【摘 要】瓦斯发电机组输变电设备的适用与否，直接关系到发电机组能否充分发挥其运行效率，同时也关系到供电网络安全的相关规定能否得到有效的执行，因此，应按照并网和升压要求，对高压控制设备和升压变压器进行适当选择，同时对电气接地等安全措施进行检测，在并网、升压、发电等方面规定的指导下，对保护原则进行合理选择。本文从输变电设备的配套和安装两方面进行分析和研究，具有一定的实践参考价值。
【关键词】瓦斯发电机组；输变电设备；安装；配套
瓦斯气体是煤矿安全生产的重要隐患，可能会导致井下工人缺氧窒息、爆炸燃烧等意外事故，另一方面，瓦斯也是一种高效的清洁能源，因此，在井下采煤过程中通过抽取设备将瓦斯抽排以保障井下安全生产的同时，应当对瓦斯进行充分利用，如作为能源进行发电，则不仅能够提高煤矿生产的安全性，还能够节约大量的能源资源。
1 选择瓦斯发电机组输电方案
本文以某煤矿投入使用的两台由500GF-WK型天然气发动机配IFC6455型无刷同步发电机组成整体发电机组为例，对瓦斯发电机组输变电方案的选择进行分析，以实现瓦斯气体利用效率的最大化，几种方案具体叙述如下：
方案一，升压并网输电。以现有的6kV瓦斯抽放站高压线路为基础，高压线路属于本矿井供电网络，能够利用升压变压器将400V的发电机组输出低压升压后并入6kV的网络中。在发电机组正常运行的情况下，为电网输送能量，若停止使用发电机组，则发电站会转变为矿井电网的用户，因而不会直接影响电网运行。
方案二，升压输电。发电机组能够提供400V输出低压，并利用升压变压器将其提高到6kV，进而为远距离的用电设备提供能源支持，但在使用前需要经过降压处理，从而构成一个发电-升压-输送-降压-用电设备的过程，但该方案的使用需要投入大量的资金。
方案三，低压输电。并联运行2台发电机组，400V输出电压，1000kW功率，为用电设备直接提供电源，因而成本低、使用方便，但是这一方案无法为距离较远的设备供电，仅仅属于一种低压供电网路。
上述三个备选方案中，方案二和方案三能够构成一个发电-输电-用电的系统，因而不受外电网的影响，一旦发电机组出现故障，则系统无法供电。因此，这两个方案无法保证设备供电的可靠性和安全性，同时，供电网路负荷受到较大的限制，因而应用价值较低。
2 瓦斯发电机组参数及特点
2.1 主要技术性能
本文选取案例的瓦斯发电机组具体参数如下：
（1）额定功率：500kW；
（2）额定电压：400V；
（3）额定电流：902A；
（4）额定频率：50Hz；
（5）额定转速：1000r/m in；
（6）额定cosa：0.8（滞后）；
（7）起动方式：DC24V电起动；
（8）操作方式：远距离电控；
（9）接线方式：三相四线制。
2.2 主要保护方式
发电机组的保护至关重要，在生产过程中发生电气故障或意外情况的时候可以及时报警并介入，将事故造成的影响降至最低，本组发电机组有油温度高、冷却水温高报警及超速、机油压力低报警停车装置。发电机组主开关均有过流、短路保护功能，有反时限过流保护装置。发电机组有逆功率继电器，当机组并联运行或并网运行产生逆功率时，可切断主开关，并发出声光报警信号，进行逆功率保护。
2.3 控制方式及性能
控制系统由主控制屏来完成，它是发电机组的配套设备，控制屏的电源为直流24V蓄电池供电，主要功能是用于控制发电机组的电能输送，各种保护、信号和参数的监视，掌握机组的运行情况。发电机组具有自动并网功能，在与其它电网并网运行时，在做好相序相同的条件下，同步检测装置自动寻找同步（频率、电压）并网运行。
3 升压输电保护原则
发电升压并网不仅要对发电机和电网各项参数进行充分考虑，还应关注相互关联保护方面的问题，其基本保护原则为：①电压互感器的保护与站内变压器的保护，由于变压器的自身容量偏小，因而只需应用熔断器进行保护；②输出柜保护按防止电网负荷全部由升压变压器来承担为依据。为不使变压器过负荷，目的是在正常并网发电时，因电网停电或因故障变电所受电柜跳闸，这时受电柜的全部负荷由升压变压器供电，可能造成变压器烧损，所以输出柜的保护也按保护升压变压器来制定；③以保护升压变压器为基础选择设计进线柜，其主要作用在于，一旦发电机出现故障，或者进出线柜和低压电缆出现400V侧低压短路，此时不会烧损变压器。因所选变压器为1250KVA普通电力变压器，故保护可设为定时限过流方式。
4 电缆的选择和敷设
5 接地网的布置
由于电站内有瓦斯管路，如果连接部位或其它部位发生泄漏，室内产生火花可引起瓦斯的燃烧和爆炸，所以室内所有电气部件均为防爆型，所以对接地系统要求较严格。根据电气接地符合爆炸性气体环境的技术要求，此电站的接地系统，选择接地网状、门口采用帽檐式的接地保护系统，分别在机房两侧设置两处接电极。接地网的导体为4*40扁钢，凡接头处均应良好的焊接，与电气设备外壳和构架也采用焊接。工作接地的连接部位，必须用符合规格的铜导体良好接触。变压器台保护接地和工作接地不但同室内接电网有良好的连接，并还设有一处接地极。
参考文献
[2]梁建伟，陈健.瓦斯发电机组的改造[J].石油化工应用，2006（6）.
