越南松真2水電站電氣二次設計及實施

張榮梅

(中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司，浙江 杭州 311122)

越南松真2水電站電氣二次設計及實施

張榮梅

(中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司，浙江 杭州 311122)

越南松真2水電站位于越南中部地區(qū)，其計算機監(jiān)控系統(tǒng)由北京ABB貝利控制有限公司提供。本文介紹了越南松真2水電站電氣二次設計方案及監(jiān)控系統(tǒng)、繼電保護、電站自動化、通信等電氣二次設備的主要特點，并對實施情況進行了跟蹤，結果表明所有系統(tǒng)運行正常，滿足電站安全生產和管理的要求。

越南松真2水電站；電氣設計

1 概 述

越南松真2水電站位于越南中部地區(qū)廣南省松真河上(Song Tranh river),距越南第三大城市峴港122.50km。松真2水電站裝設2臺95MW混流式水輪發(fā)電機組，通過2個發(fā)電機變壓器單元接入220kV母線，發(fā)電機和主變壓器間設斷路器。220kV采用雙母線接線方式，通過2回220kV輸電線路接入系統(tǒng)。越南松真2水電站電氣二次設計主要包括：計算機監(jiān)控系統(tǒng)、繼電保護、直流電源系統(tǒng)、機組勵磁系統(tǒng)以及調速器、同期系統(tǒng)、GPS系統(tǒng)、通信及火災報警系統(tǒng)等。松真2水電站是一個集發(fā)電、防洪和灌溉多用途的中型水電站。

2 計算機監(jiān)控系統(tǒng)

2.1 計算機監(jiān)控系統(tǒng)結構

電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分步結構，電站控制層設備由一套主計算機(服務器)、兩套操作員工作站、一套工程師及培訓工作站、一套模擬工作站、一套數(shù)據(jù)處理服務器、一套100寸的大屏幕裝置及打印機等組成?，F(xiàn)地控制層設備由兩套機組現(xiàn)地控制單元(1ULCU、2ULCU)、一套公用設備現(xiàn)地控制單元(PCLCU)、一套開關站現(xiàn)地控制單元(SYLCU)、一套溢洪道現(xiàn)地控制單元(SPLCU)、一套進水口現(xiàn)地控制單元(INLCU)等組成。

2.2 計算機監(jiān)控系統(tǒng)網絡

電站主干網采用冗余的Hirschmann MS20-1600 SAAEHH01.0系統(tǒng)交換機，各個機組和公用設備現(xiàn)地控制單元、開關站采用2臺工業(yè)以太實時環(huán)網交換機MS20-0800SAAEHH01.0，由上述現(xiàn)地控制單元交換機組成的2個環(huán)網采用多模光纖(100M)以Coupling(主備鏈路耦合)方式連接并分別連接到對應的2臺主干網交換機上，構成雙環(huán)網結構網絡。進水口和溢洪道閘門現(xiàn)地控制單元的2臺工業(yè)以太交換機MS20-0800SAAEHH01.0，出于網絡安全的考慮，采用單模光纖(100M)以雙總線方式連接到對應的2臺主干網交換機上。

計算機監(jiān)控系統(tǒng)結構見下圖。

計算機監(jiān)控系統(tǒng)結構圖

2.3 計算機監(jiān)控系統(tǒng)功能

計算機監(jiān)控系統(tǒng)功能由電站控制級及現(xiàn)地控制單元級共同完成。

本電站接受越南國家調度中心A0和地區(qū)調度中心A3的調度。電站監(jiān)控系統(tǒng)通過1臺專用的數(shù)據(jù)處理和通信裝置向A0和A3發(fā)送上行遙測、遙信量，接受A0、A3的遙控、遙調量，供電站監(jiān)控系統(tǒng)控制和調節(jié)整個電站。

電站控制級主要功能是對本電站所有被控對象進行安全監(jiān)控；現(xiàn)地控制級主要功能是自動接收來自電站控制層的命令信息和數(shù)據(jù)；自己采集DI、SOE、AI、PI等類型的實時數(shù)據(jù)。

在機組LCU柜上設有遠方/現(xiàn)地、開機/停機、分/合閘、增/減有功、增/減無功等控制開關，設有緊急事故停機等硬布線回路。

3 繼電保護

3.1 220kV線路等繼電保護

3.1.1 220kV線路保護

220kV線路有兩套獨立組屏的保護構成：第一套采用GE的L90線路差動保護裝置組成的保護柜，該保護裝置由光纖電流差動、相間距離、接地距離、零序方向過流保護以及綜合重合閘、斷路器失靈保護等功能組成；第二套保護采用GE的D60線路距離保護裝置組成的保護柜，該保護裝置由五段相間和接地距離保護、零序方向過流保護以及綜合重合閘、斷路器失靈保護等功能組成。

3.1.2 220kV母線差動保護

220kV母線差動保護采用GE的B90母線差動保護裝置，獨立組屏，該保護裝置除提供快速安全的低阻抗母線保護外，還配備有三相斷路器失靈保護功能。

3.1.3 220kV母聯(lián)保護及短線保護

220kV母聯(lián)保護采用GE的F650保護裝置，雙重化配置，兩套保護裝置組在同一屏柜內。廠房到開關站的220kV架空線配置雙重化保護，采用GE的L30實現(xiàn)短引線的光纖差動保護，采用F650實現(xiàn)方向過流保護。

3.2 發(fā)電機主變壓器組繼電保護

發(fā)電機主變壓器組配置雙重化保護，采用GE的微機保護裝置。發(fā)變組系統(tǒng) 1保護配置：發(fā)電機縱聯(lián)差動保護、定子繞組溫度保護、定子過負荷保護、低/過頻率保護、95%定子接地保護、100%定子接地保護、過電壓保護、軸電流保護、過勵磁保護、發(fā)電機低阻抗保護、意外激磁保護(50/27)、失步保護、逆功率保護、滅磁保護、勵磁變瞬時過流保護、勵磁變延時過流保護、廠變瞬時/延時過流保護、廠變過負荷保護、負序保護、主變差動保護、主變過激磁保護、主變過負荷保護、主變瞬時/延時過流保護、主變中性點瞬時/延時過流保護、主變限制性接地故障保護(87TN)、瓦斯保護、轉子一點接地保護、廠房-開關站短線差動保護、斷路器失靈保護。發(fā)變組 系統(tǒng) 2保護配置：發(fā)電機縱聯(lián)差動保護、定子繞組溫度保護、定子過負荷保護、低/過頻率保護、95%定子接地保護、100%定子接地保護、過電壓保護、軸電流保護、過勵磁保護、發(fā)電機低阻抗保護、意外激磁保護(50/27)、失步保護、逆功率保護、滅磁保護、勵磁變瞬時過流保護、勵磁變延時過流保護、廠變瞬時/延時過流保護、廠變過負荷保護、廠變零序過流保護、負序保護、發(fā)變組差動保護、主變過激磁保護、主變過負荷保護、主變瞬時/延時過流保護、主變中性點瞬時/延時過流保護、瓦斯保護、轉子一點接地保護、斷路器失靈保護。

發(fā)變組繼電保護有以下特點：兩組保護CT回路互相獨立，每組保護主、后備保護采用同一組CT；兩組保護PT回路相互獨立；100%定子接地保護構成：是由一種響應發(fā)電機機端和中性點處三次諧波不平衡的自適應電壓差動特性實現(xiàn)的。

4 直流控制電源

廠房和開關站分別配置直流控制電源，額定電壓為220V，供機組起勵、斷路器控制、繼電保護、操作等電源。廠房設置兩套深圳鋰士的閥控式鉛酸免維護蓄電池，容量為600AH；開關站設置兩套深圳鋰士的閥控式鉛酸免維護蓄電池，容量為400AH。設有充配電柜、分配電柜等，對控制、保護、信號等重要負荷采用冗余供電方式。

5 同期系統(tǒng)

松真2水電站的發(fā)電機斷路器和220KV斷路器均為同期并列點。所有同期并列點既可采用手動準同期方式，也可采用自動準同期方式，自動準同期裝置采用ABB的SYN5202雙通道自動準同期裝置。

6 機組勵磁系統(tǒng)

勵磁電源由勵磁變壓器取自發(fā)電機端電壓，經三相全控橋整流，提供發(fā)電機轉子勵磁電流。勵磁調節(jié)器選用EXC9000型微機勵磁調節(jié)器，具有完全獨立的兩套自動通道和一套手動調節(jié)通道。調節(jié)通道以主從方式工作，其中一個自動調節(jié)通道作為主通道，另一個自動調節(jié)通道作為第一備用通道，手動調節(jié)通道作為第二備用通道。調節(jié)器具有自診斷功能，自動跟蹤運行通道，通道之間既可自動切換也可手動切換。

7 機組調速器

水輪發(fā)電機采用雙冗余微機調速器。

調速器系統(tǒng)的功能主要由微處理機來實現(xiàn)。微處理機接受轉速信號、水頭信號、導葉反饋信號、功率反饋信號、同期裝置的調頻信號、計算機監(jiān)控系統(tǒng)的操作指令和參數(shù)給定值，輸出信號經過放大后作用于受控液壓系統(tǒng)操作水輪機導葉。水頭和功率反饋信號為直流4～20mA。

正常的開、停機操作通過動作主配壓閥直接控制導葉接力器完成。調速系統(tǒng)設有事故配壓閥，在主配拒動，機組轉速上升至115%額定轉速，經3S延時，動作事故配壓閥關閉導葉。

8 GPS系統(tǒng)

電站采用一套GPS對時裝置，包括主從兩個GPS模塊。主時鐘裝置安裝在位于廠房中控室的服務器柜內，從時鐘裝置安裝在位于220KV開關站控制室的操作控制臺內。主時鐘與從時鐘間采用光纖通信連接，從時鐘接受主時鐘發(fā)來的對時信號。主GPS作為時間服務器統(tǒng)一向站內需要時間同步的設備授時，具備SNTP功能的設備應當開啟此功能作為IRIG-B信號的備用。監(jiān)控系統(tǒng)內的控制器及計算機通過SNTP協(xié)議訪問時間服務器獲得高精度時間。

GPS接收天線安裝在副廠房屋頂。

9 火災報警及消防控制系統(tǒng)

系統(tǒng)采用智能型總線制集中報警系統(tǒng)。采用集中與分散、自動與手動相結合的報警及控制方式。在中控室設火災報警控制柜一面，內含火災報警控制器、多線火災報警盤、主備用電源等；開關站控制室設火災報警控制器。

9.1 火災報警系統(tǒng)

火災報警系統(tǒng)在全廠需要保護的場所均設有感煙或感溫探測器，在每個防火分區(qū)設有手動報警按鈕；2臺發(fā)電機還專設機組火災報警裝置，輸出的機組火災信號通過接口至全廠火災報警系統(tǒng)和相應機組LCU。

9.2 消防控制系統(tǒng)

通過消防控制系統(tǒng)對現(xiàn)場的消防設備進行自動或手動控制，實現(xiàn)滅火，防止火災的進一步蔓延，并在控制盤上顯示被控設備動作后的返回信號。消防控制和顯示對象包括防火電動閥、通風機、排煙風機、空調機、聲光報警器等。

10 通信系統(tǒng)

通信系統(tǒng)包括系統(tǒng)通信、廠內通信和通信電源。

10.1 電力系統(tǒng)通信

電站與電力系統(tǒng)間采用光纖通信，通信傳輸信息種類包括220kV線路保護、調度數(shù)據(jù)、調度電話等。

松真2水電站兩回220kV出線接入距電站約48km的TAM KY 220kV變電站，兩回220kV線路上各架設一條12芯OPGW光纜。電站側和TAM KY變電站側均設置STM-W和PCM-30光纖通信設備，實現(xiàn)電站與變電站的連接，使電站成為電力系統(tǒng)光纖傳輸通信網中的一個節(jié)點，為電站提供至TAM KY 變電站和調度中心的電話、繼電保護和自動化信息傳輸?shù)耐ㄐ磐ǖ馈?/p>

10.2 電站內部通信

電站設一臺程控交換機，作為系統(tǒng)調度指揮及廠內生產調度通信用。調度通信機通過數(shù)字中繼、2W/4W E&W中繼與光纖通信設備相連接。

10.3 通信電源

電站在廠房、開關站、進水口、溢洪道各設一套通信電源，采用高頻開關式穩(wěn)壓穩(wěn)流電源系統(tǒng)，取自廠用電的交流220V作為主供電源，電源系統(tǒng)輸出直流-48V供通信設備用。當廠用電消失時，自動轉為由蓄電池供電。廠房通信電源包括：一組容量為200AH的閥控式鉛酸免維護蓄電池，位于蓄電池室內；一面高頻開關充配電柜，位于廠房直流配電室內。開關站通信電源包括：一組容量為200AH的閥控式鉛酸免維護蓄電池柜，一面高頻開關充配電柜，兩面柜子均位于開關站通信室內。進水口和溢洪道通信電源均由一套容量為100AH的閥控式鉛酸免維護蓄電池和高頻開關充配電裝置組成，布置在一面屏柜內，分別位于進水口和溢洪道控制室內。

11 結 語

2010年12月19日，越南松真2水電站首臺機組成功并網發(fā)電，電氣二次各系統(tǒng)同時投入運行。迄今為止，所有系統(tǒng)運行正常，滿足電站安全生產和管理的要求。

Electrical Secondary Design and Implementation of Vietnam Songzhen 2 Hydropower Station

ZHANG Rongmei

(PowerChinaHuadongEngineeringCorporationLimited,Hangzhou311122,China)

Vietnam Songzhen 2 Hydropower Station is located in midland of Vietnam, its computer monitoring and control system is provided by Beijing ABB Bailey Control Co., Ltd. In the paper, main features of electrical secondary design plan, monitoring system, relay protection, power station automation, communication and other electric secondary equipment of Vietnam Songzhen 2 Hydropower Station are introduced. Implementation conditions are traced. The results show that all systems are operated normally, which meet the requirements of power station safety production and management.

Vietnam Songzhen 2 Hydropower Station; electrical design

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2017.06.010

TV736

A

1673-8241(2017)06- 0040- 04