機(jī)組有功功率變送器輸出測點跳變原因分析及處理方案

文/馬敏 沈志超

國家電投協(xié)鑫濱海發(fā)電公司機(jī)組有功功率變送器采用浙江涵普FPWT-301D型有功功率變送器，每臺機(jī)組有3臺有功功率變送器，每臺機(jī)組有功功率變送器兩路輸出，分別去DCS和DEH。三個機(jī)組有功功率變送器一共有兩路UPS電源，其中機(jī)組有功功率變送器1和有功功率變送器3公用一路UPS電源。2018年09月30日、2018年10月17日、2018年10月18日等時間段，運(yùn)行人員監(jiān)盤發(fā)現(xiàn)2號機(jī)組多次出現(xiàn)功率閉鎖。熱控人員和電氣二次人員共同檢查發(fā)現(xiàn)DEH機(jī)組有功功率1測點跳變。當(dāng)DEH系統(tǒng)內(nèi)，機(jī)組有功功率測點1、2、3的偏差超熱控邏輯閉鎖定值時，則閉鎖負(fù)荷調(diào)節(jié)。

鑒于有功功率變送器測點跳變可能影響協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)正常運(yùn)行，引發(fā)錯誤調(diào)節(jié)，嚴(yán)重時甚至造成跳機(jī)事故，影響發(fā)電量任務(wù)的完成和全年經(jīng)濟(jì)效益，分析和解決機(jī)組有功功率變送器測點跳變的問題顯得尤為重要。

1 功率變送器測點跳變情況及原因分析

1.1 跳變情況

我廠2號機(jī)組有功功率變送器測點跳變情況，經(jīng)過調(diào)取EDH曲線發(fā)現(xiàn)，2號機(jī)組有功功率變送器測點跳變有一下特點：

（1）同一時刻僅出現(xiàn)單個測點跳變。

（2）同一時刻同時出現(xiàn)兩個測點跳變。

（3）測點跳變時間和數(shù)值無規(guī)律性，數(shù)值上有時大到200MW有時小到20MW。

（4）根據(jù)EDH邏輯，在正常的運(yùn)行中，通過負(fù)荷信號選擇模塊選用三個機(jī)組負(fù)荷實際值中的中間值作為實際負(fù)荷PEL，并輸出相關(guān)的控制邏輯與設(shè)備中。當(dāng)三個實際負(fù)荷值PEL1、PEL2、PEL3失效或兩兩之間偏差大，則輸出相應(yīng)的負(fù)荷信號失效報警信息閉鎖功率調(diào)節(jié)。當(dāng)測點跳變時，滿足EDH邏輯，閉鎖負(fù)荷調(diào)節(jié)。

（5）因系統(tǒng)采樣精度問題，根據(jù)DCS曲線無法判斷DCS系統(tǒng)有功功率測點是否存在跳變問題，暫不做分析。

1.2 原因分析

1.2.1 變送器故障

當(dāng)變送器的輸出通道故障或者采樣回路故障時，可能會導(dǎo)致變送器輸出測點跳變。我廠2號機(jī)組有功功率變送器1、2先后出現(xiàn)過測點跳變，三臺機(jī)組有功變送器投運(yùn)時間均不到1年，調(diào)試期均校驗合格，初步判斷變送器自身故障的可能性很小。

1.2.2 電源干擾

變送器是電氣測量的一個中間環(huán)節(jié)，變送器輔助交流電源消失將會導(dǎo)致變送器工作停止。我廠變送器電源為單路交流UPS，交流工頻電源的交流磁場會對變送器的輸出有干擾，致使變送器輸出跳變。

圖1

根據(jù)電源分配情況，我廠存在變送器電源公用的情況，如一路電源失電，將造成2個有功功率變送器輸出測點消失。若此時再失去一組功率測點，DCS邏輯判斷會退出機(jī)組AGC，同時跳水煤比控制、跳鍋爐主控、運(yùn)行模式CCS模式切換至TF模式，增加了運(yùn)行監(jiān)視、調(diào)節(jié)難度，存在一定的安全隱患。

1.2.3 二次回路接地不正確

4-20mA模擬量信號受外部電磁干擾導(dǎo)致輸出跳變是生產(chǎn)現(xiàn)場一種常見故障現(xiàn)象。二十五項反措要求DCS或DEH的信號采用在熱控側(cè)單端接地，強(qiáng)電弱電的電纜分開布置，現(xiàn)場檢查均滿足反措要求。

進(jìn)一步對DEH系統(tǒng)二次回路接地情況進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)除機(jī)組有功功率測點以外的其他回路，均在熱控DEH柜卡件公共負(fù)端統(tǒng)一接地，唯獨機(jī)組功率變送器測點二次回路未接地。經(jīng)廠家確認(rèn)，機(jī)組有功功率變送器的卡件為特殊卡件，卡件上沒有公共接地端，因此需要對該信號回路單獨接地?，F(xiàn)場接線不滿足要求。

1.2.4 變送器抗干擾能力差

長期運(yùn)行經(jīng)驗表明，傳統(tǒng)變送器受系統(tǒng)沖擊、電磁干擾影響較大，抗干擾能力差，存在輸出跳變的問題且很難解決。

我廠其他系統(tǒng)曾出現(xiàn)過4-20mA測點輸出跳變的問題，經(jīng)錄波檢查該儀表4-20mA輸出存在跳變，進(jìn)一步分析判斷是數(shù)字電能表抗干擾能力差所導(dǎo)致的，現(xiàn)場更換為同廠家其他型號的電壓變送器仍然存在測點跳變問題。為此，我們采取用源頭解決的方案，將4-20mA測點從電測儀表改接至綜保裝置的4-20mA輸出。現(xiàn)場長期運(yùn)行觀察效果良好，最終解決了測點跳變問題。由此可見，變送器自身的抗干擾能力對4-20mA輸出測點的質(zhì)量起著決定的作用。

我廠機(jī)組有功功率變送器為傳統(tǒng)變送器，抗干擾能力差、暫態(tài)特性差，時間常數(shù)大，解決不了由于短路故障和涌流中的非周期分量，導(dǎo)致測量級電流互感器暫態(tài)飽和的問題等，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)瞬時故障或者區(qū)外故障時，測量級CT飽和時，放大了故障信息，變送器輸出值會發(fā)生嚴(yán)重畸變，導(dǎo)致輸入給DEH的功率至嚴(yán)重失真，不能正確反映機(jī)組的功率值，導(dǎo)致AGC誤動或DEH的功率不平衡保護(hù)誤動作，造成機(jī)組非正常停機(jī)，對電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來重大隱患。

2 處理和優(yōu)化方案

2.1 變送器校驗

利用機(jī)組停機(jī)時間，對三臺機(jī)組有功功率變送器進(jìn)行校驗，各項參數(shù)和報告數(shù)據(jù)均在有效范圍內(nèi)，三臺機(jī)組有功功率變送器檢定合格。

2.2 電源優(yōu)化

對變送器屏內(nèi)電源回路進(jìn)行改造，每臺機(jī)組有功變送器電源獨立配置，增強(qiáng)電源可靠性。優(yōu)化后，變送器屏內(nèi)交流電源分別取自2號機(jī)組的A套UPS、B套UPS。雖然仍存在變送器電源公用現(xiàn)象，但三個機(jī)組有功功率變送器電源獨立配置，長期運(yùn)行觀察機(jī)組有功功率變送器測點輸出跳變情況仍然存在。如圖1所示。

2.3 二次回路接地整改

根據(jù)DEH系統(tǒng)要求，熱控DEH柜內(nèi)機(jī)組有功功率變送器的卡件為特殊卡件，卡件上沒有公共接地端，因此需要對該信號回路單獨接地?，F(xiàn)場增加機(jī)組功率測點二次回路接地，改造后機(jī)組功率測點輸出正常。

2.4 變送器更換

對變送器進(jìn)行技改，采用具有雙CT、雙PT、雙路電源、暫態(tài)性能好的智能變送器。新變送器暫態(tài)性能好，抗干擾能力增強(qiáng)，電磁兼容能力提高，輸出更穩(wěn)定，當(dāng)一路電源異常時，仍不影響變送器的正常運(yùn)行。

3 建議

（1）設(shè)備調(diào)試期應(yīng)按照反措和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求做好質(zhì)量驗收工作，保證變送器模擬量電纜屏蔽層正確可靠接地，強(qiáng)弱電電纜分開布置，尤其是送DCS、DEH的變送器電纜應(yīng)獨立設(shè)計，提高干擾能力。

（2）近年來，國內(nèi)電廠發(fā)生多起電網(wǎng)瞬時故障時汽輪機(jī)汽門快控誤動事件，對機(jī)組安全運(yùn)行造成嚴(yán)重影響，甚至造成多臺機(jī)組同時全停的嚴(yán)重后果。多起事故數(shù)據(jù)分析表明，造成汽輪機(jī)汽門快控誤動的主要原因是DEH接收的功率信號與實際不一致導(dǎo)致的，由于傳動變送器的固有特性導(dǎo)致的。為此，為了避免類似事件的發(fā)生，新機(jī)組和老機(jī)組技術(shù)改造時，用于DEH調(diào)節(jié)的變送器應(yīng)優(yōu)先考慮采用雙CT、雙PT、雙電源回路，暫態(tài)性能好的智能變送器。雙CT回路可用一組測量級CT和一組保護(hù)級CT，當(dāng)受外部勵磁涌流或合應(yīng)涌流影響時，變送器仍能可靠輸出，提高可靠性。

（3）應(yīng)做好電測技術(shù)監(jiān)督工作，按要求進(jìn)行電測量變送器的定期檢定，及時更新電測儀器儀表的檢定周期、做好檢定報告存檔工作，確?，F(xiàn)場使用的變送器輸出正確、安全可靠。

4 結(jié)束語

輸出穩(wěn)定、性能好、可靠性高的電測量變送器，對機(jī)組乃至整個電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。電測作為電力系統(tǒng)不可或缺的專業(yè)，在工作中必須秉承高度的責(zé)任心和不斷探索的進(jìn)取心，為機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠保障。同時，應(yīng)加強(qiáng)電測和熱控專業(yè)間的技術(shù)交流，共同提高分析和解決現(xiàn)場實際問題的能力。