發電廠電氣控制和保護設計探究

韋賽杰

摘 要：文章針對目前發電廠中所應用的不斷成熟的自動化控制技術，從電氣控制室和電源選擇、控制電氣設備、保證監控系統滿足相應技術要求、提升電氣系統的抗干擾性等方面對發電廠電氣控制和保護設計進行研究。

關鍵詞：發電廠;電氣控制;保護設計

1引言

在目前的發電廠中，日趨成熟的電氣自動化技術的廣泛應用起到保證發電廠安全運行的重要作用，同時也發揮其測量、監測以及控制等作用來提升其管理水平。為了確保其上述作用的發揮，需要分析和解決電氣設計中的問題，做好電氣控制和保護設計工作等應對措施，減少發電廠運行中的漏洞并確保發電系統的安全運行。

2電氣控制室的選擇

發電廠在選擇電氣控制室時主要是從主控室和單元控制室中選擇，而選擇的依據就是經驗以及發電廠的單機容量，而沒有統一的選擇標準。比如在采用單機一控的電氣控制室中，表現出具有良好控制室環境的優點，不僅有利于對于單元的保護，而且有利于開展裝載、實施、監控、測試和調節等工作。但是如果如果發電廠中存在數量較多的公用設備，在此種電氣控制室中則表現出兩地控制和管理難度比較大的問題，所需要的人員數量較多，這也會增加現場運行和管理的難度。

而如果采用兩機一控的電氣控制室，可以實現對兩臺公用設備的集中運行，也就無需采取兩地控制的方式，因此也簡化了接線方式，節省了現場作業工作人員以及電纜的使用，實現成本的降低。但是在此種電氣控制室中，需要密集布置兩臺設備，這就會在開展一臺設備的裝載、調節和維修等工作時容易對另一臺設備造成影響。

3電氣設備的控制方式

目前發電廠主要采用強電控制、弱電控制以及微機監控控制等三種電氣設備控制方式，其中目前比較廣泛應用的就是強電控制方式，這主要由于此種控制方式的接線和操作比較簡單，也便于進行設備運行調試，表現出具有較高安全性和可靠性的優點。而弱電控制的接線則比較復雜且增加了操作工作量和難度，同時也表現出具有較低可靠性等問題。而微機控制方式則是在目前逐漸深入應用自動化控制技術形勢下的必然發展趨勢，可以通過在電氣控制中應用微機監控方式來實現對整個系統機組的自動化控制。

4機組監控系統的設計

監控系統這種輔助系統在發電廠中至關重要，比如可以將監控系統應用于煤礦運輸系統中代替人工開展監控操作，在節省此方面人力資源和人工作業成本的同時，也有利于保護作業人員的生命安全。同時，在此類輔助系統的應用中，可以通過統一監控的方式來提升自動化水平，也就是在同一的標準和設計原則下實現統一監控，實現各個生產環節工作效益的提升。此外，在遵循功能分散和物力分散的原則下設計單元組控制系統，分散各個電子設備并采取分散控制的方式，通過網絡化的信息管理方式來實現對發電廠的全面監控。

5電氣系統的抗干擾問題

發電廠中各類電氣設備運行中存在較多的干擾因素而影響其安全運行，這也對電氣系統中的各類電氣設備的抗干擾性能提出較高的要求來確保整個電氣系統的抗干擾性能。在這些影響因素中，首先就是設備本身的質量因素，主要表現在電氣設備本身存在較差的質量和運行噪聲，還存在接地問題，這就會造成電位差問題以及由于電容而引發耦合效應等問題。此外，設備運行環境中還會廣泛存在電磁場、無線電波以及容易受到雷擊危害的影響，且在潮濕環境中長時間運行，也會干擾電氣設備的正常運行。比如上述問題可能會造成顯示器無法正常和穩定顯示畫面的問題或者畫面比較扭曲等問題。還可能會破壞計算機存儲的相關內容而出現DCS系統癱瘓問題，且在不及時處理上述干擾的情況下會導致更大事故的發生以及造成更為嚴重的損失。

針對上述干擾問題，在發電廠電氣系統設計中通常采取消除干桃源和切換干擾傳輸途徑的方式。比如針對設備運行環境中的磁場干擾，可以通過屏蔽的方式或者是隔離電氣設備的方式來防止電磁干擾或對磁場干擾進行減弱。而針對線路傳輸過程中存在的干擾問題，比較常用屏蔽線來屏蔽傳輸電纜或者采取將機柜一端接地的方式來提升其抗干擾能力。還可以隔離變壓器來防止供電回路中出現共模干擾問題，通過電源低通濾波的方式來防止高次諧波進入電網并對設備造成危害，從而保障設備安全。

6電池的選擇

發電廠中常用的蓄電池種類主要有鉛酸蓄電池、UPS蓄電池以及磷酸鐵鋰蓄電池類型，其中的鉛酸蓄電池在發電廠比較常用，但是此種電源具有較大的體積和占用面積，容易在運行中產生會污染環境的氣體，因此需要進行單獨房間的設置來進行調酸，同時還要進行調酸加液設備的應用，在上述操作過程中表現出具有較高危險性的特點。此外，目前的堿性鎘鎳蓄電池技術還不夠成熟，容易在使用中出現滲漏問題，需要在應用中做好定期檢查工作，及時發現和處理此滲漏問題并進行補液，同時也由于其應用價格比較高，目前也不推薦使用。最后是針對閥控式鉛酸蓄電池來說，其在不具有上述兩種蓄電池缺點的同時，可以在控制室內進行小容量蓄電池的布置，實現空間的有效節省。

7電氣監控系統的硬接線和通信管理層

在發電廠中通常采用硬接線的方式將電氣監控系統接入DCS系統中，但是在技術運行中還存在信息儲備方面的欠缺，比如通過普通電度表的安裝而無法擁有諸多電氣管理維護功能，比如缺少事故發生時的記憶功能、濾波分析功能以及防誤碼閉鎖功能等。此外，還要通過DCS系統中的網絡接口與變送器、IO卡件以及電纜進行聯機來傳輸電壓、電流、電量以及各種保護動作信號等內容。為了確保上述功能的發揮，就需要通過現場總線技術和以太網技術的應用來提升發電廠的自動化水平，將發電廠電氣系統集中于DCS系統中來實現監控一體化，也就是將DCS系統與電氣控制系統進行無縫對接。

8電氣設備安裝

在發電廠電氣控制和保護設計工作中需要做好電氣設備的科學有效安裝工作，針對此工程中數量和種類較多的電氣設備以及錯綜復雜的線路，需要通過科學規劃和安排來確保設備安裝質量以及工程安全。尤其是針對目前工程建設中比較常用的微型機來說，比如自動重合閘裝置及發電機自動調整勵磁裝置等微型機，可以通過集成電路型裝置進行自動準同期裝置的工程設計，隨著微機型技術的更加成熟，也在推進此種裝置向危機型技術方向發展，這也成為目前此行業中的技術發展趨勢。在發電廠中通過電氣控制系統的應用，在確保發電廠生產過程專業性和技術性的同時，實現發電廠整體運行水平的提升。此外在協調各方面工作的同時還要不斷進行改善，提升系統運行的經濟性與安全性。

9結語

在目前發電廠中的DCS系統的應用更加深入和硬件不斷完善的過程中，為了發揮電氣設備在發電廠中的重要作用，需要做好發電廠電氣控制和保護設計工作。比如做好文章中提到的選擇電氣控制室和電源、控制電氣設備、保證監控系統滿足相應技術要求、提升電氣系統的抗干擾性等，實現發電廠各方面性能的提升。

參考文獻：

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