【摘要】 在現(xiàn)階段的裝備制造領(lǐng)域中，燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)是最先進(jìn)的技術(shù)，該技術(shù)的原料以天然氣為主，具有投資成本不高、供電效率高、占地面積不大、節(jié)約水資源、環(huán)保性能較好以及建設(shè)周期不長(zhǎng)等特點(diǎn)。但是現(xiàn)階段掌握重型燃機(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)和制造技術(shù)的企業(yè)還比較少，而我國(guó)的相關(guān)產(chǎn)品則主要依靠進(jìn)口。隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，燃?xì)怆姀S開始正式投產(chǎn)發(fā)電，所以研究分析燃?xì)怆姀S的電氣控制系統(tǒng)對(duì)于實(shí)現(xiàn)燃機(jī)國(guó)產(chǎn)化具有非常重要的意義。

【關(guān)鍵詞】 燃?xì)怆姀S 電氣控制系統(tǒng) 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

燃機(jī)電廠的電氣部分和常規(guī)機(jī)組的燃煤機(jī)組相比具有自身的特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在勵(lì)磁控制、發(fā)電機(jī)控制與機(jī)組控制系統(tǒng)一體化、9F型機(jī)組基本上都是采用的變頻啟動(dòng)系統(tǒng)等。對(duì)9F機(jī)組的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，可以讓9F機(jī)組的運(yùn)行保持穩(wěn)定和安全，同時(shí)也可以讓我國(guó)第二捆聯(lián)合循環(huán)電池的安裝調(diào)試質(zhì)量得到有效提升。所以要想讓燃機(jī)電廠的電氣自動(dòng)化水平得到有效提升，首先就應(yīng)該要了解和掌握9F型燃機(jī)的電氣控制系統(tǒng)，而且也能為燃機(jī)的國(guó)產(chǎn)化提高有效的理論依據(jù)和實(shí)踐依據(jù)。

一、燃?xì)怆姀S電氣控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

燃?xì)怆姀S的電氣控制系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，控制的對(duì)象和信息采集量少，在操作頻率上也不高。但是必須具備可靠的運(yùn)行電氣設(shè)備，這是因?yàn)槿魏蔚氖韬龌蛘咝∈д`都會(huì)造成嚴(yán)重的后果。電氣控制系統(tǒng)要求相對(duì)快速的反應(yīng)速度，對(duì)抗干擾的要求也較高，快速保護(hù)的出口必須保證在幾十毫秒內(nèi)。電氣控制系統(tǒng)的主要任務(wù)是采集數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)和順序控制，這就要求相互的設(shè)備之間要有簡(jiǎn)單的聯(lián)鎖保護(hù)。而因聯(lián)鎖的保護(hù)比較多，當(dāng)某一設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，可能影響的范圍很大。電氣設(shè)備本身存在復(fù)雜的操作機(jī)構(gòu)，當(dāng)系統(tǒng)控制和處理的信息量過大時(shí)，系統(tǒng)更為復(fù)雜，只能以控制過程為主。在電氣控制系統(tǒng)的操作上，不僅僅要滿足機(jī)組的運(yùn)行狀況，還要與電網(wǎng)關(guān)聯(lián)，需同時(shí)滿足兩者的共同需求。

二、燃?xì)怆姀S電氣控制系統(tǒng)的構(gòu)成

2.1硬件設(shè)備

大部分燃機(jī)都是單元制機(jī)組，采用機(jī)、爐和電的集中控制方式。每一套機(jī)組都有一套分散控制系統(tǒng)、燃機(jī)—汽機(jī)控制系統(tǒng)，燃機(jī)—汽機(jī)控制系統(tǒng)是隨機(jī)設(shè)備配置的，通過少量硬接線和通信將燃機(jī)——汽機(jī)控制系統(tǒng)與分散控制系統(tǒng)連接，最終形成一個(gè)完善的控制系統(tǒng)。在控制變壓器組、余熱鍋爐、汽機(jī)旁路以及電氣廠用電時(shí)，往往都是通過分散控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的，而循環(huán)水系統(tǒng)則是采用遠(yuǎn)程I/O。分散控制系統(tǒng)和廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)是雙向數(shù)據(jù)通訊。

2，2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

燃?xì)怆姀S的電氣控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)總體可以分成廠級(jí)監(jiān)控信息網(wǎng)和實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)。廠級(jí)監(jiān)控信息網(wǎng)是生產(chǎn)過程中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息的處理和保存中心。同時(shí)，廠級(jí)監(jiān)控信息網(wǎng)為各個(gè)機(jī)組控制系統(tǒng)都留有通信接口，在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，接口計(jì)算機(jī)將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)綇S級(jí)監(jiān)控信息網(wǎng)中，從而實(shí)現(xiàn)雙向的數(shù)據(jù)通訊。另外通過隔離設(shè)備廠級(jí)監(jiān)控信息網(wǎng)也可以和上級(jí)MIS網(wǎng)連接，從而實(shí)現(xiàn)廠級(jí)監(jiān)控信息網(wǎng)向MIS的單向數(shù)據(jù)傳輸。實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)是由水務(wù)管理系統(tǒng)網(wǎng)、單元機(jī)組控制網(wǎng)和電器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)組成。

三、燃?xì)怆姀S電氣控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

3.1廠用電源系統(tǒng)

廠用電源系統(tǒng)主要包括6KV廠用電源系統(tǒng)、380V廠用電源系統(tǒng)以及事故保安電源系統(tǒng)。6KV廠用電源系統(tǒng)在實(shí)際的運(yùn)行中，可以實(shí)現(xiàn)雙向的軟手操切換，切換時(shí)可以選擇同時(shí)切換或者并聯(lián)切換，手動(dòng)合閘的指令是由ECSLCD/鍵盤傳遞給快切裝置，滿足通氣條件，同時(shí)在LCD上會(huì)顯示信號(hào)。只有在廠用變壓器沒有出現(xiàn)故障，以及上述量保持在正常范圍內(nèi)時(shí)，才能進(jìn)行手動(dòng)合閘，否則合閘就會(huì)閉鎖。對(duì)于380V廠用電源系統(tǒng)來講，每一臺(tái)機(jī)組上都有兩段保安母線，每一段保安母線分別設(shè)置有一路工作電源、備用電源和保安電源，工作電源分別來自本機(jī)組的工作段。而備用電源則來自另外一段工作段。保安段主要是負(fù)責(zé)向直流系統(tǒng)、整流器電源、主潤(rùn)滑油泵、熱控電源、DCS電源以及UPS電源供電。事故保安電源主要就是為了讓機(jī)組的安全得到保證，事故保安電源一直處在熱備用狀態(tài)，可以隨時(shí)開啟使用和運(yùn)行。

3.2變壓器和發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)

發(fā)電機(jī)的控制通過機(jī)島控制系統(tǒng)得以完成。隨著配套發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)、保護(hù)和燃機(jī)啟動(dòng)的信號(hào)接入機(jī)島控制系統(tǒng)并控制，自動(dòng)同期校準(zhǔn)由機(jī)島控制系統(tǒng)完成。電氣控制系統(tǒng)通過硬件與機(jī)島控制系統(tǒng)的接口同期接入，與其進(jìn)行電氣信息的交換。主變220KV的側(cè)開關(guān)和發(fā)電機(jī)出口的開關(guān)都可以自行同期，如果將主變220KV的側(cè)開關(guān)設(shè)為同期點(diǎn)，就需要電氣控制系統(tǒng)向機(jī)島控制系統(tǒng)發(fā)出請(qǐng)求命令，機(jī)島控制系統(tǒng)才能發(fā)出第二個(gè)同期信號(hào)。

3.3廠用電源的切換裝置

廠用電源切換裝置主要是為了讓高壓廠用電源的供電能保持連續(xù)性、可靠性和安全性。廠用電源切換裝置是設(shè)置在高壓廠用電源系統(tǒng)的備用電源和工作電源的進(jìn)線開關(guān)處。廠用電源切換裝置獨(dú)立于ECS，通過硬接線和ECS進(jìn)行信息之間的交換。

3.4直流電源的保護(hù)系統(tǒng)

大部分燃?xì)怆姀S的主廠房直流電源系統(tǒng)可以分成兩種等級(jí)：DC110V和DC220V。其主要作用就是對(duì)直流油泵、UPS電源、事故照明等負(fù)荷進(jìn)行保護(hù)、控制。每臺(tái)機(jī)組的DC110V直流電源保護(hù)系統(tǒng)是由兩組母線組成，用網(wǎng)絡(luò)開關(guān)來進(jìn)行聯(lián)系，同時(shí)分別設(shè)置蓄電池組和整流器。每臺(tái)機(jī)組的DC110V直流電源保護(hù)系統(tǒng)在實(shí)際的運(yùn)行中都是獨(dú)立的。DC220V直流電源保護(hù)系統(tǒng)則設(shè)置一組直流母線，機(jī)組的直流母線之間需要設(shè)置聯(lián)絡(luò)切換開關(guān)，該系統(tǒng)的整流器一共有三組，而整流器的電源則來自交流保安段。

3.5保安段電源控制

如果機(jī)組廠用電出現(xiàn)了比較嚴(yán)重的故障，采用保安段電源控制就可以讓直流系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的硅整流器、重要的大容量事故負(fù)荷不會(huì)出現(xiàn)停電的情況。在機(jī)組廠用電斷開時(shí)，采用保安段電源控制就可以讓柴油發(fā)電機(jī)組快速啟動(dòng)，從而對(duì)保安段負(fù)荷進(jìn)行連續(xù)的供電。

3.6 UPS不停電系統(tǒng)

UPS不停電系統(tǒng)由逆變器、整流器以及靜態(tài)開關(guān)組成，它可以為負(fù)荷提供連續(xù)的交流電源。在實(shí)際的運(yùn)行過程中，主要是通過逆變器和整流器向負(fù)荷供電，而逆變器的控制單元?jiǎng)t可以讓電壓輸出的頻率和波形更加穩(wěn)定、準(zhǔn)確。UPS不停電系統(tǒng)的電源主要包括直流電源、交流主電源以及旁路電源，380V保安段的交流主回路主要負(fù)責(zé)向整流器供電，而整流器或者DC220V直流系統(tǒng)所提供的直流電源則主要負(fù)責(zé)向逆變器供電。UPS不停電系統(tǒng)的旁路電源分成靜態(tài)開關(guān)控制的旁路電源以及不經(jīng)過靜態(tài)開關(guān)控制的手動(dòng)旁路。UPS不停電系統(tǒng)在實(shí)際的運(yùn)行過程中主要是通過交流主回路進(jìn)行供電。

四、結(jié)束語

通過對(duì)燃?xì)怆姀S的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析可知，燃?xì)怆姀S的電氣控制系統(tǒng)應(yīng)該要具有一個(gè)合理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這樣才能保證電廠的運(yùn)行可靠性和安全性，同時(shí)才能有效實(shí)現(xiàn)其他重要控制功能。而對(duì)發(fā)變組、廠用電、直流電源以及保安電源等進(jìn)行合理和科學(xué)的設(shè)計(jì)，才能讓用戶的實(shí)際生產(chǎn)需求得到有效滿足。

作者簡(jiǎn)介：祁世華 男 1964年10月18 內(nèi)蒙古蘇里格燃?xì)獍l(fā)電有限責(zé)任公司

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