燃氣電廠電氣控制系統(tǒng)設(shè)計要點論文
【摘要】燃氣發(fā)電機組是燃氣電廠中的重要設(shè)備之一。電氣控制系統(tǒng)的合理設(shè)計能夠有效保障燃氣電廠機組的正常運行。因此，加強電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的研究能夠促進燃氣電廠的良性發(fā)展。本文從燃氣電廠的生產(chǎn)過程入手，對燃氣電廠電氣控制系統(tǒng)設(shè)計要點進行分析。
【關(guān)鍵詞】燃氣電廠；電氣控制系統(tǒng)；設(shè)計要點
前言
近年來，我國各個行業(yè)的電能需求發(fā)生了顯著增加，這種現(xiàn)象為燃氣電廠帶來了一定的壓力。為了保證電能提供的穩(wěn)定性、安全性，需要將電氣控制系統(tǒng)應(yīng)用在燃氣電廠中，該系統(tǒng)的作用是能夠保障機組處于正常運行狀態(tài)。在設(shè)計電氣控制系統(tǒng)的過程中，應(yīng)該充分考慮燃氣電廠的實際需求。
1燃氣電廠
1。1燃氣電廠的生產(chǎn)過程
在燃氣電廠中，天然氣等相關(guān)燃料在燃氣輪機中發(fā)生燃燒，這個過程會產(chǎn)生大量的蒸汽，并完成化學(xué)能向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化。當產(chǎn)生蒸汽達到一定數(shù)量之后，蒸汽會對汽輪機產(chǎn)生推動作用，進而實現(xiàn)內(nèi)能向動能的轉(zhuǎn)化。當上述步驟完成之后，發(fā)電機會將動能轉(zhuǎn)化為電能，供給人們使用。
1。2燃氣電廠的優(yōu)點
與燃煤電廠相比，燃氣電廠的優(yōu)點主要表現(xiàn)為其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染少。燃氣電廠的發(fā)展有助于可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)。
2燃氣電廠對電氣控制系統(tǒng)的要求
燃氣電廠對電氣控制系統(tǒng)的要求主要集中在實用性方面，具體要求主要包含以下幾種：
2。1反應(yīng)速度
為了保證電氣控制系統(tǒng)作用的合理發(fā)揮，需要保證所設(shè)計的電氣控制系統(tǒng)具備極快的反應(yīng)速度。需要將電氣控制系統(tǒng)快速保護功能的實現(xiàn)時間控制在100ms以下。
2。2電氣設(shè)備
從操作角度來講，電氣控制設(shè)備的信息收集量相對較小，因此其操作程序較為簡單。但該系統(tǒng)需要對整個燃氣電廠的機組進行控制，這種特點對組成電氣控制系統(tǒng)的電氣設(shè)備提出了更高的要求。為了保證電氣控制系統(tǒng)控制功能、保護功能等相關(guān)功能的有效發(fā)揮，需要加強對所應(yīng)用電氣設(shè)備的安全性和可靠性方面的控制。
3電氣控制系統(tǒng)的組成部分
電氣控制系統(tǒng)主要是由以下兩部分組成的：
3。1網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的存在能夠?qū)崿F(xiàn)燃氣電廠相關(guān)信息的實時監(jiān)控。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要包含以下兩部分：3。1。1實時監(jiān)控網(wǎng)該部分主要是由電器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)等組成的。在燃氣電廠中，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的作用是為電氣控制系統(tǒng)捕捉相關(guān)設(shè)備控制信息。3。1。2廠級監(jiān)控信息網(wǎng)就廠級監(jiān)控信息網(wǎng)而言，它的作用是完成對燃氣電廠在生產(chǎn)活動中產(chǎn)生相關(guān)信息的儲存和分析。該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的作用使得其應(yīng)該具有一定數(shù)量的通信接口。在實際應(yīng)用過程中，當生產(chǎn)活動發(fā)生后，廠級監(jiān)控信息網(wǎng)需要將其所收集和處理的信息分別傳送至相應(yīng)的機組控制系統(tǒng)中，進而實現(xiàn)合理的控制作用。
3。2相關(guān)硬件設(shè)備
就我國目前的燃氣電廠機組特點而言，單元制機組較為常見。根據(jù)燃氣電廠生產(chǎn)活動的特點，電氣控制系統(tǒng)的硬件設(shè)備應(yīng)該包含汽機———燃機控制系統(tǒng)以及分散控制系統(tǒng)。在這些硬件設(shè)備之間，運用一定數(shù)量的通信和硬接線進行連接，進而實現(xiàn)不同系統(tǒng)之間信息的有效傳輸。
4燃氣電廠電氣控制系統(tǒng)設(shè)計要點
燃氣電廠電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計要點主要包含以下幾種：
4。1燃氣電廠電源系統(tǒng)模塊設(shè)計
該模塊主要包含以下兩部分設(shè)計要點：4。1。1燃氣電廠用電源系統(tǒng)燃氣電廠用電源系統(tǒng)是電氣控制系統(tǒng)中的基礎(chǔ)部分。為了保證通過該系統(tǒng)的設(shè)計使電氣控制系統(tǒng)產(chǎn)生良好的控制功能，需要應(yīng)用事故保安電源系統(tǒng)、6kV廠用電源系統(tǒng)以及380V廠用電源系統(tǒng)組成整個燃氣電廠用電源系統(tǒng)。其中，事故保安電源系統(tǒng)的`作用是保證燃氣電廠機組的運行安全。由于該系統(tǒng)的重要作用，需要將該系統(tǒng)控制在熱備用狀態(tài)中，便于燃氣電廠相關(guān)人員對該系統(tǒng)的快速啟用。就6kV廠用電源而言，其手動合閘指令是通過鍵盤進行傳遞的。當該指令發(fā)出后，鍵盤會將其傳遞至快切裝置中，當系統(tǒng)判斷結(jié)果顯示滿足通氣條件時，該指令才會被執(zhí)行。在指令執(zhí)行的同時，信號會被顯示在屏幕中。380V電源系統(tǒng)中包含多臺機組，每臺機組都包含兩段保安母線。保安電源、工作電源以及備用電源是保安母線的主要組成部分。其中，保安電源的供電對象主要是指UPS系統(tǒng)等。該部分設(shè)計的合理性直接對電氣控制系統(tǒng)的功能產(chǎn)生影響，因此需要對所有組成部分的設(shè)計和應(yīng)用加以重視。4。1。2燃氣電廠用電源的切換裝置人們用電量的增加對燃氣電廠的電能供應(yīng)提出了更高的要求。為了保證高壓廠用電源的連續(xù)、穩(wěn)定、安全供電，需要將廠用電源切換裝置融入電氣控制系統(tǒng)中。在安裝該裝置的過程中，既要保證裝置切換功能的合理發(fā)揮，還要保證且安裝位置不會對其他設(shè)備的運行產(chǎn)生影響。從綜合角度考慮，可以將該切換裝置安裝在高壓電源系統(tǒng)中工作電源位置的進線開關(guān)周圍。該裝置具有一定的獨立性特點，為了保證該裝置的正常運行，需要利用硬接線實現(xiàn)廠用電源切換裝置與電氣控制系統(tǒng)之間的有效信息傳輸]。
4。2燃氣電廠電源系統(tǒng)控制模塊設(shè)計
就燃氣電廠的運營特點而言，對電源系統(tǒng)進行控制具有一定的必要性。在該設(shè)計要點中，組成部分主要包含以下幾種：4。2。1UPS不停電電源系統(tǒng)UPS不停電電源系統(tǒng)是電源控制系統(tǒng)中的重要組成部分。該系統(tǒng)中主要包含靜態(tài)開關(guān)、逆變器以及整流器。在燃氣電廠中，UPS系統(tǒng)可以不間斷為其提供交流電源。其中，逆變器的作用主要是保證電壓波形的穩(wěn)定，逆變器和整流器的作用是完成電能的提供。4。2。2直流電源系統(tǒng)在我國目前的燃氣電廠中，常見的直流電源系統(tǒng)主要包含DC220V和DC110V。就DC220V直流電源系統(tǒng)而言，該系統(tǒng)是由三組整流器和一組直流母線組成的。交流保安段負責為該系統(tǒng)中的整流器提供電源；為了保證直流母線作用的正常發(fā)揮，需要在不同的直流母線之間加設(shè)一定數(shù)量的聯(lián)絡(luò)切換開關(guān)。就DC110V系統(tǒng)而言，其中包含兩組母線、整流器以及蓄電池組。為了保證不同母線之間能夠進行有效聯(lián)系，需要設(shè)置一定數(shù)量的網(wǎng)絡(luò)開關(guān)。直流電源系統(tǒng)的作用對象主要是事故照明等燃氣電廠中的常見負荷，該系統(tǒng)需要對這些常見負荷進行合理的控制和保護[5]。4。2。3保安段電源系統(tǒng)機組廠用電故障會為燃氣電廠帶來一定的經(jīng)濟損失。為了保證電能的正常供應(yīng)，需要將保安段電源系統(tǒng)加入電氣控制系統(tǒng)設(shè)計要點中。在燃氣電廠機組的正常運行過程中，當發(fā)生用電故障時，保安段電源系統(tǒng)會對直流電源系統(tǒng)等進行有效控制和保護，進而實現(xiàn)機組的正常運行。除此之外，機組廠用電斷故障的發(fā)生頻率相對較高，電氣控制系統(tǒng)的應(yīng)用可以有效降低其發(fā)生概率。對此，應(yīng)用電氣控制系統(tǒng)之后，當燃氣電廠機組廠用電再次發(fā)生斷開故障時，保安段電源系統(tǒng)通過自身功能的發(fā)揮可以實現(xiàn)柴油發(fā)電機組的快速啟動，進而保證供電的連續(xù)性、安全性。
4。3燃氣電廠發(fā)電機和變壓器組系統(tǒng)模塊設(shè)計
該模塊包含的元件數(shù)量較多、種類較為復(fù)雜，這種特點為電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計帶來了一定的難度。為了保證電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的合理性，需要運用機島控制系統(tǒng)對發(fā)電機進行控制。在這種控制方式中，可以在在線控制系統(tǒng)與信號源以及發(fā)電機保護系統(tǒng)等相關(guān)控制模塊之間建立有效的連接。發(fā)電機的實際運行狀態(tài)監(jiān)控主要是通過DCS系統(tǒng)完成的。
5結(jié)論
電氣控制系統(tǒng)的作用主要是對燃氣電廠機組進行有效保護和控制。根據(jù)燃氣電廠生產(chǎn)活動的特點，可以將電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計要點集中在燃氣電廠用電源系統(tǒng)、電源切換裝置以及保安段直流電源系統(tǒng)等方面。在設(shè)計電氣控制系統(tǒng)的過程中，應(yīng)該注重所使用電氣設(shè)備的安全性、以及反應(yīng)速度的快速性等要求。
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