低濃度瓦斯發電機組智能集控閉鎖裝置的設計與應用

何長春

(潞安化工集團 常村煤礦，山西 長治 046102)

1 設計背景

常村煤礦王村風井瓦斯發電站項目利用常村煤礦抽排低濃度瓦斯(9%～15%)作為燃料進行發電。該項目共安裝8臺1 000 kW靜音集裝箱式低濃度瓦斯發電機組，一期項目安裝5臺，選用中國石油集團濟柴動力有限公司生產的5臺套H16V190ZLWd1-2型靜音集裝箱式低濃度瓦斯發電機組，發電機組出口電壓6.3 kV，發電站所發電能供常村煤礦王村工區生產、生活使用。考慮發電站裝機容量、供電性質及礦井王村工區已形成的供電現狀，該工程以6 kV電壓等級接入系統，接入點為王村工區6 kV變電所Ⅱ段母線，采用電纜輸送至王村工區6 kV變電所，輸送距離約440 m。發電站內配套水霧輸送系統、冷卻系統、余熱利用系統、變配電系統及其他輔助生產系統。

2 瓦斯發電機組當前存在問題

王村瓦斯發電站產生的電能通過并網發電柜并入王村6 kV變電所Ⅱ段母線排，進入王村工區供電系統內消耗利用，供王村工區生產、生活用電設備使用。瓦斯發電站并網供電，發電站并網發電后，在王村35 kV變電站636柜或6 kV變電所964柜因故障跳閘后，發電站機組仍能持續發電，王村6 kV變電所Ⅱ段母線、王村35 kV變電站636柜仍帶電，存在瓦斯發電站反送電現象，有人員觸電的風險，威脅作業人員的人身安全。

3 解決思路

設計一套性能可靠的智能集控裝置，為智能集控裝置接入1趟AC220/DC18V電源，供智能集控裝置運行；并在王村35 kV變電站636柜和6 kV變電所964柜的二次回路上各串出1個常開接點，將兩個常開接點串聯接入閉鎖裝置內的監控回路。然后，將5臺瓦斯發電機組各自的斷電控制器與智能集控裝置的執行回路、瓦斯發電機組的控制回路相連接。低濃度瓦斯發電機組閉鎖原理見圖1。

圖1 低濃度瓦斯發電機組智能集控閉鎖原理

集控裝置設計投運后，能夠實現以下目的：

1) 在王村35 kV變電站636柜或6 kV變電所964柜任一開關柜故障跳閘，智能集控裝置控制斷電控制器閉鎖瓦斯發電站發電機組，使瓦斯發電機組停止發電。

2) 當AC220V電源失電后，智能集控裝置控制斷電控制器閉鎖瓦斯發電站發電機組，使瓦斯發電機組停止發電。

通過使用智能集控閉鎖裝置，確保故障及電網失電狀態下，王村6 kV變電所Ⅱ段母線和王村35 kV變電站636柜不會因發電站反送電而帶電，確保人員作業安全。

4 安全、經濟效益

1) 該閉鎖裝置的投運，從技術上解決了王村35 kV變電站636柜或6 kV變電所964柜任一開關柜故障跳閘的情況下，瓦斯發電站反送電這一安全隱患，確保了作業人員的人身安全，避免了反送電造成的電氣設備損壞和人身傷害事故的發生。

2) 該閉鎖裝置對瓦斯發電機組閉鎖的同時，還避免了故障狀態下瓦斯發電站向王村工區原供電系統內反送電，間接避免了礦井瓦斯資源的浪費、減少了瓦斯發電電費的支出。

3) 王村6 kV變電所為無人值守變電所，該變電所發生故障后不易發現和排查，事故處置時間相對較長。該閉鎖裝置投運后，通過瓦斯發電機組的運行狀態，實現變電所故障的精準定位，縮短故障查找時間，確保故障的快速處置。

5 結 語

智能集控閉鎖裝置投運后，圓滿解決了故障狀態下瓦斯發電站向王村工區原有供電系統反送電的安全隱患，從技術層面解決了威脅檢修人員安全的重大隱患，還避免了故障狀態下瓦斯發電站向王村工區原供電系統內反送電現象，間接避免了礦井瓦斯資源的浪費、減少了瓦斯發電電費的支出。