#3機組發(fā)電機智能變送裝置改造

1、發(fā)電機智能變送裝置改造童志華 （大唐華銀金竹山火力發(fā)電分公司， 417505，湖南婁底）摘 要：本文結(jié)合事件過程中電壓、電流的變化，分析功率變送器輸出畸變的原因并提出相關預防措施，保證功率的安全、可靠切換，為電廠合理、有效運用發(fā)電機智能變送裝置提供參考。關鍵詞：功率變送器；干擾；諧波； 自動協(xié)調(diào)控制1 引言隨著電力系統(tǒng)自動化程度的提高，發(fā)電廠分布式控制系統(tǒng)（DCS）、汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)（DEH）、自動電壓控制（AVC）、自動發(fā)電控制（AGC）、協(xié)調(diào)控制等自動化設備得到廣泛應用。發(fā)電機功率（含有功、無功功率）作為其中的一個重要參數(shù)，其可靠、穩(wěn)定不但直接影響到自動化設備的運行，而且對發(fā)電機組的

2、安全運行也有十分重要的影響。近年我國高鐵線路的大量開通，電氣化鐵路負荷具有單相性、非線性、隨機性和波動性，引起供電網(wǎng)電壓波動、諧波、負序等電能質(zhì)量問題導致功率變送器輸出發(fā)生畸變，從而直接導致機組跳閘或自動化裝置退出。2事件過程2014年某廠220KV升壓站增加金湍線間隔，由于金湍線所接高鐵負荷為單相大功率整流負荷，使系統(tǒng)內(nèi)諧波分量大大增加，機組配置浙江涵普科技有限公司的FPW-201型有功功率變送器，準確級為0.2級。本次變送器輸出波動應為電網(wǎng)側(cè)意外瞬時干擾產(chǎn)生高次諧波導致送至DCS、DEH的模擬量輸出（420mA量）發(fā)生畸變，當協(xié)調(diào)控制設定值與實際功率偏差翻設定值（50MW）時，機組協(xié)調(diào)自動

3、退出。接入高鐵負荷后，220KV系統(tǒng)內(nèi)機組出現(xiàn)過兩次有功功率變送器的輸出突變。機組參數(shù)情況如圖所示：發(fā)電機有功信號取自發(fā)電機功率變送器，此信號要送出至DCS和DEH控制柜，參與調(diào)速控制。通過對異常發(fā)生時電氣量波形分析發(fā)現(xiàn)，發(fā)電機功率波動時為尖頂波。波長較短且含有較多成分的直流分量，由于機組協(xié)調(diào)響應不可能在短時間內(nèi)完成如此大的功率變化，從DCS錄取波形畫面可以看出，有功負荷及電流波動后，汽輪機調(diào)門動作。因此排除本次異動是調(diào)門抖動原因造成，功率變送器輸出受干擾所致。有功功率異常波動時電壓波形無明顯變化，電流波形嚴重畸變。通過故障錄波器自帶的諧波軟件分析得到數(shù)據(jù)中二次諧波分量達到20%。遠超過GB/

4、T14549-1993電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波第4條，6kv諧波電壓限值中奇次諧波電壓含有率不超過3.2%，偶次諧波電壓含量不超過1.6%的標準。因此本次功率異常及有可能是由于電流諧波分量影響變送器計算造成變送器輸出出現(xiàn)誤差數(shù)據(jù)造成。經(jīng)核對歷史趨勢發(fā)現(xiàn)。2014年12月28日起備變合閘時，MCS中涉及的3個有功功率信號，一個增加，兩個減少，取中間值后，選擇后功率從362MW突降至326MW，有功功率波動為24MW；2015年11月26日有功率波動為16MW, 由圖1圖3可以看出，由圖4可見，在機組正常運行時因發(fā)電機機端電流、機端電田無明顯變化，所以功率不可能發(fā)生明顯變化。通過查找DCS中相關數(shù)據(jù)記

5、錄，同時刻發(fā)電機機端電流、機端電壓未出現(xiàn)較大波動，故障錄波裝置未啟動。送至熱控MCS（三個）、DEH（三個）有功功率信號出現(xiàn)較大擺動，其中變送器5Wf（MCS中發(fā)電機有功功率31W103）輸出出現(xiàn)有功正向增加，由366.70MW突變至390.91MW，其余5個變送器輸出出現(xiàn)有功反向減少。5Wf輸出增加其余變送器輸出反向減少同時刻3號機組三相機端電流、機端電壓波形如下：3 改造的實施細則該公司機組有功功率信號通過硬接線方式送至DCS,熱控MCS、DEH所需有功功率信號分別取至六個不同的變送器，在邏輯中實現(xiàn)三取中。機組變送器屏內(nèi)已實現(xiàn)有功功率變送器二次回路獨立，電壓分別取自1YH、2YH、3YH，

6、電流分別取自中性點側(cè)4LH、機端側(cè)5LH、6LH，通過兩根控制電纜分別送至熱控MCS、DEH。二次回路圖如下： 設備安裝：在#3發(fā)電機組變送器屏先拆除原有的有功、無功變送器15臺，再把#3機組變送器屏面板上的最下面那塊活動面板拆下按智能變送器的尺寸進行開孔，把三塊智能變送器安裝在這塊面板上。如圖一 圖一2、我廠現(xiàn)在上傳熱控DEH有功功率變送器有三塊6Wf、7Wf、8Wf，電流分別取自三組不同的測量級機端電流CT：4LH、5LH、6LH，電壓分別取自三組不同的發(fā)電機機端電壓PT:3YH、2YH、1YH，如圖二，改造后用三個智能變送裝置替換這三塊有功變送器。因為每臺智能變送器有8個直流模擬量的輸出

7、，所以也能把接至不同組CT繞組下的其它有功、無功變送器一并替換。 圖二3、三臺發(fā)電機智能變送裝置分別交叉接入2組獨立的發(fā)電機機端電壓PT繞組、和兩組獨立的測量級機端電流CT繞組。智能變送器1ZF接入4LH、5LH的CT繞組，3YH和2YH的PT電壓。智能變送器2ZF接入5LH、6LH的CT繞組，2YH和1YH的PT電壓,。智能變送器3ZF接入4LH、6LH的CT繞組，2YH和1YH的PT電壓,智能變送器的具體接線按下圖三施工。 圖三3 措施及建議（1）仔細檢查各變送器模擬量輸出電纜屏蔽線是否可靠接地，尤其是送至DCS、DEH機柜砷率變送器電纜應獨立，減少干擾。 （2）送至DCS、DEH機柜的有

8、功功率變送器誤差方向應一致，且在合格范圍內(nèi)，防止因功率兩兩偏差大而影響機組正常調(diào)節(jié)或由因此而導致的跳機事故。 （3）建議對機組協(xié)調(diào)控制的功率信號采取適當?shù)难訒r，以避免功率信號受干擾波動而致機組協(xié)調(diào)或AGC自動功能退出。 （4）建議熱工專業(yè)對各有功功率點（共7個）進行認真核對排查，并在DCS“退出自動協(xié)調(diào)控制功能”邏輯中增加“發(fā)電機有功功率變化速率快”條件，當此條件滿足時，可認為是電氣操作或故障引起的干擾，不退出自動協(xié)調(diào)控制功能。該有功功率變化速率定值建議按躲過發(fā)電機正常調(diào)節(jié)值15 MW/min整定，可取20Mtwmin。據(jù)此可防止再次發(fā)生波動時出現(xiàn)不可控的意外事件。 （5）選擇具有自動濾波功能

9、的變送器，這樣在發(fā)生電氣故障或電氣操作時可以自動濾除諧波分量，避免輸出畸變。 （6）在熱工邏輯中增加“TV斷線閉鎖”條件，即在發(fā)電機功率發(fā)生突變時，如無“TV斷線閉鎖”發(fā)生，則自動協(xié)調(diào)控制功能不必退出。僅在TV發(fā)生斷線（如熔絲熔斷或二次開關跳閘）且功率突變時，自動退出協(xié)調(diào)控制功能。 （7）由于測量級TA易飽和，而保護級TA不易飽和、可選擇能內(nèi)動實現(xiàn)測量級TA和保護級TA向動切換的裝置，這樣在發(fā)生涌流或電氣故障瞬間，經(jīng)裝置判斷后FI動切換到保護級TA, 避免輸出功率快速大幅波動"。 3 結(jié)束語 通過對6kV脫硫、段進行回路改造和裝設快切裝置，提高脫硫負荷切換至各自脫硫高變的快速性和安全性。脫硫旁路煙