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【摘 要】 目前火力发电厂中的电气控制和管理存在一系列的问题，所以加强火力发电厂中的电气控制和管理是电厂管理工作中的重点。在我国快速发展和改变发展方式的关键时期，任何可能阻碍发展的因素都要全面的考虑到，并且采取有效措施解决阻碍我国社会和经济发展的障碍，继而保证我国可以顺利发展早日实现我国现代化建设和全面建成小康社会。鉴于此，本文主要介绍了发电厂电气控制与保护设计等问题，仅供参考。
【关键词】 火电厂；电气；控制；设计
一、电气控制室的选择
目前在发电厂对于电气控制室的选择上，还没有统一的规定，是利用主控室还是单元控制室则需要根据电厂的单机容量、相关经验等来进行选择。这两种形式的电气控制室在运行过程中都有其各自的优缺点。
单机一控：采用单机一控，不仅有利于安装、操作、监视、测量、调试，而且还对单元具有较强的保护性，而且控制室环境较大，环境较好，但还是会存在着两台机公用设备的情况，这样就会造成两地控制、管理分散，需要运行人员多的问题，给运行和管理都带来较大的不便。
两机一控：由于采用此种控制室，两台公用设备在布置上较为集中，不需要进行两地控制，而且接线较为简单，易于操作，不需要较多的值班人员，对电缆所用量少，节约了成本。但对一台设备进行安装、调试、维护和故障处理时，则会给另一台设备带来一定的干扰。
二、电气设备的控制方式
目前，发电厂有强电控制、弱电选线控制及微机监控三种方式对电气设备控制方式。断路器的跳合闸与控制回路的选择有很大关系，目前一般通过强弱电转换装置来实现弱电控制断路器，从而导致接线复杂，可靠性不高。而强电控制则接线简单、运行方便、调试容易、安全可靠，因此，目前很多火电厂基本均采用强电控制方式。随着科学技术的不断发展，微机控制技术也日趋成熟，采用微机监控方式将电气控制纳入DCS系统以提高机组的自动化运行水平，从而达到了炉机电单元统一管理水平。因此，选用哪种控制方式要因情况而异，就安全稳定和机组规模来说，微机控制是大势所趋，也与示范电厂自动化设计原则和目标相符合。
三、机组监控系统的设计
火电厂有大量的辅助系统，主要包括输煤系统，除灰系统，化水系统，水工系统等。输煤系统应人工当场操作监控，可以减少岗位人员，降低工人的劳动强度，从而避免一些不必要的职业病发生，而且会使各岗位联系紧密，这样设备能尽可能的达到合理安全运行。因此这些辅助车间和电力系统，以及远动和网络控制应遵循统一设计原则，统一监控主、备选型，统一设计标准，提高自动化水平，实现全CRT监控，提高运行安全效率和经济效益。要将电气控制系统有效的纳入CCS控制，以做到分散分层布置，一般应配有间隔层、通讯管理层和站控层，并方便与DCS进行通讯信息交流。因此，单元机组监控系统要按功能分散和物理分散的原则进行设计，电子设备间尽可能分散布置，采取小集控室。发电机系统和主厂房的厂用电系统要纳入DCS，提高全厂自动化水平，实现全厂监控和管理信息系统网络化。
四、电气系统的抗干扰问题
元器件的固有噪声、多点接地引起的电位差、分布电容引起的耦合效应和电源系统都会对电气设备的工作产生干扰。还有大功率电气设备和输电线路造成的电磁场及通信发射的无线电波，雷击、温度、湿度等都会对电气系统的安全运行产生干扰。电磁场会干扰变送器的正常工作，导致显示器画面不稳、颜色不纯，破坏计算机的磁盘内存存储内容，造成DCS瘫痪。在电气系统设计中采取消除干扰源，切换干扰传播途经是抗干扰技术中最为有效的办法。将DCS设备与磁场隔离能消除电磁干扰，用铁皮柜将ECS系统屏蔽以增强其抗磁场干扰的能力，用屏蔽电缆传输且要求屏蔽电缆只在机柜一端接地的方法防止线路的传送干扰，用隔离变压器分别使DCS接地与动力强电系统接地相对独立，以消除供电回路中共模干扰，电网进入的高次谐波可用电源低通滤波系统消除。
五、电池的选择
由蓄电池组成的直流系统包括固定型防酸隔爆式蓄电池、阀控式铅酸蓄电池和碱性镉镍电池。普通铅酸蓄电池在现行工程设计中大量选用，在实际应用中也存在许多缺陷，如电池体积偏大，占据较大的蓄电池室，运行中有酸雾逸出污染环境，需设置调酸室和调酸加液设备，运行维护复杂繁琐。碱性镉镍蓄电池虽然安装维护简单、运行可靠，但其制造工艺水平低，且怕碱渗漏，需要定期补液，比普通铅酸蓄电池要贵很多。阀控式铅酸蓄电池不需加酸、加水维护，无酸雾逸出，不污染环境，不腐蚀设备，不需考虑防酸问题。小容量阀控式铅酸蓄电池甚至可以直接装瓶布置于控制室。
六、电气监控系统的硬接线和通信管理层
目前将电气信息接入DCS的最有效方式就是硬接线方式，但在实际生产过程中仍存在很多问题。首先接入的信息量有限，在厂用电回路中还要配置不能自动抄表的电度表，又不能完成事故追憶、录波分析和防误码闭锁等的电气管理维护，而且DCS需要配置大量的变送器、IO卡件、连接电缆，网络接口就可完成电压、电流、电量和保护动作信号的传输，所以硬接线便造成了资源的浪费。通过现场总线和以太网技术可以为火电厂电气系统纳入DCS提供方便，可以提高电厂的自动化水平，可以解决通信信息只监不控的问题，实现电气控制系统与DCS的无缝对接。另外，电气监控系统的各控制装置间往往通信协议不同，从而导致装置之间无法实现信息的直接交互。解决的办法是加入通信主控单元前置机完成通信控制和制约的转换功能，实现不同装置间及装置和DCS、电气主站之间的信息交互。通信主控单元完成信息的接收、发送、规约的转换，将DCS对保护测量控制层的控制命令或电气主站系统的查询及修改定值等命令，向下发至各有关装置，同时将各装置上传信息送至电气主站系统。
七、电气设备安装
安装的过程是工程的开端，由于火电厂电气设备较多，线路复杂，要保证施工过程的科学化进行，在施工材料选择和人员配置方面要合理，防止突发性问题发生，确保电厂工作稳定安全运行。在施工过程中由于电缆接线，开关的端头接地时没有穿过零序电流互器造成除尘工作变、灰库变高压零序保护跳开关的现象，即引出点位于零序互感器上，导致变压器输出的电流不平衡，引发高压保护开关跳闸。在二次接线过程中会出现变压器漏油、差动保护装置误工作、电机引线鼻子发生熔脱引起短路跳闸。为保证电力系统可靠，经济运行，减轻运行人员的劳动强度，发电厂装设各种自动装置。如备用电源自动投入装置，自动重合闸装置，自动准同期装置，发电机自动调整励磁装置等。现行工程设计中，自动重合闸装置及发电机自动调整励磁装置均采用微机型，而对于自动自动准同期装置，以往工程设计中，一般均采用集成电路型装置，可满足大中型火力发电厂安全垢要求，近年来也开始有微机型自动准同期装置问世，微机型自动准同期装置是技术发展的必然趋势，今后工程设计中应有目的有步骤的加以使用。
八、解决火力发电厂电气控制系统问题的策略
1、将单元机组控制中心智能化
要想提高电厂发电效率可以将单元机组的控制中心进一步的智能化和自动化，将控制室缩小，将发电组和厂用电的控制纳入到DCS系统中，使电气控制与锅炉、汽机之间的控制相互协调，为实现单元机组统一值班创造良好的条件。锅炉、汽机和用电监控采用CRT监控，取消统控制盘等后备监控设备的使用。网络控制实现计算机化，同样采用CRT监控，取消网络控制室，同时全部纳入到第一单元控制室。
2、提高全厂自动化作业水平
要想提高电厂发电效率还可以通过提高全厂综合自动化水平，在监控和管理上全部实现网络化。包括水泵房、水处理、输送煤等辅助车间和网络控制要统一设计，同时要统一监控设备的选型，统一设计标准，提高整体系统的运行安全性，提高作业效率，提高作业的经济性，减少厂内值班人员。
九、结束语
综上所述，在我国快速发展和改变发展方式的关键时期，任何可能阻碍发展的因素都要全面的考虑到，并且采取有效措施解决阻碍我国社会和经济发展的障碍，继而保证我国可以顺利发展早日实现我国现代化建设和全面建成小康社会。
参考文献：
[1]孙明初.火力发电厂电气控制和保护设计研究[J].现代商贸工业，2012，18：161-162.
[2]张祥生.浅谈火力发电厂电气控制与保护[J].科技与企业，2014，04：57.
【关键词】 火电厂；电气；控制；设计
一、电气控制室的选择
目前在发电厂对于电气控制室的选择上，还没有统一的规定，是利用主控室还是单元控制室则需要根据电厂的单机容量、相关经验等来进行选择。这两种形式的电气控制室在运行过程中都有其各自的优缺点。
单机一控：采用单机一控，不仅有利于安装、操作、监视、测量、调试，而且还对单元具有较强的保护性，而且控制室环境较大，环境较好，但还是会存在着两台机公用设备的情况，这样就会造成两地控制、管理分散，需要运行人员多的问题，给运行和管理都带来较大的不便。
两机一控：由于采用此种控制室，两台公用设备在布置上较为集中，不需要进行两地控制，而且接线较为简单，易于操作，不需要较多的值班人员，对电缆所用量少，节约了成本。但对一台设备进行安装、调试、维护和故障处理时，则会给另一台设备带来一定的干扰。
二、电气设备的控制方式
目前，发电厂有强电控制、弱电选线控制及微机监控三种方式对电气设备控制方式。断路器的跳合闸与控制回路的选择有很大关系，目前一般通过强弱电转换装置来实现弱电控制断路器，从而导致接线复杂，可靠性不高。而强电控制则接线简单、运行方便、调试容易、安全可靠，因此，目前很多火电厂基本均采用强电控制方式。随着科学技术的不断发展，微机控制技术也日趋成熟，采用微机监控方式将电气控制纳入DCS系统以提高机组的自动化运行水平，从而达到了炉机电单元统一管理水平。因此，选用哪种控制方式要因情况而异，就安全稳定和机组规模来说，微机控制是大势所趋，也与示范电厂自动化设计原则和目标相符合。
三、机组监控系统的设计
火电厂有大量的辅助系统，主要包括输煤系统，除灰系统，化水系统，水工系统等。输煤系统应人工当场操作监控，可以减少岗位人员，降低工人的劳动强度，从而避免一些不必要的职业病发生，而且会使各岗位联系紧密，这样设备能尽可能的达到合理安全运行。因此这些辅助车间和电力系统，以及远动和网络控制应遵循统一设计原则，统一监控主、备选型，统一设计标准，提高自动化水平，实现全CRT监控，提高运行安全效率和经济效益。要将电气控制系统有效的纳入CCS控制，以做到分散分层布置，一般应配有间隔层、通讯管理层和站控层，并方便与DCS进行通讯信息交流。因此，单元机组监控系统要按功能分散和物理分散的原则进行设计，电子设备间尽可能分散布置，采取小集控室。发电机系统和主厂房的厂用电系统要纳入DCS，提高全厂自动化水平，实现全厂监控和管理信息系统网络化。
四、电气系统的抗干扰问题
元器件的固有噪声、多点接地引起的电位差、分布电容引起的耦合效应和电源系统都会对电气设备的工作产生干扰。还有大功率电气设备和输电线路造成的电磁场及通信发射的无线电波，雷击、温度、湿度等都会对电气系统的安全运行产生干扰。电磁场会干扰变送器的正常工作，导致显示器画面不稳、颜色不纯，破坏计算机的磁盘内存存储内容，造成DCS瘫痪。在电气系统设计中采取消除干扰源，切换干扰传播途经是抗干扰技术中最为有效的办法。将DCS设备与磁场隔离能消除电磁干扰，用铁皮柜将ECS系统屏蔽以增强其抗磁场干扰的能力，用屏蔽电缆传输且要求屏蔽电缆只在机柜一端接地的方法防止线路的传送干扰，用隔离变压器分别使DCS接地与动力强电系统接地相对独立，以消除供电回路中共模干扰，电网进入的高次谐波可用电源低通滤波系统消除。
五、电池的选择
由蓄电池组成的直流系统包括固定型防酸隔爆式蓄电池、阀控式铅酸蓄电池和碱性镉镍电池。普通铅酸蓄电池在现行工程设计中大量选用，在实际应用中也存在许多缺陷，如电池体积偏大，占据较大的蓄电池室，运行中有酸雾逸出污染环境，需设置调酸室和调酸加液设备，运行维护复杂繁琐。碱性镉镍蓄电池虽然安装维护简单、运行可靠，但其制造工艺水平低，且怕碱渗漏，需要定期补液，比普通铅酸蓄电池要贵很多。阀控式铅酸蓄电池不需加酸、加水维护，无酸雾逸出，不污染环境，不腐蚀设备，不需考虑防酸问题。小容量阀控式铅酸蓄电池甚至可以直接装瓶布置于控制室。
六、电气监控系统的硬接线和通信管理层
目前将电气信息接入DCS的最有效方式就是硬接线方式，但在实际生产过程中仍存在很多问题。首先接入的信息量有限，在厂用电回路中还要配置不能自动抄表的电度表，又不能完成事故追憶、录波分析和防误码闭锁等的电气管理维护，而且DCS需要配置大量的变送器、IO卡件、连接电缆，网络接口就可完成电压、电流、电量和保护动作信号的传输，所以硬接线便造成了资源的浪费。通过现场总线和以太网技术可以为火电厂电气系统纳入DCS提供方便，可以提高电厂的自动化水平，可以解决通信信息只监不控的问题，实现电气控制系统与DCS的无缝对接。另外，电气监控系统的各控制装置间往往通信协议不同，从而导致装置之间无法实现信息的直接交互。解决的办法是加入通信主控单元前置机完成通信控制和制约的转换功能，实现不同装置间及装置和DCS、电气主站之间的信息交互。通信主控单元完成信息的接收、发送、规约的转换，将DCS对保护测量控制层的控制命令或电气主站系统的查询及修改定值等命令，向下发至各有关装置，同时将各装置上传信息送至电气主站系统。
七、电气设备安装
安装的过程是工程的开端，由于火电厂电气设备较多，线路复杂，要保证施工过程的科学化进行，在施工材料选择和人员配置方面要合理，防止突发性问题发生，确保电厂工作稳定安全运行。在施工过程中由于电缆接线，开关的端头接地时没有穿过零序电流互器造成除尘工作变、灰库变高压零序保护跳开关的现象，即引出点位于零序互感器上，导致变压器输出的电流不平衡，引发高压保护开关跳闸。在二次接线过程中会出现变压器漏油、差动保护装置误工作、电机引线鼻子发生熔脱引起短路跳闸。为保证电力系统可靠，经济运行，减轻运行人员的劳动强度，发电厂装设各种自动装置。如备用电源自动投入装置，自动重合闸装置，自动准同期装置，发电机自动调整励磁装置等。现行工程设计中，自动重合闸装置及发电机自动调整励磁装置均采用微机型，而对于自动自动准同期装置，以往工程设计中，一般均采用集成电路型装置，可满足大中型火力发电厂安全垢要求，近年来也开始有微机型自动准同期装置问世，微机型自动准同期装置是技术发展的必然趋势，今后工程设计中应有目的有步骤的加以使用。
八、解决火力发电厂电气控制系统问题的策略
1、将单元机组控制中心智能化
要想提高电厂发电效率可以将单元机组的控制中心进一步的智能化和自动化，将控制室缩小，将发电组和厂用电的控制纳入到DCS系统中，使电气控制与锅炉、汽机之间的控制相互协调，为实现单元机组统一值班创造良好的条件。锅炉、汽机和用电监控采用CRT监控，取消统控制盘等后备监控设备的使用。网络控制实现计算机化，同样采用CRT监控，取消网络控制室，同时全部纳入到第一单元控制室。
2、提高全厂自动化作业水平
要想提高电厂发电效率还可以通过提高全厂综合自动化水平，在监控和管理上全部实现网络化。包括水泵房、水处理、输送煤等辅助车间和网络控制要统一设计，同时要统一监控设备的选型，统一设计标准，提高整体系统的运行安全性，提高作业效率，提高作业的经济性，减少厂内值班人员。
九、结束语
综上所述，在我国快速发展和改变发展方式的关键时期，任何可能阻碍发展的因素都要全面的考虑到，并且采取有效措施解决阻碍我国社会和经济发展的障碍，继而保证我国可以顺利发展早日实现我国现代化建设和全面建成小康社会。
参考文献：
[1]孙明初.火力发电厂电气控制和保护设计研究[J].现代商贸工业，2012，18：161-162.
[2]张祥生.浅谈火力发电厂电气控制与保护[J].科技与企业，2014，04：57.