发电厂中的电气二次技术分析

孙玉福

摘 要：随着社会科学技术的大力发展，出现了越来越多的新兴技术，在社会的多个领域得到了应用，对于改善企业生产、提升经济效益等多个方面发挥着重要作用。在水电厂发展中，集控化不仅改变了原有发展中经济效率不高的局面，也促进了生产效率的提升。文章以水电厂电气二次技术为例，分析了该技术的应用。

关键词：发水电厂；电气二次技术；问题

中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）24-0016-02

随着社会的高速发展和城市化建设进程的加快，用电量正在不断提升，水电厂为社会输送了大量电力。就水电厂而言，提供充足的电力供人们正常生产和生活是企业继续发展需要承担的责任。而随着经济水平的快速发展以及科学技术的不传创新，水电厂供电技术也得到了创新发展，尤其是电气二次技术的创新和突破，为满足社会供电需求提供了必要的技术条件。本文主要以电气二次技术为例，介绍了其在水电厂中的实际应用，通过分析一次系统的主要问题，提出了6 kV公用段的快速切换，突出了电气二次技术的重要作用。

1 水电厂发电系统的常见问题

就水电厂而言，实现自动控制技术有两类：一类是电气一次技术，一类是电气二次技术。虽然两种技术在本质上有着巨大的区别，但是这两种技术在整个水电厂发电系统中的各个环节均发挥着重要作用，如系统监视作用、系统控制作用、系统保护作用以及系统测量作用等。本文主要以电气二次技术为例展开阐述。在电气设备运行中，发挥主要作用的并不是电气二次技术。电气二次技术在其中所起到的作用只是辅助性的，但是虽然如此，只要将二次技术加以科学利用，还是能够解决当前生产中存在的多种问题，甚至利用得当，还可以在一定程度上有效弥补电气一次系统在运行中存在的缺陷。以下将对一次发电系统中的常见问题进行分析。

当前，水电厂一次发电系统在实际的使用中存在着不少问题，其中过度依赖人力问题比较严重，这样不仅浪费人力资源，且工作效率低下。在水电厂应用系统中，一般应用较多的就是6 kV公用系统，该系统中存在两台高公变，但是在实际的运行过程中，真正工作的高公变只是其中一台，另外一台主要起到备用作用，这就产生了问题。一旦在运行中启用了6 kV常用切换，一般会出现的结果是：运行中的一台高公变停止，处于备用状态的一台高公变开启，由此就产生了较大的电力耗费。而且，这种操作还不能自动化，只能人为，不仅会加大工作量，也存在着危险。

就公用6 kV段来看，一般带的是二类负荷或三类负荷。根据设计规程，对于自动装置，一般都没有快速切换运行设计，这就决定了切换方式的人为操作。但是，从水电厂的实际运行情况来看，不少水电厂在布局上，工作电源与备用电源并没有靠在一起，而是存在着较大角度差。所以，只能以串联切换的方式实现二者电源的切换操作。也就是说，完成送电必须要先停电。而且，考虑到整体机组运行的稳定性，为避免危险隐患，也不能在同一时间同时启动两台高公变。即如果要完成工作电源以及联络开关这二者的切换操作，只有串联切换一种选择，不仅需要非常大的工作量，而且实现这一操作过程至少要两个小时，这会造成长时间的停电，极大影响了正常生产。

另外，很多水电厂的6 kV公用段还同时担负着办公供电责任，如果在倒换运行操作中出现长时间停电，势必对正常办公造成不利影响。

2 解决办法

针对当前水电厂二次发电系统的种种问题，解决办法的提出首先要以简化公用段切换为基础，这就需要制定一套科学化的、可以完成自动快速切换的操作方案。其实，直接有效的解决办法是在公用段加装厂，安装一套用电快速切换装置，然而，这一办法又不具有实用性，主要原因在于以下三个方面：

一是需要投入较大成本。安装快切装置需要的施工调试费以及电缆投入费用，加上其他的费用，至少需要投入二十万。而从这一投资数额来看，如果仅仅要完成二三类负荷的低频率操作，显然是不理性的。

二是需要较大的工程量。安装快切装置需要做大量的工作，快切装置屏是首要的，同时要完成大量电缆的铺设，而且还要进行接线、调试等操作，工作量非同一般。

三是已有空间不足。就多数水电厂来看，公用6 kV开关室一般没有较大的空间，想要在其中安装快切装置屏，显然是不可行的。

在电气二次技术的深入研究中，工作人员发现：在最初的设计中，公用DCS系统是有公用段的，而且，在各个开关之间，都是有操作出口设计的。因此，简化公用段切换可以通过在DCS系统设计中引入公用段运行方式倒换画面的办法来实现。具体的实施办法是：操作员在接收切换需求时，选择相应操作可以在CR中进行，操作指令的发出只需要按钮烃确认即可。然后对于应合、应跳开关，系统就能够在同一时间发出合闸、跳闸脉冲，如此就完成了远程控制操作。每当需要进行切换操作时，操作员不必离开控制室就能完成。

应用电气二次技术，远程控制问题得到了顺利解决。但是，串联切换问题仍然存在。而且在水电厂发展中机组容量正在不断增大，在切换操作中造成的设备冲击也越来越严重。为此，必须尽快解决串联切换问题，维持锅炉系统稳定。在水电厂二次技术的相关研究中，某水电厂通过快速切换装置顺利解决了因为慢速切换而造成的困扰。而且在机组工程设计中，该水电厂还选择了6 kV开关作为机组的真空断路器。这一解决方案通过后，技术人员立即进行了切换实验，通过传动试验结果来看，应用这一解决方案不仅顺利实现了串联切换，而且在多种切换方式下，都可以保证较短的切换时间，通常在72.1 ～83.2 ms之间。同时，平均的切换时间只有77.1 ms。

要实现自启动，母线的负荷电压必须在短时间内就恢复，这样就不需要预先进行负荷停电操作，原来需要耗费两个小时才可以完成的倒换操作，现在只需要几秒钟就能够完成，不仅提高了工作效率，而且为设备的稳定运行提供了保障。如此就能使倒换效率得到更高程度的提升，从而稳定6 kV公用系统的正常运行。这样的解决办法比起安装快速切换装置要好的多，免去了不必要的设备投资，也不必改造回路。将电气二次技术加以科学利用，在已有设备的条件下，对切换工作进行改进，通过软件升级等办法获得经济效益的提升和更大的实用价值，电气二次技术的积极作用得以充分显现。

3 结 语

随着城市化建设的规模化发展，社会用电量显著提升，在新的发展形势下，怎样才能更好的满足社会用电需求，实现稳定供电，是当前水电厂在继续发展中需要解决的一大问题。为此，水电厂必须加强技术革新，进一步提升生产效率，实现经营成本的更大节约，为占据市场优势做好充足的准备。而在水电厂运行中，电气二次技术的科学应用，不仅顺利解决了当前发电运行中存在的切换问题，也弥补了一次发电系统的多种不足，对于降低能源消耗、提升工作效率做出了重要贡献。而在科技化发展的时代背景下，水电厂还需要进一步加强电气二次技术的研究和实际应用，更好地完善厂内信息化建设，为推动水电厂发展做出更多努力。

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