鄧安付

摘要：隨著社會的發(fā)展與進步，人們的用電要求越來越高，火力發(fā)電廠的技術要求也越來越高，技術高度變得越來越密集。自改革開放以后，我國的火力發(fā)電廠的電氣控制系統(tǒng)實現(xiàn)了從簡單分散控制系統(tǒng)到微機控制全過程的過渡，而工業(yè)以及生活用電的要求，也逐漸將競爭機制作為電力行業(yè)發(fā)展的主要手段。文章對火力發(fā)電廠電氣二次系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀進行分析，并觀察研究火力發(fā)電廠中的控制、測量以及信號系統(tǒng)、電動控制、直流操作電源系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。

關鍵詞：火力發(fā)電廠；電氣二次系統(tǒng)；用電需求；單元機組；電動機控制；電力行業(yè)

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）05-0132-03

由于我國地大物博、人口眾多，人們生活以及工廠使用的能源資源也比較多，因此火力發(fā)電廠面臨的壓力也越來越大，由此高密集型的技術要求成為火力發(fā)電廠的發(fā)展方向。在50年的發(fā)展過程中，我國的火力發(fā)電廠經(jīng)歷了從簡單分散控制系統(tǒng)到微機控制系統(tǒng)的重要改革。電氣二次系統(tǒng)是由安全自動控制、調(diào)度自動化、系統(tǒng)通訊、DCS自動控制系統(tǒng)、繼電保護等部分組成，其對于火力發(fā)電廠的電力系統(tǒng)具有十分重要的作用與意義，因此在現(xiàn)階段，只有了解我國火力發(fā)電廠二次系統(tǒng)的現(xiàn)狀，找準發(fā)展方向，才能夠促進火力發(fā)電廠的發(fā)展，滿足工業(yè)和人民生活的用電需求。

1 火力發(fā)電廠二次系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著社會的發(fā)展與進步，我國的火力發(fā)電廠對技術的要求越來越高，然而其中電氣控制系統(tǒng)中存在的問題卻阻礙了火力發(fā)電廠的發(fā)展與進步，因此必須予以解決。

1.1 單元機組中各機件控制水平不協(xié)調(diào)

在單元機組中，發(fā)電機/變壓器組、鍋爐、氣機等控制水平存在著矛盾性以及不協(xié)調(diào)性等特點，大多數(shù)電廠在值班問題上沒有實現(xiàn)統(tǒng)一性，二次系統(tǒng)的運行人員過多，不利于自動化水平的實現(xiàn)，阻礙了其發(fā)展。

1.2 技術水平落后

由于控制室占地面積過大，而且網(wǎng)絡控制室與單元機組控制室的分離，使其技術操作受到很大程度的限制，增加了系統(tǒng)運行中的電纜用量，增加了工程負擔量。

1.3 自動化水平落后

自2000年起，我國示范電廠便提出了電氣自動化的設計目標以及原則，然而在實際運行過程中，還是與國際先進技術存在著一定的差距。

在社會的發(fā)展過程中，只有對單元機組控制中心進行進一步的技術要求，使其縮小控制室的面積，使控制中心實現(xiàn)自動化以及智能化，才能夠實現(xiàn)鍋爐、機電等統(tǒng)一性的值班條件。

針對我國火力發(fā)電廠的現(xiàn)狀而言，解決其功能分散以及物理分散也是其中的一個目標，因此只有提高整個火力發(fā)電廠的綜合自動化水平，才能夠使全廠逐步實現(xiàn)信息系統(tǒng)網(wǎng)絡化以及監(jiān)控的網(wǎng)絡化。

由于二次系統(tǒng)是電力系統(tǒng)中的重要組成部分，因此需要提高其相關技術水平，保證一次系統(tǒng)與人的聯(lián)系監(jiān)視、控制水平提高，保證系統(tǒng)性能的安全性，爭取滿足我國火力發(fā)電廠電力系統(tǒng)的需求，提高其經(jīng)濟性能。

2 火力發(fā)電廠中的控制、測量以及信號

系統(tǒng)

2.1 按照控制地點劃分的火力發(fā)電廠的控制方式

主控制室以及單元控制室均為按照控制地點劃分的火力發(fā)電廠的控制方式。單元控制室有兩種類型，分別為獨立單元控制室和網(wǎng)絡控制室（包含網(wǎng)絡控制的單元控制室）。一般情況下來說，火力發(fā)電廠的控制方式選擇由單機容量決定，當單機容量≤100MV時，主控制室為火力發(fā)電廠的控制方式，當單機容量>200MV時，單元控制室為火力發(fā)電廠的控制方式。

目前在我國西部電網(wǎng)的建設中，已有部分地區(qū)的電廠采用單機一控制室或者兩機一控制室的方案。采用這種方案對于火力發(fā)電廠的發(fā)展來說既有優(yōu)點又有缺點。

單機一控制室的優(yōu)點：采用這種方案能夠保證控制室的寬敞性，有利于機器的無干擾運行，有利于迅速排除機械故障，具有安裝—運行—操作—監(jiān)視—測量—調(diào)試—保護單元一體性的特點。然而其也具有管理分散、運行過程中聯(lián)系困難、人員冗雜等缺點。

兩機一控制室的優(yōu)點：兩機一控制室彌補了單機一控制室的不足，解決了兩地控制問題，便于接線，提高了操作速度，解決了火力發(fā)電廠運行人員過多的問題。然而由于兩臺機器存在干擾性，因此在操作—運行的過程中不利于單機運行。

依據(jù)我國目前的發(fā)展現(xiàn)狀而言，兩機一控制室為最優(yōu)應用方案，其中含網(wǎng)絡控制的單元控制室的存在減少了火力發(fā)電廠的占地面積，提高了工作人員的工作效率，有利于經(jīng)濟的發(fā)展與進步。

2.2 火力發(fā)電廠的三種控制方式

微機控制方式、弱電選線控制方式以及強電一對一控制方式為火力發(fā)電廠的三種控制方式。在操作的過程中，操作的可靠性成為火力發(fā)電廠發(fā)展的重要特性。由于強電參數(shù)存在于大部分斷路器的操作機構中，如果通過強弱電轉換環(huán)節(jié)進行弱電的轉換則提高了操作的難度以及不利于保證操作過程中的可靠性，因此，在大中型的火力發(fā)電廠中，強電控制方式是其主要控制方式。隨著社會的發(fā)展與進步，微機控制方式因其具有技術性以及一體化、自動化操作性等特點，逐漸為火力發(fā)電廠所應用，符合時代的要求以及技術發(fā)展需求。

在我國西部電網(wǎng)的應用過程中，部分電廠應用了強電一對一控制方式以及微機控制方式，其方案設計遵照我國火力發(fā)電廠的標準進行規(guī)劃設計。

2.3 信號和測量系統(tǒng)

整個火力發(fā)電廠的核心為中心信號系統(tǒng)，傳統(tǒng)的中央信號能夠實現(xiàn)手動以及自動的重復復歸，其主要由光字牌以及沖擊繼電器組成。隨著時代的發(fā)展與進步，傳統(tǒng)中央信號系統(tǒng)的缺點逐漸顯露出來，例如沒有復雜的報警信號，以致對報警信號的種類無法分辨、記憶性差、可靠性低、消耗功率大，由于其發(fā)熱問題嚴重，容易造成不必要的機器故障。因此，微機型閃光報警器解決了傳統(tǒng)中央信號系統(tǒng)的不足，不僅擁有了較高的技術含量，也提高了技術操作的速率，使其外形大方美觀，具有多功能性，有利于我國火力發(fā)電廠的發(fā)展與

進步。

目前我國大部分火力發(fā)電廠皆采用了微機監(jiān)控方式，優(yōu)化了中心信號系統(tǒng)，提高了其功能和性能。

3 火力發(fā)電廠的電動機控制

火力發(fā)電廠不僅存在鍋爐電機以及汽機，也擁有很多輔助系統(tǒng)，其中除灰系統(tǒng)、水工系統(tǒng)、輸煤系統(tǒng)以及化學水系統(tǒng)均為輔助系統(tǒng)中較為集中的

系統(tǒng)。

自我國西部電網(wǎng)中像豐鎮(zhèn)電廠6×200MV機組、達拉特電廠的1，2號機組采用強電集中控制方式以來，其繼電器組成的邏輯回路不利于電動機的連鎖回路，大大降低了其運行的可靠性，因此采用微機控制系統(tǒng)，簡化了系統(tǒng)的接線，取得了顯著的技術進步。

程序控制、手動控制以及集中控制為輸煤系統(tǒng)控制的三種控制方式，在我國西部大中型火力發(fā)電廠中，大多采用的是集中控制的方式。根據(jù)發(fā)展現(xiàn)狀來看，就地控制的方式耗費大量的人力物力，降低了勞動的強度以及系統(tǒng)性，疏散了各崗位之間的聯(lián)系，不利于設備的安全運行，而集中控制的方式也因其自動化水平較低逐漸為輸煤系統(tǒng)自動化所

取代。

隨著科技的發(fā)展與進步，輸煤程序的控制技術也越來越成熟，為火電廠的發(fā)展提供了大量的借鑒經(jīng)驗，同時也提高了化學水系統(tǒng)以及除灰系統(tǒng)的更新?lián)Q代速度，實現(xiàn)了全廠自動化的技術要求。

4 火力發(fā)電廠直流操作電源系統(tǒng)

火力發(fā)電廠直流操作系統(tǒng)能夠在控制、測量以及信號系統(tǒng)運行的過程中保證直流操作電源的可靠性與安全性。一般情況下，復式整流系統(tǒng)、電容儲能式直流系統(tǒng)以及蓄電池直流系統(tǒng)為提供直流電源的三種系統(tǒng)，目前應用最多的為蓄電池直流系統(tǒng)。

堿性鎘鎳電池、固定型防腐隔爆式蓄電池、閥控制鉛酸蓄電池是蓄電池直流系統(tǒng)的三種類型。在這三種蓄電池中，堿性鎘鎳蓄電池最易安裝且具有無污染、可靠性等特征，然而由于其工藝水平存在缺陷，因此在我國的大中型火力發(fā)電廠中應用極少。閥控式鉛酸蓄電池是近年來應用最為廣泛的一種蓄電池直流系統(tǒng)，由于其具有密封性，因此對環(huán)境不造成威脅，再加上其對于設備沒有腐蝕性，因此防酸問題便得到了解決。這種電池具有優(yōu)良的性能，然而由于發(fā)展較晚，因此在近幾年中才得以

應用。

高頻開關電源、硅整流充電裝置以及微機型充電裝置為鉛酸蓄電池的三種充電設備，硅整流充電裝置以及微機型充電裝置的區(qū)別在于控制器的選擇，其均屬于相控電源，而高頻開關電源則屬于開關電源，這種電源具有高科技要求，是現(xiàn)代科技發(fā)展的產(chǎn)物，因此在應用過程中具有顯著性優(yōu)勢。首先其具有較高的可靠性；其次因其體積小、重量輕，因而方便維護；再次由于其具有較高的功率因數(shù)，因此效率高；最后由于其穩(wěn)壓精度高，因此對于保護設備以及控制設備的運行具有顯著的安全性與可靠性。

因此在我國呼和浩特地區(qū)的部分電廠中，便選用了高頻開關電源作為其充電裝置，提高了火力發(fā)電廠的發(fā)電效率。

5 結語

在我國的火力發(fā)電廠的發(fā)展過程中，自動裝置已成為符合其技術發(fā)展的形勢使然，在現(xiàn)行設計的工程中，微機型逐漸為發(fā)電機自動調(diào)整勵磁裝置以及自動重合閘裝置所采用。在不久的將來，鍋爐系統(tǒng)工況的穩(wěn)定以及火力發(fā)電廠用電的切換時間也會得到技術上的提高。本文通過對火力發(fā)電廠電氣二次系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀進行分析，并觀察研究火力發(fā)電廠中的控制、測量以及信號系統(tǒng)、電動控制、直流操作電源系統(tǒng)的應用，獲取了新的思路，有利于其順應社會發(fā)展的趨勢。

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（責任編輯：文 森）