燃氣電廠電氣控制系統設計要點論文

【摘要】燃氣發電機組是燃氣電廠中的重要設備之一。電氣控制系統的合理設計能夠有效保障燃氣電廠機組的正常運行。因此，加強電氣控制系統設計的研究能夠促進燃氣電廠的良性發展。本文從燃氣電廠的生產過程入手，對燃氣電廠電氣控制系統設計要點進行分析。

【關鍵詞】燃氣電廠；電氣控制系統；設計要點

前言

近年來，我國各個行業的電能需求發生了顯著增加，這種現象為燃氣電廠帶來了一定的壓力。為了保證電能提供的穩定性、安全性，需要將電氣控制系統應用在燃氣電廠中，該系統的作用是能夠保障機組處於正常運行狀態。在設計電氣控制系統的過程中，應該充分考慮燃氣電廠的實際需求。

1燃氣電廠

1。1燃氣電廠的生產過程

在燃氣電廠中，天然氣等相關燃料在燃氣輪機中發生燃燒，這個過程會產生大量的蒸汽，並完成化學能向內能的轉化。當產生蒸汽達到一定數量之後，蒸汽會對汽輪機產生推動作用，進而實現內能向動能的轉化。當上述步驟完成之後，發電機會將動能轉化為電能，供給人們使用。

1。2燃氣電廠的優點

與燃煤電廠相比，燃氣電廠的優點主要表現為其生產過程中產生的污染少。燃氣電廠的發展有助於可持續發展目標的實現。

2燃氣電廠對電氣控制系統的要求

燃氣電廠對電氣控制系統的要求主要集中在實用性方面，具體要求主要包含以下幾種：

2。1反應速度

為了保證電氣控制系統作用的合理發揮，需要保證所設計的電氣控制系統具備極快的反應速度。需要將電氣控制系統快速保護功能的實現時間控制在100ms以下。

2。2電氣設備

從操作角度來講，電氣控制設備的信息收集量相對較小，因此其操作程序較為簡單。但該系統需要對整個燃氣電廠的機組進行控制，這種特點對組成電氣控制系統的電氣設備提出了更高的要求。為了保證電氣控制系統控制功能、保護功能等相關功能的有效發揮，需要加強對所應用電氣設備的安全性和可靠性方面的控制。

3電氣控制系統的組成部分

電氣控制系統主要是由以下兩部分組成的：

3。1網絡結構

網絡結構的存在能夠實現燃氣電廠相關信息的實時監控。網絡結構主要包含以下兩部分：3。1。1實時監控網該部分主要是由電器網絡監控系統網等組成的。在燃氣電廠中，這種網絡結構的作用是為電氣控制系統捕捉相關設備控制信息。3。1。2廠級監控信息網就廠級監控信息網而言，它的作用是完成對燃氣電廠在生產活動中產生相關信息的儲存和分析。該網絡結構的作用使得其應該具有一定數量的通信接口。在實際應用過程中，當生產活動發生後，廠級監控信息網需要將其所收集和處理的信息分別傳送至相應的機組控制系統中，進而實現合理的控制作用。

3。2相關硬件設備

就我國目前的燃氣電廠機組特點而言，單元制機組較為常見。根據燃氣電廠生產活動的特點，電氣控制系統的硬件設備應該包含汽機———燃機控制系統以及分散控制系統。在這些硬件設備之間，運用一定數量的通信和硬接線進行連接，進而實現不同系統之間信息的有效傳輸。

4燃氣電廠電氣控制系統設計要點

燃氣電廠電氣控制系統的設計要點主要包含以下幾種：

4。1燃氣電廠電源系統模塊設計

該模塊主要包含以下兩部分設計要點：4。1。1燃氣電廠用電源系統燃氣電廠用電源系統是電氣控制系統中的基礎部分。為了保證通過該系統的設計使電氣控制系統產生良好的控制功能，需要應用事故保安電源系統、6kV廠用電源系統以及380V廠用電源系統組成整個燃氣電廠用電源系統。其中，事故保安電源系統的作用是保證燃氣電廠機組的運行安全。由於該系統的重要作用，需要將該系統控制在熱備用狀態中，便於燃氣電廠相關人員對該系統的快速啟用。就6kV廠用電源而言，其手動合閘指令是通過鍵盤進行傳遞的。當該指令發出後，鍵盤會將其傳遞至快切裝置中，當系統判斷結果顯示滿足通氣條件時，該指令才會被執行。在指令執行的同時，信號會被顯示在屏幕中。380V電源系統中包含多台機組，每台機組都包含兩段保安母線。保安電源、工作電源以及備用電源是保安母線的主要組成部分。其中，保安電源的供電對象主要是指UPS系統等。該部分設計的合理性直接對電氣控制系統的功能產生影響，因此需要對所有組成部分的設計和應用加以重視。4。1。2燃氣電廠用電源的切換裝置人們用電量的增加對燃氣電廠的電能供應提出了更高的要求。為了保證高壓廠用電源的連續、穩定、安全供電，需要將廠用電源切換裝置融入電氣控制系統中。在安裝該裝置的過程中，既要保證裝置切換功能的合理發揮，還要保證且安裝位置不會對其他設備的運行產生影響。從綜合角度考慮，可以將該切換裝置安裝在高壓電源系統中工作電源位置的進線開關周圍。該裝置具有一定的獨立性特點，為了保證該裝置的正常運行，需要利用硬接線實現廠用電源切換裝置與電氣控制系統之間的有效信息傳輸]。

4。2燃氣電廠電源系統控制模塊設計

就燃氣電廠的運營特點而言，對電源系統進行控制具有一定的必要性。在該設計要點中，組成部分主要包含以下幾種：4。2。1UPS不停電電源系統UPS不停電電源系統是電源控制系統中的重要組成部分。該系統中主要包含靜態開關、逆變器以及整流器。在燃氣電廠中，UPS系統可以不間斷為其提供交流電源。其中，逆變器的作用主要是保證電壓波形的穩定，逆變器和整流器的作用是完成電能的提供。4。2。2直流電源系統在我國目前的燃氣電廠中，常見的直流電源系統主要包含DC220V和DC110V。就DC220V直流電源系統而言，該系統是由三組整流器和一組直流母線組成的。交流保安段負責為該系統中的整流器提供電源；為了保證直流母線作用的正常發揮，需要在不同的`直流母線之間加設一定數量的聯絡切換開關。就DC110V系統而言，其中包含兩組母線、整流器以及蓄電池組。為了保證不同母線之間能夠進行有效聯繫，需要設置一定數量的網絡開關。直流電源系統的作用對象主要是事故照明等燃氣電廠中的常見負荷，該系統需要對這些常見負荷進行合理的控制和保護[5]。4。2。3保安段電源系統機組廠用電故障會為燃氣電廠帶來一定的經濟損失。為了保證電能的正常供應，需要將保安段電源系統加入電氣控制系統設計要點中。在燃氣電廠機組的正常運行過程中，當發生用電故障時，保安段電源系統會對直流電源系統等進行有效控制和保護，進而實現機組的正常運行。除此之外，機組廠用電斷故障的發生頻率相對較高，電氣控制系統的應用可以有效降低其發生概率。對此，應用電氣控制系統之後，當燃氣電廠機組廠用電再次發生斷開故障時，保安段電源系統通過自身功能的發揮可以實現柴油發電機組的快速啟動，進而保證供電的連續性、安全性。

4。3燃氣電廠發電機和變壓器組系統模塊設計

該模塊包含的元件數量較多、種類較為複雜，這種特點為電氣控制系統的設計帶來了一定的難度。為了保證電氣控制系統設計的合理性，需要運用機島控制系統對發電機進行控制。在這種控制方式中，可以在在線控制系統與信號源以及發電機保護系統等相關控制模塊之間建立有效的連接。發電機的實際運行狀態監控主要是通過DCS系統完成的。

5結論

電氣控制系統的作用主要是對燃氣電廠機組進行有效保護和控制。根據燃氣電廠生產活動的特點，可以將電氣控制系統的設計要點集中在燃氣電廠用電源系統、電源切換裝置以及保安段直流電源系統等方面。在設計電氣控制系統的過程中，應該注重所使用電氣設備的安全性、以及反應速度的快速性等要求。