初探燃气电厂电气控制系统设计

初探燃气电厂电气控制系统设计

王可

（哈尔滨广瀚燃机有限公司哈尔滨150000）

摘要：科学的设计燃气电厂是对电厂机组运行安全的保障，在电厂机组中要对各个部分进行安全的检测，这样才可以保证燃气电厂的稳定运行，在电源控制系统中，以器件组成的质量着手，对燃气电厂进行进一步的分析，这样能够从电厂电气控制系统的构建组成上找到相关的问题。在燃气电厂的燃料使用上多用一些清洁能源，这样能够保证污染物的绿色、零污染排放，对于环境的危害降到最低，有利于资源的可持续发展，而且通过控制系统要做到电厂机组的稳定正常运行，对系统的工作起到保障作用。

关键词：电气；控制；设计

引言

多年来，我国的燃气发展水平不高，但是对电能的需要随着发展越来越大，这样就会给燃气电厂了一些压力，这些压力促使着燃气电厂的发展方向的转变，在电厂发展的过程中，对于实际电力的需要会导致着电厂系统发展朝着高效率、发电周期短、投资少的方向转变，这对我国发电企业来说拥有了一定的保障。

一、燃气电厂控制系统的概念

（一）燃气电厂控制系统的介绍

燃气电厂电气控制系统是由两个部分来组成的，在硬件设备结构中和总体的网络设计布局上，在硬件组成方面，多是通过燃机、汽机来进行分散式控制，在条信息通讯方面则是通过不同的插线连接分散的控制系统，这样来达到运行的目的，在网络层面上通过人机接线口来实现总的网络布局，网络布局是以控制器为核心的，在运行时通过“机、电、炉”三部分构成整个控制系统，在组成部分上要将数据控制系统和备份监控系统向连接，这样才能够实现控制系统的整体平稳运行。各个变压器之间都是通过线路来进行控制，这样才能够实现整个系统组成部分的平稳运行，达到设备安全运行的目标。燃气电厂的控制系统的构成上并不复杂，在设备的组成上对信息的需求上要求的较少，但是因为燃料具有易燃的特性，在安全设备的保障上要设置好迅速反应机制，这样才能够保证整个电厂的稳定运行，不会产生安全事故，对社会产生危害，科学合理的设计燃气电厂才能够保障控制系统的稳定[1]。

（二）燃气电厂电气控制系统设计

（1）厂用电源供电系统。

在燃气电厂中，电源主要分为厂用电源系统和电源切换系统两个部分，厂用电源主要由常用电源和安全应急电源系统组成，在功能上电源主要是为了实现工作和为备用电源供电等，在控制上主要是按事先设定好的指令来工作，比如：在电源系统的切换上是通过相应的指令来完成工作区域内的电源切换，而且在安保上由主要的系统来完成对紧急情况的处理。在突发情况出现时，电源会自动掐断线路，转为安全紧急状态，防止天然气发生电路燃烧、爆炸情况，而且在这种情况出现时，柴油发电机会自动的转为一种备用状态，如果燃气电厂停止供电，柴油发电机会自动运行为整个用电城市供电，在指令发出后，工作机组和备用机组之间会进行双向切换，这样才能够实现稳定供电的目标。例如：在小型的发电系统中，通过供电模块的切换可以实现电路线的双向切换，其中可以通过电流电压的计算、信号的检测等对DCS控制系统进行补充，在有分支线路处于正常的运作状态时，工作人员可以手动的进行电源的切换。

（2）发电机与变压器之间的系统模块。

燃气电厂中发电机系统组成较为复杂，涉及的电子元件数量较多，在进行对子系统的控制方面缺乏精准性，在燃气电厂中发电机的控制方面，大多是使用机岛控制系统，这种系统的原理是将励磁系统和燃机的发频相结合，利用发电机的保护系统来实现对各个模块的在线控制。按照DCS系统对工作做出的指令来实现发电机的自动运行，发电机通过出口开关实现在同周期内的输电频率切换，且在断路器上，主要是通过提示接地刀和隔断线路两种方式，来实现断路器的自动保护功能，致使发电机的自动正常运行。

（3）控制电源系统。

在燃气电厂中电源系统的控制方面主要是由安保电源控制系统、直流电系统、UPS输电控制系统三部分组成[2]。其中的直流电系统中主要是通过满足电厂仪表、自动控制保护、电荷供电系统需要，通过两个等级来完成直流电路的正常运行，在独立的供电系统中，每个系统之间都不能够相互的干预，还要确保电源的蓄电池时刻要处于一种浮充电模式，安保电源控制系统是通过机组之间的相互运行，防止故障的出现，要保证各个机组之间时刻处于供电状态，在故障出现时，要满足故障区域的供电需求，在电荷的交流上通过系统模块上电流的连接，实现直流电源和旁路电源的交流，共同的实现供电目标。燃气电厂的设计初衷是对于电厂的安全考虑，以科学的、合理的系统设计来完成电厂的供电要求，为燃气电厂的供电发展做出保障。

二、燃气电厂系统的配套设施

（一）设备组成

（1）网络监控系统。

该系统主要分为两个部分一是对燃气电厂相关信息的实时监控，捕捉相关的控制信息，而且对燃气电厂的信息网络进行储备、解析。在实际的生产过程中，产生相关的信息后要通过一个网络平台对收集来的信息进行处理，这样可以使信息传递到相应的机组当中，增强控制系统的合理性。

（2）硬件设备。

在我国燃气电厂的组成上，硬件设备主要是包括两个部分燃机、汽机控制系统以及分散控制系统，这两个部分通过相关数量信息的传递，实现硬件设备之间的信息传输。

（二）控制模块的构成

（1）UPS不停电电源系统。

该系统是由三部分构成静态开关、逆变器、整流器。UPS系统的作用是为整个燃气电厂提供交流电源，而且可以通过逆变器和整流器两个部分实现电流的稳定供应。

（2）直流电系统。

在这个系统当中主要分为两个型号DC220V和DC110V。220V的直流电系统是由三套整流器和一条直流母线组成的。这个系统中整流器的供电是通过交流安保段来负责的，为保证直流母线的稳定性，需要在母线周围加设一定数量的联络开关。110V的直流系统的加设需要母线、整流器以及蓄电池组各两组，在不同的母线上要进行有效的联系，设置一定数量的开关。该系统主要功能是对常见的电荷进行控制和保护[3]。

总结

电气控制系统主要是对燃气电厂进行控制和保护，根据燃气电厂生产的相应特点，把燃气电厂的供电电源进行集中控制，这样才能够保证电气设备的在运行的基础上，使之做出更快的反应。通过燃气电厂控制系统实现燃气电厂在工作中的合理、科学性，保证电厂的稳定运行。

参考文献

[1]刘军,李杭.燃气电厂电气控制系统设计要点探析[J].低碳世界,2016(23):41-42.

[2]张焕明.燃气电厂电气控制系统设计探究[J].山东工业技术,2016(6):176-176.

[3]杜方甫.燃气电厂电气控制系统设计要点探析[J].工程技术:文摘版:00124-00124.

作者简介

王可（1987-10），男，汉族，籍贯：辽宁省沈阳市，当前职务：自动化控制工程师，当前职称：电气助理工程师，学历：本科，研究方向：燃机控制。