火力发电厂电气控制系统设计探究范文

摘要：

随着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：

火力发电厂;电气控制;系统设计

随着电力系统的快速发展，现代火力发电厂控制系统的自动化与智能化水平越来越高，这为电力的高效生产提供了更大的帮助。火力发电厂电气控制系统由多个组织构成，包括信号与测量系统、监控系统、直流电操作系统、电气保障系统等，针对这些控制组织设计，本文将具体介绍其设计与构成。

一、控制、信号与测量系统

(一)单元控制室与主控制室。火力发电厂的控制方式根据控制地点来划分可以分为主控制室以及单元控制室两种，其中单元控制室具体还包括由现代计算机网络控制构建而成的单元控制室以及单独设立的独立单元控制室两种基本类型。通常而言，在单机发电容量小于100MW的发电厂，通常使用的是主控制室，而单机发电容量如果在200MW以上的，通常使用单元控制室，这样能够保证系统的安全运行。采取主控制室与单元控制室从系统设计与实际功能的角度来看都是各有优劣的，比如采取主控制室，在控制系统的安装、调试、运行、监控、操作与系统保护上都有较大的优势，且故障处理过程中也没有明显的干扰，主控制室一般来说也比较宽敞，能够容纳多人进行办公，但是该系统也存在较大的缺点，比如说存在两台公用设备两地控制，分别运行，维护与管理上比较分散，且管理运行人员较多，沟通与交流起来比较复杂等缺陷。采取单元控制的方式则具有控制设备比较集中，并不存在两地控制问题，接线管理比较简单，同时控制室的布置比较紧凑，人员较少，运行维护与管理比较集中等诸多优势。其缺点是如果系统中一台控制机组出现故障需要进行维护、安装与调试时，另一台控制机组的运行会受到一定的影响，这对电力安全生产构成一定的威胁。依据对两种控制类型的优缺点进行解读，可以看出单元控制系统较主控制系统有更大的优势，若实际情况允许，可以考虑取消网络控制室，将网络控制的单元转移到单元控制系统中，这能够达到减小控制面积，减少系统控制人员，降低控制购买成本与人员成本的目的。

(二)控制方式。发电厂电气控制方式总共有三种，包括强电一对一控制、弱电选线控制以及微机监控。控制系统的回路直接关系到断路器的闭合阀，因此对控制系统可靠性要求比较高。现阶段，火力发电厂的大部分断路器的控制系统与参数也只有强电参数一种，而如果采取的是弱电选线控制，则在实际控制中要通过弱电转变为强电的方式来实现，而这一环节的实现中，往往会出现接线复杂，控制系统可靠性较低等情况，因此，为了保证发电厂电气控制系统操作的稳定性，一般不使用弱电控制。相比之下，强电控制则通常具有接线简单、调试方便以及安全可靠等优势。所以，在现代大型发电厂，普遍都使用强电控制。而随着控制技术的进一步发展，微机监控技术也越来越成熟，并且在发电厂得到推广，微机监控的优势在于使用过程中可以使电气控制进入到DCS系统中，这能够极大提高控制系统的自动化水平，为实现电力高效生产提供帮助。

(三)信号与测量系统。发电厂的中央信号系统是全厂信号的核心部分，在现有的控制系统中，既存在传统使用冲击继电器实现的可重复动作，能够手动与自动控制共存的中央和信号系统，也有使用微机闪光报警系统组成的中央信号系统。使用传统冲击继电器组成的中央信号系统，在以往的发电厂控制中比较常见，然而随着电力建设的不断推进，其缺点也逐渐暴露出来，比如系统存在报警信号单一、可靠性差、使用寿命短与消耗功率大等缺点，因而中央信号系统逐渐被微机闪光型报警器取代，新型中央信号系统的信号数量在原理上不受限制，且技术含量高，外观美观。

二、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。

三、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。

四、自动装置

为了保证火力发电的正常进行，减轻操作人员的工作强度，应不断提高电气控制自动化水平，比如在备用电源中加入自动投入装置，根据发电的实际情况，进行自动重合阀操作。现有的控制系统设计中，自动重合阀装置均使用微机型，能够满足大型火力发电厂安全运行的基本需求，这也是保障电力高效生产的基础。

五、结语

总之，火力发电厂作为我国电力生产的主要阵地，为了保证电力供应持续稳定进行，一定要做好电气控制系统相关设计，选择最经济、最可靠的系统设计方案，实现电气控制高效、可靠运作。

参考文献：

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［6］杨钦，李金柱．火力发电厂电气控制系统设计及探讨［J］．通讯世界，2016，9:151～152

作者:张剑冰 张晓云 单位:中国核电工程有限公司河北分公司