摘要：作为燃机中的重要组成部分，电气控制系统的操作便捷而且工作效率也比较高。在电厂行业中的使用广泛。应用天然气为原料，利用联合循环发电技术，极大的提升了电力生产效率，并做到节能环保，具有经济和环境的双重效应，是值得推广和普及的发电技术。从燃机电厂电气控制系统着手，采取有效的控制策略，为燃机的完善与升级提供新的思路。鉴于此，本文就燃机电厂电气控制系统展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。
关键词：燃机电厂；电气控制；系统
1.燃机电厂电气设计特点
1.1燃机发电机容量选择
燃气轮机的一个显著特点是其性能随周围空气温度的变化而改变。当机组所在地点不变时，大气压力的波动是很小的，而大气温度一年四季变化很大。当大气温度下降时，空气比容会减小，压缩过程所需消耗的压缩轴功率将随大气温度的下降而不断减小，相当于增大了燃气轮机传递给发电机的出力。制造厂生产的系列燃气轮机，其额定出力都是以ISO工况标称的。因此燃气轮机安装在不同的地点时，应根据安装地点的气象条件核定燃气轮机的额定出力。每种机型都有自己的温度影响曲线，见图1，它受循环流质的参数和部件的效率以及空气的质量流质的限制。由图1可知，当环境空气温度为-18℃时，燃机的出力可达ISO工况下额定出力的1.2倍；当温度为+49℃时，燃机的出力为ISO工况下额定出力的0.8倍。因此燃机的额定出力根据环境温度的不同在一个范围值内变化。鉴于发电机的额定出力是一个固定值，因此在选择燃机发电机的额定出力时，应使发电机的额定出力和燃气轮机的额定出力变化范围相互协调。使发电机的额定容量既不能限制燃气轮机的出力，又不能选得过大，造成浪费。
1.2启动系统
在燃机的构造中，压气机是最重要的部件之一，同时它也是燃机中耗能最大的部件，燃机透平在正常运行中产生的功率有2/3消耗在压气机中，剩余的1/3才作为动力源输出到发电机。那么在启动过程中，燃机透平没有做功，必须要有一套额外的装置供给燃机功率，在控制系统的命令下，帮助燃气轮机按照启动程序旋转、点火、升速，最后完成燃气轮机的启动。这套额外的启动装置随着燃气轮机的发展，机组容量的增加，启动装置的型式有很大不同。9E型机组通常采用一个额定功率为1000kW的启动马达来实现燃机的启动，可由相应机组的厂用工作高压段为其供电。启动马达位于燃气轮机本体上，通过高压电缆实现厂用高压电源与启动马达之间的连接。启动马达在燃机正常启动后停止运行。9F型机组通常采用变频启动系统方式，启动时发电机充当启动电动机。但常规的发电机没有特别的结构来实现同步发电机直接启动成为同步电动机运行，况且，燃气轮机在启动初期时的转速不是很高并且需要可以调节的，所以必须提供可以改变频率的电源使发电机在各种速度下做同步电动机运行，变频启动系统用来满足上述要求。
2.电气控制系统的应用
2.1电源系统
燃机电厂厂用电源是电气控制系统的重要组成，根据燃机电厂生产的具体情况，选择相应的厂用电源系统。一般来说，燃机电厂厂用电源系统主要有380V、6KV以及事故保安电源等几种类型，具有不同的优势和作用。380V厂用电源系统是在燃机机组当中设置两条保安母线，将工作电源、备用电源以及保安电源合理设置在每段保安母线上。当工作电源失去作用时，则及时启动备用电源，即使被动电源发生异常，则可以跳开分段开关，启动柴油发电机组进行供电，以保证厂用电源系统的正常运行，机电厂机组才能安全平稳的工作；6KV厂用电源系统能够对工作电源和备用电源进行高效的双向转换，以并联切换和同时切换的方式进行双向软手操切换。由分散控制系统快速切换装置设定，根据厂用变压器运行的情况，非故障采取许手动合闸，故障情况则采用闭锁合闸。以保证厂用电源系统的安全运行；事故保安电源系统是为了防止机组厂用电源发生故障情况下，继续维持机组厂用电，及时、快速的启动柴油发电机，确保不间断供电，事故保安电源系统处于实时准备的状态。
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2.2厂用电源切换装置
为了保证厂用电源供电的连续性和可靠性，在工作电源和备用电源之间设置切换装置，以备不时之需。该切换装置主要有正常切换和故障切换两种方式，正常切换由手动起动，是一种自动、双向的切换方式，当满足切换条件时，自动进行厂用电源的切换。故障切换是厂用电源发生故障时，通过串联单向切换，由工作电源切换为备用电源，确保燃机机组的正常运行。
3.燃机电厂电气控制系统运行维护的策略分析
3.1完善信息管理系统
首先，从制度层面，应当协同各部门保障安全管理部门的正常运行，进而使燃机电厂的正常供电需求可以得到满足。其中最为重要的就是保障电气设备的正常运行，这就需要对电厂的信息管理系统进行完善。其次，从技术层面，构建专业的管理平台，对电气设备运行中可能出现的故障进行预案分析，进而保证在故障发生后可以及时处理并解决。同时，需要对当前电气设备的运行情况进行实时监控，随时掌握其运行状位，为相关决策提供依据。由于电厂的电气设备种类、型号多样，在信息管理上存在一定的难度，因此应当对购买、安装、调配以及维修等各个环节的信息进行协同管理。
3.2强化电气设备安全管理
在电气设备的安全运行和管理维护中，首先，应使有关部门根据相关要求制定电气设备安全责任制度，其内容应当包含岗位培训教育部门安全职责、设备安全管理部门职责、设备专管人员职责、生产负责人职责等。同时，将制度细化为具有可操作性的各项章程，做好操纵规范的学习和宣传工作，使每一个员工都能做到操作规程熟记于心，强化其安全操作意识。其次，制定严格的奖惩制度。对于一些因玩忽职守致使安全事故发生的工作人员，应当根据事故大小和损失情况，对其进行一定的处罚。最后，加强对操作人员日常工作的管理，使每一个操作人员可以熟悉自己负责设备的各种知识，包括工作原理、常见故障、处理对策等，减少故障、事故的发生。
3.3优化电气设备的采购机制
对于电厂而言，电厂需要建立完善的电气设备库，并根据设备的历史运行情况，统计形成电气设备相关的性能数据库，对不同工序的电气设备的相关信息进行记录和分析，从而通过分析来明确地将电气设备可能存在的缺陷跟容易发生的缺陷反映出来，这样一来，采购部门能够根据这些信息来进行有目的性的采购；另外，对于不易发生缺陷的、昂贵的、进口的、大型的特殊设备，可以建立联合采购机制，通过行业内部或集团内部同类型电厂合作采购，实现协调共享，减少采购资金的积压，构建最优库存模式。
结语
燃机电厂电气控制系统，结合电气控制系统的特点，开发和应用联合循环发电技术，既有效提升了电力生产的效率，同时还满足了节能环保的要求，充分发挥燃机电厂电气控制系统的重要作用。通过燃机电厂电气控制系统的合理设计。分别在燃机电厂厂用电源、厂用电源切换装置以及变压器和发电机组当中予以应用，充分发挥电气控制系统的优势，对燃机电厂的可持续发展有着积极的影响。
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论文作者:於成成
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/9/18
标签：燃气轮机论文; 控制系统论文; 机电厂论文; 电源论文; 电气论文; 发电机论文; 电气设备论文; 《电力设备》2019年第7期论文;