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發(fā)電廠電測(cè)計(jì)量回路技術(shù)探討
一．前言
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化水平的提高，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、綜合保護(hù)、綜合表計(jì)等微機(jī)電子設(shè)備在新建電廠的普及，發(fā)電廠電測(cè)計(jì)量回路設(shè)備，基本淘汰電磁機(jī)械式的測(cè)量表計(jì)，形成了以計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、DCS分散控制系統(tǒng)、ECS廠用電監(jiān)控系統(tǒng)、NCS變電站電氣監(jiān)控系統(tǒng)、綜合保護(hù)、多功能綜合表計(jì)等組成的電氣測(cè)量計(jì)量系統(tǒng)。由于設(shè)計(jì)過程中對(duì)計(jì)量電測(cè)回路考慮不周，加之發(fā)電廠龐大的廠用系統(tǒng)，設(shè)備型號(hào)眾多，功能性能參差不齊，發(fā)電廠電氣測(cè)量計(jì)量精度和可靠性難以保證，對(duì)運(yùn)行監(jiān)控和廠用電經(jīng)濟(jì)分析不便。本文根據(jù)揚(yáng)州二電廠電測(cè)計(jì)量回路的具體問題提出自己的探討觀點(diǎn)。
二．關(guān)口計(jì)量回路：
發(fā)電廠關(guān)口點(diǎn)一般為所有出線線路和啟備變高壓側(cè)，雙母線主接線的發(fā)電廠，線路計(jì)量電壓取自線路電壓互感器二次側(cè)計(jì)量繞組（0.2級(jí)）直接接入電能表，啟備變計(jì)量電壓取自高壓母線電壓互感器二次側(cè)計(jì)量繞組（0.2級(jí)），經(jīng)啟備變保護(hù)電壓切換裝置接入電能表。兩段母線電壓回路設(shè)有專門的母線并列裝置，在某一段母線電壓互感器退出運(yùn)行時(shí)，將電壓二次回路并列，滿足保護(hù)、測(cè)量及計(jì)量回路采集電壓需要。
關(guān)口計(jì)量表計(jì)分兩面屏柜安裝布置，啟備變電能表安裝在1號(hào)機(jī)組繼保室內(nèi)1號(hào)機(jī)電度表屏上，出線線路電能表安裝在網(wǎng)控室線路電能表屏上。電能量遠(yuǎn)方終端安裝在網(wǎng)控室線路電能表屏上，廠內(nèi)計(jì)費(fèi)小主站安裝在1號(hào)機(jī)組繼保室桌面布置。
存在問題和改進(jìn)方案：
1.啟備變關(guān)口電能表和線路關(guān)口電能表由電力計(jì)量部門定期檢驗(yàn)維護(hù)，啟備變關(guān)口電能表同1號(hào)機(jī)組電能表在同一屏內(nèi)布置。正常情況下電力計(jì)量部門要對(duì)整面屏柜進(jìn)行鉛封，當(dāng)機(jī)組檢修時(shí)要經(jīng)電力計(jì)量部門許可才能開展工作，且日常不能巡視檢查機(jī)組表計(jì)回路，對(duì)廠內(nèi)的檢修維護(hù)造成不便。建議將啟備變、線路關(guān)口電能表共同組屏安裝與網(wǎng)控室，可以方便廠內(nèi)的檢修維護(hù)，也防止啟備變關(guān)口電能表定期維護(hù)時(shí)誤碰機(jī)組計(jì)量設(shè)備。
2. 啟備變計(jì)量電壓回路經(jīng)啟備變保護(hù)電壓切換裝置接入電能表。一方面增加了電纜線路的長(zhǎng)度，增加了回路壓降和回路故障幾率，另一方面計(jì)量電壓回路經(jīng)過啟備變保護(hù)屏頂小母線，啟備變保護(hù)電壓切換裝置，把計(jì)量回路和保護(hù)回路置于同一裝置之中，保護(hù)裝置檢修時(shí)將直接影響計(jì)量回路，保護(hù)專業(yè)的設(shè)備檢修試驗(yàn)考慮專業(yè)接線劃分，只注重于保護(hù)的相關(guān)回路試驗(yàn)傳動(dòng)，儀表專業(yè)對(duì)保護(hù)回路相關(guān)知識(shí)理解相對(duì)薄弱，在檢修過程中為計(jì)量回路的完整性、安全性留下隱患，將直接影響安全運(yùn)行，甚至經(jīng)濟(jì)效益。建議對(duì)于關(guān)口計(jì)量電壓回路在電能表屏柜安裝計(jì)量專用的電壓切換裝置，減小回路電纜的長(zhǎng)度，減小回路壓降和回路故障幾率，計(jì)量回路簡(jiǎn)單明了也利于專業(yè)維護(hù)和管理。
3.電能量遠(yuǎn)方終端用于接收電能表數(shù)據(jù)，通過電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)電廠端接口接入電力調(diào)度部門，為省公司電量自動(dòng)結(jié)算和線損自動(dòng)監(jiān)測(cè)分析，提供實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的電量數(shù)據(jù)。目前電能表主副表雙配置，傳輸方式具有計(jì)算機(jī)通信的網(wǎng)絡(luò)接口(通過電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng))和撥號(hào)通信接口兩種途徑，遠(yuǎn)方終端電能量處理器設(shè)備卻單臺(tái)配置，在設(shè)備故障時(shí)直接影響關(guān)口電能表數(shù)據(jù)傳輸。建議在電廠設(shè)計(jì)時(shí)配置兩套不同廠家的遠(yuǎn)方終端電能量處理器，使用相同的參數(shù)設(shè)置，電能表的數(shù)據(jù)同時(shí)接入兩套遠(yuǎn)方終端電能量處理器，一臺(tái)工作，另一臺(tái)備用，當(dāng)一臺(tái)發(fā)生故障時(shí)只需將網(wǎng)線和通信線插接在另一臺(tái)備用的設(shè)備上。保證電能量計(jì)費(fèi)主站系統(tǒng)采集關(guān)口電能表數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。
4. 計(jì)費(fèi)小主站是發(fā)電廠關(guān)口點(diǎn)、考核點(diǎn)電能計(jì)量的數(shù)據(jù)分析、存儲(chǔ)、報(bào)表打印的工作站。具有對(duì)電能量終端處理器進(jìn)行遠(yuǎn)方測(cè)試和診斷功能，當(dāng)電能量處理器故障或通信失效時(shí)，終端可進(jìn)行自動(dòng)告警及打印記錄，提醒運(yùn)行人員進(jìn)行維護(hù)。將小主站安裝在繼保室，雖然能保證數(shù)據(jù)分析、存儲(chǔ)、報(bào)表打印的工作，但在計(jì)費(fèi)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)運(yùn)行人員不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，延誤處理缺陷的時(shí)間。建議計(jì)費(fèi)小主站還是安裝在集控室比較合適。
三．發(fā)電機(jī)系統(tǒng)電氣測(cè)量
隨著DCS分散控制系統(tǒng)在發(fā)電廠的普及，發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的電氣測(cè)量在DCS中實(shí)現(xiàn)，滿足回路測(cè)量要使用大量的變送器，單臺(tái)機(jī)組各種電氣量變送器組一面屏，變送器4-20mA輸出送至DCS供運(yùn)行監(jiān)視。
存在問題和改進(jìn)方案：
設(shè)計(jì)時(shí)簡(jiǎn)化接線，屏柜內(nèi)電流回路在變送器之間直接串接，運(yùn)行中當(dāng)其中一臺(tái)變送器故障時(shí)無法短接電流回路更換變送器，必須將柜內(nèi)該組電流回路的所有變送器短接，使該電流回路的電流、功率無法監(jiān)視，DCS控制系統(tǒng)的部分邏輯無法實(shí)現(xiàn)，甚至相關(guān)系統(tǒng)誤動(dòng)作?；芈返脑O(shè)計(jì)過程中，在保證回路簡(jiǎn)單可靠的同時(shí)，還要考慮故障檢修維護(hù)的便利，應(yīng)采用單臺(tái)變送器電壓、電流回路從端子排引接，保證各個(gè)變送器回路相對(duì)獨(dú)立。再者電氣二次回路、變送器和DCS屬于不同的專業(yè)管理維護(hù)，保證測(cè)量回路的準(zhǔn)確性，應(yīng)從管理上明確DCS和電氣回路的分工，檢修時(shí)應(yīng)對(duì)整個(gè)測(cè)量回路進(jìn)行完整性的試驗(yàn)檢查。
四．廠用系統(tǒng)計(jì)量測(cè)量
DCS分散控制系統(tǒng)、ECS廠用電監(jiān)控系統(tǒng)、其他附屬廠房程控系統(tǒng)的部分功能已替代傳統(tǒng)的測(cè)量、計(jì)量回路。ECS廠用監(jiān)控系統(tǒng)有龐大的硬件平臺(tái)，輔以各間隔層的綜合保護(hù)、綜合表計(jì)、馬達(dá)保護(hù)器等，組成廠用部分的電氣測(cè)量計(jì)量系統(tǒng)。
存在問題和改進(jìn)方案：
1.廠用6kV設(shè)備的電氣測(cè)量、計(jì)量數(shù)據(jù)采集設(shè)備是綜合保護(hù)中測(cè)控單元，380V系統(tǒng)電氣測(cè)量、計(jì)量數(shù)據(jù)采集設(shè)備是馬達(dá)保護(hù)器和綜合表計(jì)。馬達(dá)保護(hù)器和部分綜合表計(jì)沒有電能量計(jì)數(shù)功能，要想取得電能量需在監(jiān)控系統(tǒng)中使用軟件累積計(jì)算。況且現(xiàn)場(chǎng)使用的產(chǎn)品型號(hào)、生產(chǎn)廠家眾多質(zhì)量參差不齊，測(cè)量精度難以保證。
2. ECS廠用電監(jiān)控系統(tǒng)和間隔層綜合保護(hù)、馬達(dá)保護(hù)器、綜合表計(jì)用RC-485接口通過總線的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，大量的廠用設(shè)備數(shù)據(jù)量很大，傳輸速度慢，容易造成監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定和死機(jī)。加之廠ECS和DCS 之間的通信不穩(wěn)定，經(jīng)常造成數(shù)據(jù)中斷，影響運(yùn)行人員監(jiān)控。
3.廠用電氣監(jiān)控系統(tǒng)和綜合保護(hù)等電氣設(shè)備選型，應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行方案論證，嚴(yán)格把關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量，保證技術(shù)方案成熟，生產(chǎn)工藝先進(jìn)，運(yùn)行穩(wěn)定的產(chǎn)品在現(xiàn)場(chǎng)使用。有必要時(shí)對(duì)重要設(shè)備在開關(guān)柜安裝電流電壓變送器，DCS增加電氣測(cè)量單元，保證運(yùn)行監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確。對(duì)核算電能量的輔機(jī)在開關(guān)柜安裝電能表，通過電能表4-20mA輸出送至廠用監(jiān)控系統(tǒng)，用于記錄、分析、統(tǒng)計(jì)廠用電。
五．調(diào)度自動(dòng)化設(shè)備的測(cè)量
遠(yuǎn)動(dòng)RTU負(fù)責(zé)采集所在發(fā)電廠電力運(yùn)行狀態(tài)的模擬量和狀態(tài)量，監(jiān)視并向調(diào)度中心傳送這些模擬量和狀態(tài)量，執(zhí)行調(diào)度中心發(fā)往所在發(fā)電廠或變電站的控制和調(diào)度命令。遠(yuǎn)動(dòng)RTU在電力系統(tǒng)中的作用，它的穩(wěn)定直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定，特別是在調(diào)度對(duì)電廠機(jī)組進(jìn)行AVC控制和AGC控制投入的情況下。
存在問題和改進(jìn)方案：
運(yùn)動(dòng)終端測(cè)量精度要求±0.2％，配置有足夠的滿足運(yùn)動(dòng)精度要求的模擬量和狀態(tài)量輸入單元。在設(shè)計(jì)時(shí)未采用運(yùn)動(dòng)終端的測(cè)量輸入，用其他系統(tǒng)如變電站電氣監(jiān)控系統(tǒng)NCS通過通信方式轉(zhuǎn)發(fā)模擬量和狀態(tài)量的信息。往往變電站電氣監(jiān)控系統(tǒng)的測(cè)量精度沒有遠(yuǎn)動(dòng)RTU的精度要求高。運(yùn)動(dòng)終端信息測(cè)量的精度受轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)的制約，當(dāng)NCS故障或異常時(shí)還直接影響調(diào)度自動(dòng)化信息傳輸，使發(fā)電企業(yè)來說面臨調(diào)度部門的考核。
在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮，調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備如遠(yuǎn)動(dòng)RTU、AGC，應(yīng)通過自己的變送器、開入板單獨(dú)采集信號(hào)，既可以保證測(cè)量的精度，還可以保證系統(tǒng)的獨(dú)立性，不受其他系統(tǒng)運(yùn)行工況的影響。
六．結(jié)論
在發(fā)電廠電測(cè)計(jì)量回路設(shè)計(jì)時(shí)盡量保證電測(cè)計(jì)量回路的獨(dú)立性和簡(jiǎn)潔性，選用技術(shù)成熟性能穩(wěn)定的產(chǎn)品，設(shè)備安裝布局利于檢修和運(yùn)行維護(hù)方便。
信息來源：中國大唐集團(tuán)公司
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