发电厂电气二次技术分析

摘要：在发电厂中，电气二次技术的应用能够有效保证一次设备的安全稳定运行，确保发电厂电力供应的可靠性和稳定性。文章结合电气二次设备的相关概念和特点，对电气二次技术在发电厂中的应用进行了分析和探讨。

关键词：发电厂；电气二次技术；一次设备；二次设备；电力供应 文献标识码：A

中图分类号：TM772 文章编号：1009-2374（2015）18-0137-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.18.069

在科技发展的带动下，各种新的技术和设备得到了广泛应用，在促进企业生产效率提升的同时，还可以节约大量的人力物力资源，推动企业的持续健康发展。在发电厂中，自动控制技术主要表现为电气二次技术和热控二次技术，其中电气二次技术在电气设备运行中，虽然只是起到辅助作用，但是如果能够合理利用，则可以有效解决一些实际生产问题，弥补一些电气一次系统中存在的不足和缺陷，以保证发电厂的稳定运行。

1 电气二次技术概述

在电力系统中，电气设备主要分为两种，即一次设备和二次设备。一次设备是指直接用于电能生产、输送以及分配的高压电气设备，包括发电机、变压器、隔离开关、母线、接触器、电动机等，由一次设备相互连接构成的发电、输电、变电或者进行其他生产过程的电气回路，称为一次回路或者一次接线系统。二次设备是指对一次设备的工作进行监测、控制、调节、保护或者为运行维护人员提供运行工况及生产指挥信号的低压电气设备，包括控制开关、继电器、熔断器、仪器仪表等，由二次设备相互连接，构成的对电气一次设备进行监测、控制和保护的电气回路，称为二次回路或者二次接线系统。

在发电厂中，电气二次系统包括了电网调度自动化系统、电力信息系统以及发电厂自动化系统三个方面，其中电网调度自动化系统主要是用于数据的采集和控制，也可以对电网的实时运行数据进行存储、整理和分析，为发电计划的制定提供参考依据；电力信息系统包括了调度管理信息系统和办公管理系统等，直接反映各部门的日常生产管理工作；发电厂自动系统则包括了自动化分站系统、综合自动化系统以及自动化当地监控系统等。做好电力二次技术的应用，确保电气二次系统功能的有效发挥，直接关系着发电厂的安全稳定运行，其重要性不言而喻，需要相关技术人员的高度重视。

2 电气二次技术在发电厂中的应用

以发电厂常用的6kV公用系统为例，对电气二次技术的应用进行分析和讨论。

2.1 一次系统中存在的问题

6kV公用系统在发电厂中，主要担负着煤炭的运输以及化学制水等系统的电力公用，一般包括两台高公变：一台正常运行，另一台备用。在实际操作中，如果需要启用6kV切换，则一般都是在第一台高公变停止运行后，再开启备用变压器，但是，这样的操作会耗费更多的电力，而且工作量较大，存在着相应的安全隐患。同时，在6kV公用系统中，所带负荷属于二类或者三类负荷，按照相应的设计规程，并没有设计自动化切换装置，在切换时需要依靠人工进行操作。而由于电厂工作电源与备用电源之间存在着一定的角度差，两者相互切换时，只能使用串联切换，即必须先切断工作电源，然后才能投入备用电源，在这种情况下，不仅工作量较大，而且停电时间较长，会给发电厂的正常生产办公带来很大的不便。

2.2 电气二次技术的应用

针对上述问题，应该尽可能在保证生产效率和生产安全的前提下，对公用段切换操作进行简化，以实现自动快速切换功能。在公用段加装厂用电快速切换装置，虽然直接有效，但是存在着三点缺陷：一是投资相对较大，预计改造费用超过20万元，而对于一个并不常用的二三类负荷，显然这种投资缺乏经济性；二是工程量大，不仅需要安装相应的快速切换装置屏，而且需要敷设大量的电缆，还需要进行接线和调试，工程量非常巨大；三是可行性问题，在公用6kV开关室中，内部空间相对狭小，已经没有足够的空间来安装快速切换装

置屏。

对此，相关技术人员在对图纸资料进行研究和分析后，发现在公用DCS系统中，原设计有公用段各开关的操作出口，可以通过这些操作口进行相应的切换操作。在实际切换操作中，操作员可以在CRT上，选择相应的操作按钮，经系统确认后，结合实际需要，发出操作指令，系统可以同时发出应跳开关的跳闸脉冲以及应合开关的合闸脉冲，从而实现远程控制和操作，不仅能够减轻操作人员的工作量，还可以减少操作中的安全

隐患。

在解决远程操作问题后，相关技术人员应该重视串联切换问题的解决。随着社会对于电力需求的不断增大，发电厂发电机组的容量也在不断增大，厂用电切换时间、切换过程中电力设备受到的冲击以及锅炉系统工况的稳定等问题逐渐受到了越来越多的重视。之前也提到，在发电厂电源切换操作中，任何时候都必须保证串联切换，而且需要对切换时间进行控制，仅仅依靠DCS的操作指令，并不能满足以上需要。对此，相关技术人员对各开关的电气操作回路进行了研究和分析，相关开关的合闸闭锁回路如图1所示：

研究发现，利用这些开关之间的电气闭锁回路，能够轻易解决上述问题。以A01→A03（停机是工作倒联络）操作为例，需要实现的操作是跳开A01，合上A03。在A03的合闸回路中，串联有A01的常闭触点，在A01跳开后，A03的合闸回路才会接通，因此，当系统同时发出A01的跳闸脉冲以及A03的合闸脉冲时，从A01跳开到A03合入，其中存在的时间间隔不会超过100ms，几乎可以无视。这样，原有的操作回路不需要进行任何改造，就能够实现串联切换的条件，而且切换时间极短，能够达到事半功倍的效果。

不仅如此，误操作问题也是影响系统稳定运行的重要因素，为了对其进行预防，可以在DCS系统中，通过软件编程的方式，设置相应的闭锁逻辑。这样，当操作人员执行某一个操作时，如果操作的对应条件不满足，则DCS系统会拒绝执行指令，同时自动闭锁出口，向操作人员发出警示，从而防止人为误操作的发生。

2.3 成果分析

经过相应的试运行，发现上述方案具备良好的可行性和可靠性。由于电源切换时间小于100ms，母线上的负荷电压在极短的时间内就能够恢复，从而满足自启动条件，不再需要事先将负荷断电，从而在很大程度上提高了6kV公用系统运行方式倒换的效率，切换时间由原来的2h缩短到了数秒，能够与专用的快速切换装置相媲美，而且不需要额外增加设备，也不需要对电气回路进行改造，成本极低，充分体现出了电力二次技术应用所带来的优势。不过需要注意的是，这种改造同样存在着一定的不足，即在公用段，运行方式的切换必须是串联切换，在切换过程中，负荷存在80ms左右的停电时间。一般来讲，这种情况并不会对负荷造成影响，但是却无法充分满足计算机设备的用电需要，对于生产办公楼以及综合服务楼中的一些重要计算机设备而言，在运行方式倒换时，可能会出现断电，需要加装相应的UPS

设备。

3 结语

总而言之，在发电厂中应用电气二次技术能够有效保证发电厂的安全稳定运行，推动电力企业的持续健康发展，需要相关人员的充分重视。

参考文献

[1] 黄绍东.浅谈发电厂中电气二次技术的应用[J].中国科技博览，2011，（17）.

[2] 赵传英.探究电气二次技术在发电厂的应用[J].民营科技，2013，（8）.

[3] 乔大龙.电气二次技术在发电厂的应用实例[J].华北电力技术，2010，（6）.

作者简介：杨璐（1988-），河南南阳人，中电投电力工程有限公司初级工程师，研究方向：电气工程及其自动化。

（责任编辑：陈 倩）