发电厂电气控制与保护设计问题分析

发电厂电气控制与保护设计问题分析

马帅琦 吴子悦

国网安徽省电力有限公司检修分公司 安徽 合肥 230000

摘要：随着城市的迅速发展，城市中用电量逐年递增，发电厂的重要性不言而喻。而目前发电厂在操作与管理中，电气控制方面还存在诸多问题，对供电质量产生不利影响，所以为保证供电质量的稳定与提升，发电厂需结合自身实际情况，在电气控制与保护设计方面进行技术加强。

关键词：发电厂；电气控制；保护设计；问题分析

引言

近年来，随着电力市场需求量的增加，发电厂的电气控制技术得到迅猛发展，为发电厂的平稳发展奠定基础。但是在电气控制技术的实际操作中还存在诸多安全问题，因此，在电气控制室的选择以及电气保护设计工作进行时，要严格遵守注意事项，保证发电厂工作安全进行。

1发电厂电气控制工程概况

采用集中控制与非集中控制的监控方式。在发电厂电气设备监控工作中普遍采用的方式为集中控制与非集中控制两种模式，集中控制措施普遍应用于新建机组中、125MW以上机组中；非集中控制措施应用于老旧机组中、125MW以下机组内，在老旧机组与125MW机组内也可以采用集中控制方式（老旧机组通过技术改造升级）。对于125MW以下新建的机组一般会采用机电集中控制的方式，而电气设备的控制会设立单独控制室进行控制。目前，在对升压站区域的设备进行控制的方式采用的是单独建立网控室或者网络继电器室进行控制的措施。主接线方式。发电厂内使用的电气发电机部分主接线图采用的主接线方式有单元接线与发电机电压母线，单元接线是指发电厂的出口位置与主变压器进行连接，再与电网进行连接。此方式不会在发电机与主变压器之间设置断路器，只需要加入检修隔离孔。

2发电厂电气运行常见故障及出现成因

2.1发电机升温快、温度高

为了更好地满足人们的生活和工作用电需求，一般而言，发电厂均是24小时不停运营。在这种高负荷生产强度下，机械材料发生老化以及严重磨损的情况非常常见，特别是铜线以及铁线受损更加明显，这些材料在受损的过程中会产生大量的热量，所产生的热量在短时间内又不能散去，便会对发电机周边设备造成影响，进而影响到所有设备机组，导致其不能正常运行。由于其一直处于运行过程中，因此，发电机会一直保持较高的温度，使得其绝缘层也受到影响，加快老化的速度。久而久之，发电机的内部零件便产生一种高温环境，长时间的高温环境会使设备的运行变得不稳定，存在安全隐患问题。因此，有关工作人员应当在工作过程中注意发电机高温这一问题，并给予高度重视，找出解决的好办法。

2.2备用电源自动切换不顺畅

在火电厂发电系统长时间运行过程中，受到环境、人为等因素的干扰影响，偶尔出现各类电气运行故障，如电机损坏、断电等。针对这类突发性问题，为降低问题所造成的损失，保障发电系统的安全、稳定运行，企业普遍选择配置发电机备用电源。当发电机组处于没电与断电条件时，自动切换备用电源，保证机组安全停运，并对DCS等系统进行持续供电。常见备用电源包括蓄电池以及柴油发电机。但是，在备用电源切换过程中，母线所接入电气设备都将保持减速运行状态，随着时间推移，电压持续衰减，至母线与备用电源连接时，电机将在短时间内保持加压状态，进而对电机造成不利影响，且切换电源所造成的影响程度视电机容量而定。同时，在备用电源没有得到快速启动，或是电源切换时间超过一定标准后，都将导致发电机组出现启动困难、发电机停滞等现象。

2.3压簧问题

经过长期实践发现，发电厂电气运行过程中，发生故障的原因很多，其中也包含了压簧问题。压簧也属于引发电气运行故障的关键因素，压簧的生产厂家、出厂日期以及使用年限的不同，其所能承受压力也大不相同。若有大电流通过滑环刷碳，此时压簧所承受的电流压力较大，若产品的承受力度较小，便很容易将其压坏，产生电火花，进而导致火灾。此时，不但给发电厂造成较大的经济损失，同样也给人们生活用电带来极大不便。因此，压簧的选择非常重要，在使用过程中需非常注意。

3电气控制和保护设计注意问题

3.1保持电气控制稳定，注重监控与安装设计

目前，发电厂工作中监控设计是重要环节，是保证发电厂工作有效进行的关键，减少发电过程中出现失误的概率，员工的工作效率能得到明显提升。近年来，随着自动化、信息化技术的发展及在发电厂中推广应用，工作效率提升的同时，人力资源成本也降低。自动化技术在发电厂工作中应用，需充分的前期准备工作予以保证，重视电气设备安装工作，避免在使用时出现安全隐患，保证设备运转正常。因设备在安装时，存在线路多、种类繁杂的问题，给安装工作带来极大设计，因此在安装前需对线路的布设进行科学设计，保证安装工作有序开展。

3.2按照发电设备性质实施科学冷却

发电厂电气经过长时间的运行，很容易产生高温等情况，所以，有关工作者应当实施科学有效的方法进行处理，把发电机的热量控制于合理的范围内，防止发电机过热所引发的一系列问题，确保电气运行正常。目前，发电厂解决温度过高的方法有三种，即空气冷却、水内冷却以及氢气冷却，三种方法各占优势，因此，在运用的过程中需与实际情况相联系。水内冷却，由于水具备很强的冷却性，使用水来进行冷却，可实现很好的降温，而且，生活中水的存在具有普遍性。因此，国内大部分的发电厂均会用水来实现冷却，达到降低发电机温度的效果。空气冷却，该方法主要是经过一个具备良好密封性的循环系统得以实现，使用空气冷却能够很好地控制需要冷却的对象，防止该介质和周边空气接触。通过这样的方法，可有效防止由于阻塞问题所致的设备故障。但是，空气冷却的方法所需成本较高，因而该方法主要运用在特殊环境或者特殊要求下。氢气冷却，该方法的原理为将氢气充分利用起来，对发电机通风消耗进行改变，达到提高设备供电效率的目的。但是，氢气具备比较特殊的化学性质，其是一种易燃易爆的气体，因此，在使用时需尤为重视，防止操作失误引发严重的安全问题。

3.3电池的选择

直流系统是由蓄电池构成，具体包括阀控式铅酸、固定型防酸隔爆式、碱性镉镍三种蓄电池。其中铅酸蓄电池应用较为广泛，但却存在体积较大及在运行时会产生酸雾污染环境的不足。在使用铅酸蓄电池时需设立单独调酸室，还要引入调酸加液设备进行处理，并且在维护时不具备简易性。碱性镍蓄电池的应用具有较多的不足，体现在运行中会产生碱渗漏的问题，需检测运行中是否存在渗漏，还要定期对碱性镍蓄电池进行补液措施。阀控式铅酸蓄电池的应用解决了这些缺陷，而且对于具有小容量的阀控式铅酸蓄电波可在控制室内直接布置，不需要设立单独空间。

结语

综上所述，火电厂发电系统整体结构较为复杂，各类常见电气运行故障的出现成因很多。在系统运行中，任意环节出现操作不当问题时，都将对系统发电效率及运行稳定性造成影响。对此，必须深入分析和研究各项常见电气运行故障问题的出现成因，针对故障问题采取科学的应对措施，定期开展设备维护检修工作，推动发电厂及电力事业的可持续发展。

参考文献

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