1　前言

　　　　隨著(zhù)電力系統自動(dòng)化技術(shù)水平的快速提高，并且廣泛得應用于發(fā)電廠(chǎng) DCS、DEH、AVC、AGC、一次調頻、協(xié)調控制等自動(dòng)化設備中。發(fā)電機有功功率及無(wú)功功率，作為一個(gè)#為重要的參考數據，其可靠、穩定不但直接影響到自動(dòng)化設備的運行，而且對發(fā)電機組及其他設備的穩定運行也起到不可忽略的影響。近幾年來(lái)，由于系統操作（如發(fā)電機組并網(wǎng)、跳閘、變壓器空載合閘、電力系統故障等）導致功率變送器輸出發(fā)生震蕩甚至畸變，從而直接導致機組跳閘或自動(dòng)化裝置退出的事故也時(shí)有發(fā)生。2009 年 10 月 25 日，安徽合肥某 220kV 線(xiàn)路故障，導致附近某電廠(chǎng) 600MW 機組 AGC 自動(dòng)調頻異常動(dòng)作，機組負荷異波動(dòng)，#終退出 AGC 自動(dòng)方式。分析故障該電廠(chǎng)為發(fā)變線(xiàn)路組接線(xiàn)，與系統變電所比較近，當系統發(fā)生故障，電廠(chǎng)母線(xiàn)電壓較大幅度降低，導致功率變送器采樣錯誤，輸出給 AGC 的功率值與實(shí)際功率嚴重不符。從錄波曲線(xiàn)看，機組功率突然大幅跳水甩負荷，然后導致AGC 誤動(dòng)作，#終退出自動(dòng)方式。

 

　　　　2011 年 12 月，江蘇某電廠(chǎng) 1000WM 機組，因 #1 機組并網(wǎng)瞬間引起 #2 機組定子電流增大約 10%，#2 機組三相有功瞬間波動(dòng)約 20%，造成三個(gè)送 DCS 功率變送器功率信號瞬間波動(dòng)，DCS 采集到的功率反饋信號瞬間偏差大（三個(gè)功率反饋信號兩偏差大 25MW），并網(wǎng)時(shí)產(chǎn)生的和應涌流導致有功功率變送器嚴重失真。使鍋爐主控切手動(dòng)。造成跳機事故。2013 年 10 月 21 日，大唐呂四電廠(chǎng) #2 機組 (600MW)協(xié)調控制自動(dòng)退出，原因是東洲變電站（距呂四電廠(chǎng)約 40km）主變空載合閘致 #2 機功率變送器輸出發(fā)生畸變。

 

2　變送器目前的現狀

　　　　傳統發(fā)電機變送器，技術(shù)水平忍保持在 30 年前。電力行業(yè)標準電送器的常數要求 <400ms, 實(shí)際在 240ms -400ms 之間，廷時(shí)較長(cháng)，難以滿(mǎn)足系統故障快響應的要求，再加上 DEH 本身的通道延遲 , 這就導致保護實(shí)際動(dòng)作的時(shí)間延時(shí)已經(jīng)在幾百毫秒以上，導致保護動(dòng)作之后 ，變送器輸出還沒(méi)有消失；抗干擾能力差，對講機干擾都會(huì )致使功率變送器輸出發(fā)生突變，會(huì )導致保護誤動(dòng)跳機事故；暫態(tài)特性差，對于電氣瞬時(shí)故障導致的功率突變（雷擊等自然現象引發(fā)的單相接地故障及系統震蕩，瞬時(shí)擾動(dòng)等）, 不能與甩負荷事箂hou齔鑾��?, 可能導致保護誤動(dòng)；解決不了由于和應涌流中的非周期分量，易導致測量級電流互感器暫態(tài)飽和的問(wèn)題；對于電壓、電流二次回路發(fā)生的斷線(xiàn)故障 ,傳統的有功功率變送器也無(wú)法采取任何的閉鎖措施 , 必然導致功率輸出跌落；對異常狀態(tài)沒(méi)有記錄。對于變送器本身故障 , 沒(méi)有任何自檢告警功能存在抗干擾差，不滿(mǎn)暫態(tài)，系統擾動(dòng)功率變送易出現波動(dòng)，顯然不符合現有的國網(wǎng)《guojia能源局關(guān)于印發(fā) < 防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點(diǎn)要求 > 的通知》（國能安全 {2014}161 號）的要求，同時(shí)根據《發(fā)電機組并網(wǎng)安全條件及安評》（GB/T28566-2012）強化涉網(wǎng)設備并網(wǎng)運行安全技術(shù)管理，提高機組可靠性，有改造的必要性。

 

3　變送器的重要性

　　　　變送器輸出送至 DEH、AGC 等控制系統的信號主要用于將發(fā)電機當前的電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率數值送至 DEH、AGC 等控制系統，參與 DEH、AGC 等控制系統的邏輯控制。這類(lèi)信號不止要求變速器的輸出滿(mǎn)足穩態(tài)要求，還需要考慮變送器的暫態(tài)特性。綜合上所述，可見(jiàn)傳統的變送器，不僅是響應時(shí)間長(cháng)、抗干擾差，且不滿(mǎn)足暫態(tài)。由于傳統的變送器沒(méi)有暫態(tài)方面的要求，近年由于傳統變送器不滿(mǎn)足暫態(tài)特性，影響機組穩定運行及跳機事故時(shí)有發(fā)生。早2005 年華能南京電廠(chǎng)發(fā)表在江蘇電機工程上的《320MW 超臨界機組突然甩負荷事件分析與處理》的論文寫(xiě)的就是傳統功率變送失真案例。

 

4　智能變送裝置原理

　　　　在正常情況下裝置采用測量輸入數據計算，發(fā)生功率突變時(shí)裝置采用保護級輸入數據進(jìn)行計算，同時(shí)裝置具備判斷 CT 斷線(xiàn)、PT 斷線(xiàn)功能；響應時(shí)間短在 40ms 之內能滿(mǎn)足系統故障快速響應的要求；裝置跟系統時(shí)鐘同步，具有錄波功能，可以多路輸出�？垢蓴_能力達到嚴酷 IV 級，軟硬件共同優(yōu)化，國標要求繼電保護裝置及安全自動(dòng)裝置的抗干擾能力為嚴酷 III 級；針對電網(wǎng)出現瞬時(shí)故障時(shí)，采用切換CT 的方式。裝置同時(shí)接入一組測量級 CT 和一組保護級 CT，當系統發(fā)生擾動(dòng)時(shí)，智能功率變送裝置可以通過(guò)測量電流的增量，從測量級CT 切換到保護級 CT, 使得測量的功率值和真實(shí)的功率值相差不大；當出現和應涌流時(shí)，裝置能自動(dòng)檢測基波分量中的直流分量的含量，作為切換 CT 的條件，解決了測量級電流互感器暫態(tài)飽和的問(wèn)題。通過(guò)軟件實(shí)現測量級 CT 和保護級 CT 快速無(wú)縫自動(dòng)切換，具有良好的暫態(tài)特性，能確保發(fā)電機功聅hou遠�碟X諳低澈?DCS 系統可靠運行。

 

5　發(fā)電機智能變送裝置的實(shí)際應用

　　　　把原來(lái)分散的功能集中在一個(gè)屏內，采用高性能 32 位處理器平臺的智能變送裝置，提升抗干擾能力和暫態(tài)傳變特性，且不受諧波影響，既可以滿(mǎn)足發(fā)電機綜合測量的要求又可以把電網(wǎng)的精準信號提供給熱工使用。

 

　　　　以 #1 的改造具體實(shí)施如下：屏內裝 BPT9301 發(fā)電機智能變送裝置三臺，用于發(fā)電機部分所有的測量信號，并為熱工提供三個(gè)完全好立的有功功率信號用于調節。優(yōu)點(diǎn)在于：（1）此裝置提供的信號響應快速，響應時(shí)間小于 40ms，比傳統的變送器快了十倍；（2）采用了全新的結構和技術(shù)，本裝置的抗干擾能力達到嚴酷四級；（3）暫態(tài)特性好，裝置不僅能保證在穩態(tài)下的精度，而且能保證在暫態(tài)下的可靠性，保證了給熱工的信號不失真，不會(huì )引起功率的錯誤波動(dòng)；（4）采用了雙 PT、雙 CT 的原理，可以從根本上解決傳統變送器缺少二次斷線(xiàn)判據的問(wèn)題；（5）有 GPS 對時(shí)，把設備與廠(chǎng)內的時(shí)標統一，裝置有錄波及事件記錄功能，可以把異常狀態(tài)記錄下來(lái)，為事后分析提供技術(shù)支撐；（6）多電氣量、多格式輸出，雙 485 及以太網(wǎng)輸出、脈沖信號輸出、無(wú)源接點(diǎn)信號輸出，可以實(shí)現全數字化。7、裝置具備故障錄波功能，能記錄發(fā)生故障時(shí)的電壓、電流以及功率波形，可以便于我廠(chǎng)運維人員的事后分析。

 

　　　　我廠(chǎng)改為發(fā)電機智能變送裝置后有可靠的 PT 斷線(xiàn)和 CT 斷線(xiàn)判別功能，當發(fā)生 PT 斷線(xiàn)和 CT 斷線(xiàn)時(shí)，自動(dòng)切換到未斷線(xiàn)的那一組PT 和 CT，解決了傳統功率變送器發(fā)生斷線(xiàn)后功率失真的問(wèn)題。裝置通過(guò)軟件實(shí)現測量級CT和保護級CT自動(dòng)切換，具有良好的暫態(tài)特性，能確保我廠(chǎng)發(fā)電機功聅hou遠�碟X諳低澈?DCS 系統可靠運行，可以避免因傳變失真而造成的直接及間接的重大經(jīng)濟損失同時(shí)裝置具備故障錄波功能，能記錄發(fā)生故障時(shí)的電壓、電流以及功率波形，可以便于我廠(chǎng)運維人員的事后份析。

　　　　改造后的發(fā)電機智能變送裝置測量可靠、暫態(tài)特性好、響應迅速、抗干擾能力強，滿(mǎn)足《guojia能源局關(guān)于印發(fā) < 防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點(diǎn)要求>的通知》（國能安全{2014}161號）要求。滿(mǎn)足《發(fā)電機組并網(wǎng)安全條件及安評》（GB/T28566-2012）強化涉網(wǎng)設備并網(wǎng)運行安全技術(shù)管理，提高機組可靠性，裝置解決了測量級電流互感器暫態(tài)飽和的問(wèn)題，確保了機組暫態(tài)時(shí)的穩定運行。

 

6　結語(yǔ)

　　　　傳統功率變送器不僅是響應時(shí)間長(cháng)、抗干擾差，且不滿(mǎn)足暫態(tài)。因此把傳統的模擬式的方案推進(jìn)到數字式時(shí)代，既能提供高精度的穩態(tài)功率信號，也具備良好的暫態(tài)性能，以滿(mǎn)足DEH中所有功能的要求，把模擬式產(chǎn)品出現的問(wèn)題從根本上解決了。防止電網(wǎng)波動(dòng)時(shí)機組擾動(dòng)或跳機事故的發(fā)生。

 

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