。一般來講，這種情況并不會對負荷造成影響，但是卻無法充分滿足計算機設(shè)備的用電需要，對于生產(chǎn)辦公樓以及綜合服務(wù)樓中的一些重要計算機設(shè)備而言，在運行方式倒換時，可能會出現(xiàn)斷電，需要加裝相應(yīng)的UPS

設(shè)備。

3 結(jié)語

總而言之，在發(fā)電廠中應(yīng)用電氣二次技術(shù)能夠有效保證發(fā)電廠的安全穩(wěn)定運行，推動電力企業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展，需要相關(guān)人員的充分重視。

參考文獻

[1] 黃紹東.淺談發(fā)電廠中電氣二次技術(shù)的應(yīng)用[J].中國科技博覽，2011，（17）.

[2] 趙傳英.探究電氣二次技術(shù)在發(fā)電廠的應(yīng)用[J].民營科技，2013，（8）.

[3] 喬大龍.電氣二次技術(shù)在發(fā)電廠的應(yīng)用實例[J].華北電力技術(shù)，2010，（6）.

作者簡介：楊璐（1988-），河南南陽人，中電投電力工程有限公司初級工程師，研究方向：電氣工程及其自動化。

（責(zé)任編輯：陳 倩）