燃氣電廠(chǎng)電氣控制系統設計要點(diǎn)論文
【摘要】燃氣發(fā)電機組是燃氣電廠(chǎng)中的重要設備之一。電氣控制系統的合理設計能夠有效保障燃氣電廠(chǎng)機組的正常運行。因此，加強電氣控制系統設計的研究能夠促進(jìn)燃氣電廠(chǎng)的良性發(fā)展。本文從燃氣電廠(chǎng)的生產(chǎn)過(guò)程入手，對燃氣電廠(chǎng)電氣控制系統設計要點(diǎn)進(jìn)行分析。
【關(guān)鍵詞】燃氣電廠(chǎng)；電氣控制系統；設計要點(diǎn)
前言
近年來(lái)，我國各個(gè)行業(yè)的電能需求發(fā)生了顯著(zhù)增加，這種現象為燃氣電廠(chǎng)帶來(lái)了一定的壓力。為了保證電能提供的穩定性、安全性，需要將電氣控制系統應用在燃氣電廠(chǎng)中，該系統的作用是能夠保障機組處于正常運行狀態(tài)。在設計電氣控制系統的過(guò)程中，應該充分考慮燃氣電廠(chǎng)的實(shí)際需求。
1燃氣電廠(chǎng)
1。1燃氣電廠(chǎng)的生產(chǎn)過(guò)程
在燃氣電廠(chǎng)中，天然氣等相關(guān)燃料在燃氣輪機中發(fā)生燃燒，這個(gè)過(guò)程會(huì )產(chǎn)生大量的蒸汽，并完成化學(xué)能向內能的轉化。當產(chǎn)生蒸汽達到一定數量之后，蒸汽會(huì )對汽輪機產(chǎn)生推動(dòng)作用，進(jìn)而實(shí)現內能向動(dòng)能的轉化。當上述步驟完成之后，發(fā)電機會(huì )將動(dòng)能轉化為電能，供給人們使用。
1。2燃氣電廠(chǎng)的優(yōu)點(diǎn)
與燃煤電廠(chǎng)相比，燃氣電廠(chǎng)的優(yōu)點(diǎn)主要表現為其生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的污染少。燃氣電廠(chǎng)的發(fā)展有助于可持續發(fā)展目標的實(shí)現。
2燃氣電廠(chǎng)對電氣控制系統的要求
燃氣電廠(chǎng)對電氣控制系統的要求主要集中在實(shí)用性方面，具體要求主要包含以下幾種：
2。1反應速度
為了保證電氣控制系統作用的合理發(fā)揮，需要保證所設計的電氣控制系統具備極快的反應速度。需要將電氣控制系統快速保護功能的實(shí)現時(shí)間控制在100ms以下。
2。2電氣設備
從操作角度來(lái)講，電氣控制設備的信息收集量相對較小，因此其操作程序較為簡(jiǎn)單。但該系統需要對整個(gè)燃氣電廠(chǎng)的機組進(jìn)行控制，這種特點(diǎn)對組成電氣控制系統的電氣設備提出了更高的要求。為了保證電氣控制系統控制功能、保護功能等相關(guān)功能的有效發(fā)揮，需要加強對所應用電氣設備的安全性和可靠性方面的控制。
3電氣控制系統的組成部分
電氣控制系統主要是由以下兩部分組成的：
3。1網(wǎng)絡(luò )結構
網(wǎng)絡(luò )結構的存在能夠實(shí)現燃氣電廠(chǎng)相關(guān)信息的實(shí)時(shí)監控。網(wǎng)絡(luò )結構主要包含以下兩部分：3。1。1實(shí)時(shí)監控網(wǎng)該部分主要是由電器網(wǎng)絡(luò )監控系統網(wǎng)等組成的。在燃氣電廠(chǎng)中，這種網(wǎng)絡(luò )結構的作用是為電氣控制系統捕捉相關(guān)設備控制信息。3。1。2廠(chǎng)級監控信息網(wǎng)就廠(chǎng)級監控信息網(wǎng)而言，它的作用是完成對燃氣電廠(chǎng)在生產(chǎn)活動(dòng)中產(chǎn)生相關(guān)信息的儲存和分析。該網(wǎng)絡(luò )結構的作用使得其應該具有一定數量的通信接口。在實(shí)際應用過(guò)程中，當生產(chǎn)活動(dòng)發(fā)生后，廠(chǎng)級監控信息網(wǎng)需要將其所收集和處理的信息分別傳送至相應的機組控制系統中，進(jìn)而實(shí)現合理的控制作用。
3。2相關(guān)硬件設備
就我國目前的燃氣電廠(chǎng)機組特點(diǎn)而言，單元制機組較為常見(jiàn)。根據燃氣電廠(chǎng)生產(chǎn)活動(dòng)的特點(diǎn)，電氣控制系統的硬件設備應該包含汽機———燃機控制系統以及分散控制系統。在這些硬件設備之間，運用一定數量的通信和硬接線(xiàn)進(jìn)行連接，進(jìn)而實(shí)現不同系統之間信息的有效傳輸。
4燃氣電廠(chǎng)電氣控制系統設計要點(diǎn)
燃氣電廠(chǎng)電氣控制系統的設計要點(diǎn)主要包含以下幾種：
4。1燃氣電廠(chǎng)電源系統模塊設計
該模塊主要包含以下兩部分設計要點(diǎn)：4。1。1燃氣電廠(chǎng)用電源系統燃氣電廠(chǎng)用電源系統是電氣控制系統中的基礎部分。為了保證通過(guò)該系統的設計使電氣控制系統產(chǎn)生良好的控制功能，需要應用事故保安電源系統、6kV廠(chǎng)用電源系統以及380V廠(chǎng)用電源系統組成整個(gè)燃氣電廠(chǎng)用電源系統。其中，事故保安電源系統的`作用是保證燃氣電廠(chǎng)機組的運行安全。由于該系統的重要作用，需要將該系統控制在熱備用狀態(tài)中，便于燃氣電廠(chǎng)相關(guān)人員對該系統的快速啟用。就6kV廠(chǎng)用電源而言，其手動(dòng)合閘指令是通過(guò)鍵盤(pán)進(jìn)行傳遞的。當該指令發(fā)出后，鍵盤(pán)會(huì )將其傳遞至快切裝置中，當系統判斷結果顯示滿(mǎn)足通氣條件時(shí)，該指令才會(huì )被執行。在指令執行的同時(shí)，信號會(huì )被顯示在屏幕中。380V電源系統中包含多臺機組，每臺機組都包含兩段保安母線(xiàn)。保安電源、工作電源以及備用電源是保安母線(xiàn)的主要組成部分。其中，保安電源的供電對象主要是指UPS系統等。該部分設計的合理性直接對電氣控制系統的功能產(chǎn)生影響，因此需要對所有組成部分的設計和應用加以重視。4。1。2燃氣電廠(chǎng)用電源的切換裝置人們用電量的增加對燃氣電廠(chǎng)的電能供應提出了更高的要求。為了保證高壓廠(chǎng)用電源的連續、穩定、安全供電，需要將廠(chǎng)用電源切換裝置融入電氣控制系統中。在安裝該裝置的過(guò)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(huì )對其他設備的運行產(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中工作電源位置的進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)周?chē)�。該裝置具有一定的獨立性特點(diǎn)，為了保證該裝置的正常運行，需要利用硬接線(xiàn)實(shí)現廠(chǎng)用電源切換裝置與電氣控制系統之間的有效信息傳輸]。
4。2燃氣電廠(chǎng)電源系統控制模塊設計
就燃氣電廠(chǎng)的運營(yíng)特點(diǎn)而言，對電源系統進(jìn)行控制具有一定的必要性。在該設計要點(diǎn)中，組成部分主要包含以下幾種：4。2。1UPS不停電電源系統UPS不停電電源系統是電源控制系統中的重要組成部分。該系統中主要包含靜態(tài)開(kāi)關(guān)、逆變器以及整流器。在燃氣電廠(chǎng)中，UPS系統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直流電源系統在我國目前的燃氣電廠(chǎng)中，常見(jiàn)的直流電源系統主要包含DC220V和DC110V。就DC220V直流電源系統而言，該系統是由三組整流器和一組直流母線(xiàn)組成的。交流保安段負責為該系統中的整流器提供電源；為了保證直流母線(xiàn)作用的正常發(fā)揮，需要在不同的直流母線(xiàn)之間加設一定數量的聯(lián)絡(luò )切換開(kāi)關(guān)。就DC110V系統而言，其中包含兩組母線(xiàn)、整流器以及蓄電池組。為了保證不同母線(xiàn)之間能夠進(jìn)行有效聯(lián)系，需要設置一定數量的網(wǎng)絡(luò )開(kāi)關(guān)。直流電源系統的作用對象主要是事故照明等燃氣電廠(chǎng)中的常見(jiàn)負荷，該系統需要對這些常見(jiàn)負荷進(jìn)行合理的控制和保護[5]。4。2。3保安段電源系統機組廠(chǎng)用電故障會(huì )為燃氣電廠(chǎng)帶來(lái)一定的經(jīng)濟損失。為了保證電能的正常供應，需要將保安段電源系統加入電氣控制系統設計要點(diǎn)中。在燃氣電廠(chǎng)機組的正常運行過(guò)程中，當發(fā)生用電故障時(shí)，保安段電源系統會(huì )對直流電源系統等進(jìn)行有效控制和保護，進(jìn)而實(shí)現機組的正常運行。除此之外，機組廠(chǎng)用電斷故障的發(fā)生頻率相對較高，電氣控制系統的應用可以有效降低其發(fā)生概率。對此，應用電氣控制系統之后，當燃氣電廠(chǎng)機組廠(chǎng)用電再次發(fā)生斷開(kāi)故障時(shí)，保安段電源系統通過(guò)自身功能的發(fā)揮可以實(shí)現柴油發(fā)電機組的快速啟動(dòng)，進(jìn)而保證供電的連續性、安全性。
4。3燃氣電廠(chǎng)發(fā)電機和變壓器組系統模塊設計
該模塊包含的元件數量較多、種類(lèi)較為復雜，這種特點(diǎn)為電氣控制系統的設計帶來(lái)了一定的難度。為了保證電氣控制系統設計的合理性，需要運用機島控制系統對發(fā)電機進(jìn)行控制。在這種控制方式中，可以在在線(xiàn)控制系統與信號源以及發(fā)電機保護系統等相關(guān)控制模塊之間建立有效的連接。發(fā)電機的實(shí)際運行狀態(tài)監控主要是通過(guò)DCS系統完成的。
5結論
電氣控制系統的作用主要是對燃氣電廠(chǎng)機組進(jìn)行有效保護和控制。根據燃氣電廠(chǎng)生產(chǎn)活動(dòng)的特點(diǎn)，可以將電氣控制系統的設計要點(diǎn)集中在燃氣電廠(chǎng)用電源系統、電源切換裝置以及保安段直流電源系統等方面。在設計電氣控制系統的過(guò)程中，應該注重所使用電氣設備的安全性、以及反應速度的快速性等要求。
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