發電廠中的電氣二次技術分析

孫玉福

摘 要：隨著社會科學技術的大力發展，出現了越來越多的新興技術，在社會的多個領域得到了應用，對于改善企業生產、提升經濟效益等多個方面發揮著重要作用。在水電廠發展中，集控化不僅改變了原有發展中經濟效率不高的局面，也促進了生產效率的提升。文章以水電廠電氣二次技術為例，分析了該技術的應用。

關鍵詞：發水電廠；電氣二次技術；問題

中圖分類號：TM62 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）24-0016-02

隨著社會的高速發展和城市化建設進程的加快，用電量正在不斷提升，水電廠為社會輸送了大量電力。就水電廠而言，提供充足的電力供人們正常生產和生活是企業繼續發展需要承擔的責任。而隨著經濟水平的快速發展以及科學技術的不傳創新，水電廠供電技術也得到了創新發展，尤其是電氣二次技術的創新和突破，為滿足社會供電需求提供了必要的技術條件。本文主要以電氣二次技術為例，介紹了其在水電廠中的實際應用，通過分析一次系統的主要問題，提出了6 kV公用段的快速切換，突出了電氣二次技術的重要作用。

1 水電廠發電系統的常見問題

就水電廠而言，實現自動控制技術有兩類：一類是電氣一次技術，一類是電氣二次技術。雖然兩種技術在本質上有著巨大的區別，但是這兩種技術在整個水電廠發電系統中的各個環節均發揮著重要作用，如系統監視作用、系統控制作用、系統保護作用以及系統測量作用等。本文主要以電氣二次技術為例展開闡述。在電氣設備運行中，發揮主要作用的并不是電氣二次技術。電氣二次技術在其中所起到的作用只是輔助性的，但是雖然如此，只要將二次技術加以科學利用，還是能夠解決當前生產中存在的多種問題，甚至利用得當，還可以在一定程度上有效彌補電氣一次系統在運行中存在的缺陷。以下將對一次發電系統中的常見問題進行分析。

當前，水電廠一次發電系統在實際的使用中存在著不少問題，其中過度依賴人力問題比較嚴重，這樣不僅浪費人力資源，且工作效率低下。在水電廠應用系統中，一般應用較多的就是6 kV公用系統，該系統中存在兩臺高公變，但是在實際的運行過程中，真正工作的高公變只是其中一臺，另外一臺主要起到備用作用，這就產生了問題。一旦在運行中啟用了6 kV常用切換，一般會出現的結果是：運行中的一臺高公變停止，處于備用狀態的一臺高公變開啟，由此就產生了較大的電力耗費。而且，這種操作還不能自動化，只能人為，不僅會加大工作量，也存在著危險。

就公用6 kV段來看，一般帶的是二類負荷或三類負荷。根據設計規程，對于自動裝置，一般都沒有快速切換運行設計，這就決定了切換方式的人為操作。但是，從水電廠的實際運行情況來看，不少水電廠在布局上，工作電源與備用電源并沒有靠在一起，而是存在著較大角度差。所以，只能以串聯切換的方式實現二者電源的切換操作。也就是說，完成送電必須要先停電。而且，考慮到整體機組運行的穩定性，為避免危險隱患，也不能在同一時間同時啟動兩臺高公變。即如果要完成工作電源以及聯絡開關這二者的切換操作，只有串聯切換一種選擇，不僅需要非常大的工作量，而且實現這一操作過程至少要兩個小時，這會造成長時間的停電，極大影響了正常生產。

另外，很多水電廠的6 kV公用段還同時擔負著辦公供電責任，如果在倒換運行操作中出現長時間停電，勢必對正常辦公造成不利影響。

2 解決辦法

針對當前水電廠二次發電系統的種種問題，解決辦法的提出首先要以簡化公用段切換為基礎，這就需要制定一套科學化的、可以完成自動快速切換的操作方案。其實，直接有效的解決辦法是在公用段加裝廠，安裝一套用電快速切換裝置，然而，這一辦法又不具有實用性，主要原因在于以下三個方面：

一是需要投入較大成本。安裝快切裝置需要的施工調試費以及電纜投入費用，加上其他的費用，至少需要投入二十萬。而從這一投資數額來看，如果僅僅要完成二三類負荷的低頻率操作，顯然是不理性的。

二是需要較大的工程量。安裝快切裝置需要做大量的工作，快切裝置屏是首要的，同時要完成大量電纜的鋪設，而且還要進行接線、調試等操作，工作量非同一般。

三是已有空間不足。就多數水電廠來看，公用6 kV開關室一般沒有較大的空間，想要在其中安裝快切裝置屏，顯然是不可行的。

在電氣二次技術的深入研究中，工作人員發現：在最初的設計中，公用DCS系統是有公用段的，而且，在各個開關之間，都是有操作出口設計的。因此，簡化公用段切換可以通過在DCS系統設計中引入公用段運行方式倒換畫面的辦法來實現。具體的實施辦法是：操作員在接收切換需求時，選擇相應操作可以在CR中進行，操作指令的發出只需要按鈕烴確認即可。然后對于應合、應跳開關，系統就能夠在同一時間發出合閘、跳閘脈沖，如此就完成了遠程控制操作。每當需要進行切換操作時，操作員不必離開控制室就能完成。

應用電氣二次技術，遠程控制問題得到了順利解決。但是，串聯切換問題仍然存在。而且在水電廠發展中機組容量正在不斷增大，在切換操作中造成的設備沖擊也越來越嚴重。為此，必須盡快解決串聯切換問題，維持鍋爐系統穩定。在水電廠二次技術的相關研究中，某水電廠通過快速切換裝置順利解決了因為慢速切換而造成的困擾。而且在機組工程設計中，該水電廠還選擇了6 kV開關作為機組的真空斷路器。這一解決方案通過后，技術人員立即進行了切換實驗，通過傳動試驗結果來看，應用這一解決方案不僅順利實現了串聯切換，而且在多種切換方式下，都可以保證較短的切換時間，通常在72.1 ～83.2 ms之間。同時，平均的切換時間只有77.1 ms。

要實現自啟動，母線的負荷電壓必須在短時間內就恢復，這樣就不需要預先進行負荷停電操作，原來需要耗費兩個小時才可以完成的倒換操作，現在只需要幾秒鐘就能夠完成，不僅提高了工作效率，而且為設備的穩定運行提供了保障。如此就能使倒換效率得到更高程度的提升，從而穩定6 kV公用系統的正常運行。這樣的解決辦法比起安裝快速切換裝置要好的多，免去了不必要的設備投資，也不必改造回路。將電氣二次技術加以科學利用，在已有設備的條件下，對切換工作進行改進，通過軟件升級等辦法獲得經濟效益的提升和更大的實用價值，電氣二次技術的積極作用得以充分顯現。

3 結 語

隨著城市化建設的規模化發展，社會用電量顯著提升，在新的發展形勢下，怎樣才能更好的滿足社會用電需求，實現穩定供電，是當前水電廠在繼續發展中需要解決的一大問題。為此，水電廠必須加強技術革新，進一步提升生產效率，實現經營成本的更大節約，為占據市場優勢做好充足的準備。而在水電廠運行中，電氣二次技術的科學應用，不僅順利解決了當前發電運行中存在的切換問題，也彌補了一次發電系統的多種不足，對于降低能源消耗、提升工作效率做出了重要貢獻。而在科技化發展的時代背景下，水電廠還需要進一步加強電氣二次技術的研究和實際應用，更好地完善廠內信息化建設，為推動水電廠發展做出更多努力。

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