蘭溪電廠勵磁系統(tǒng)PT異常檢測工程實(shí)踐分析

許林波

（浙江浙能蘭溪發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江 金華321100）

1 問題提出

調(diào)研國內(nèi)現(xiàn)階段的勵磁調(diào)節(jié)器，某些廠家的產(chǎn)品處理PT慢熔的方案并不可靠，往往很難甄別出PT慢熔工況，不能及時切換電壓采樣通道，以致勵磁調(diào)節(jié)器會誤認(rèn)為是故障狀態(tài)，將不斷增加勵磁電流甚至達(dá)到強(qiáng)勵狀態(tài)，從而可能導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組發(fā)生過激磁事故，危害機(jī)組安全，也有可能造成發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)動作，帶來跳機(jī)等不良后果，影響電廠的安全生產(chǎn)。

某電廠勵磁調(diào)節(jié)器為ABB產(chǎn)的Unitrol 5000型調(diào)節(jié)器，自帶的PT斷線判別功能不夠靈敏，必須在所引用的機(jī)端三相電壓平均值與三相同步電壓平均值超過15%時才判斷為PT斷線，在PT二次熔絲出現(xiàn)慢熔的某些特定工況下將無法準(zhǔn)確判別。2011年1月31日，該電廠2號發(fā)電機(jī)PT二次熔絲慢熔，因勵磁調(diào)節(jié)器自身PT斷線判別功能不夠靈敏，未能準(zhǔn)確判斷出PT斷線的異常情況，從而導(dǎo)致勵磁調(diào)節(jié)器誤強(qiáng)勵，最終造成過激磁保護(hù)動作，動作后關(guān)主汽門解列停機(jī)。

圖1 機(jī)端PT1異常判別邏輯

2 解決方案

發(fā)電機(jī)PT一次保險“慢”熔斷引起的二次電壓小幅降低，可以從電壓降落、相位偏移兩方面來著手改進(jìn)“PT斷線”判別邏輯。關(guān)鍵在于降低判別定值，同時避免誤報“PT斷線”進(jìn)而切換運(yùn)行通道。

四方公司研制的CSC－306GB PT斷線檢測裝置可準(zhǔn)確檢測出發(fā)電機(jī)機(jī)端PT斷線等異常狀況，識別精度為壓差0.3V。對機(jī)端兩組PT異常可分別提供斷線出口、斷線告警的不同輸出，其中PT1、PT2斷線出口為脈沖方式，PT1、PT2斷線告警為自保持方式，需手動復(fù)歸。

2.1 判別方法及邏輯

判別方法是檢測發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓和開口三角零壓，兩者相“或”。檢測機(jī)端電壓時，利用發(fā)電機(jī)機(jī)端的兩組PT比較其對應(yīng)相的相間電壓差異；檢測開口三角零壓時，比較機(jī)端零壓與中性點(diǎn)零壓的差異。以第一組PT1斷線檢測為例：將PT1的3個相間電壓與第二組PT2的進(jìn)行比較，任一個差值超過相間電壓差定值Uzd1，且這時PT2電壓正常（PT2 3個線電壓均大于有壓判別門檻Uzd2）；PT1開口三角與中性點(diǎn)零壓的差異超過零序電壓差定值Uzd3。

機(jī)端第一組電壓互感器PT1的異常判別邏輯如圖1所示。

判別還受PT1斷線檢測壓板、來自勵磁系統(tǒng)的電壓通道CH1＿ON開入的控制。

機(jī)端第二組電壓互感器PT2的異常判別邏輯如圖2所示。

PT斷線判別中的電氣量定義和PT1斷線檢測中的定義類似。發(fā)電機(jī)機(jī)端U01、中性點(diǎn)零壓UL1都經(jīng)過了高性能的3次諧波濾波環(huán)節(jié)，濾過比高達(dá)100以上，可有效濾除其中的3次諧波成分，保留基波分量，從而提高PT異常檢測的精度和準(zhǔn)確性。

圖2 機(jī)端PT2異常判別邏輯

2.2 兩組PT初始不平衡調(diào)整

裝置還具備對機(jī)端兩組線電壓值的初始不平衡進(jìn)行調(diào)整的功能，由用戶通過裝置參數(shù)控制字來實(shí)現(xiàn)。此調(diào)整通常在機(jī)組投運(yùn)后進(jìn)行，換熔絲后要校正。調(diào)整時以PT1的線電壓為基準(zhǔn)，對PT2的線電壓進(jìn)行調(diào)整。線電壓不平衡補(bǔ)償方法為：

式中，UAB1、UBC1、UCA1、UAB2、UBC2、UCA2為調(diào)整時刻的裝置電壓測量值。

保護(hù)邏輯中用到的PT2電壓為經(jīng)過如下補(bǔ)償?shù)闹担?/p>

正常時兩組機(jī)端PT的對應(yīng)電壓值應(yīng)基本相同，在調(diào)整的過程中若兩者差異較大（Kbph＜0.8或Kbph＞1.2），裝置報“電壓不平衡超范圍”、“不平衡調(diào)整失敗”，保護(hù)維持調(diào)整前的比例系數(shù)。

調(diào)整過程中假如0.8＜Kbph＜1.2，但兩組PT的電壓差超過裝置參數(shù)中設(shè)置的“自平衡調(diào)整線電壓告警”定值，裝置報“自平衡調(diào)整告警”、“不平衡調(diào)整成功”，保護(hù)采用調(diào)整后的比例系數(shù)，但調(diào)試人員需確認(rèn)此時兩組PT采樣值相差較大是否正常（檢測二次回路接線或一次PT特性）。

3 實(shí)施案例

蘭溪電廠#3機(jī)組采用的是ABB的Unitrol 5000調(diào)節(jié)器。2014年5月，基于此勵磁調(diào)節(jié)器不能有效判別勵磁PT斷線而導(dǎo)致誤增勵的問題，電廠按照檢修計劃進(jìn)行了有步驟的現(xiàn)場改造，在勵磁小室選取合適的位置放置勵磁PT斷線保護(hù)柜，按照雙重化配置的方式，引入2組勵磁PT的三相電壓及開口三角電壓、機(jī)端電流以及中性點(diǎn)零序電壓，同時接收勵磁傳遞的勵磁電壓通道開入位置，通過CSC－306GB勵磁PT斷線判別裝置來進(jìn)行內(nèi)部邏輯的搭建，從而完成現(xiàn)場勵磁PT斷線的判別。

在完成了現(xiàn)場安裝后，裝置經(jīng)單體靜態(tài)調(diào)試合格。輸出至ECS柜“裝置異?！薄ⅰ癟V1斷線”、“TV2斷線”、“TV1斷線出口”及“TV2斷線出口”等信號進(jìn)行遠(yuǎn)方監(jiān)視。每臺裝置通過裝置上的“TV1斷線出口”、“TV2斷線出口”壓板輸出指令至勵磁調(diào)節(jié)器的外部切換通道，勵磁調(diào)節(jié)器接收后進(jìn)行通道切換。2014年6月底開機(jī)并網(wǎng)后，結(jié)合調(diào)節(jié)器動態(tài)試驗(yàn)?zāi)MPT斷線，通道切換正確。目前，PT斷線裝置運(yùn)行正常，而且由于該裝置對PT一、二次回路故障反應(yīng)的靈敏度很高，2014年8月裝置正確報警，使檢修人員及時發(fā)現(xiàn)了機(jī)端PT端子箱接線松動的缺陷，及時消除了安全隱患。

4 結(jié)語

勵磁PT慢熔的問題多有發(fā)生，如果未能及時判別，勵磁調(diào)節(jié)器會誤增勵甚至強(qiáng)勵，導(dǎo)致保護(hù)動作，危及主設(shè)備的安全。（1）通過外加勵磁PT斷線判別裝置，可以有效判別出勵磁PT慢熔的問題，及時輸出信號給勵磁調(diào)節(jié)器，勵磁調(diào)節(jié)器通過切換勵磁通道來保證正常的勵磁電壓輸出。（2）勵磁PT斷線裝置可以準(zhǔn)確定位發(fā)生慢熔的勵磁PT，方便檢修工作的開展。（3）勵磁PT慢熔的判別方法可以擴(kuò)展到發(fā)變組保護(hù)裝置中，作為機(jī)端普通PT和匝間專用PT的慢熔及斷線判別方法。

［1］王維儉.電氣主設(shè)備繼電保護(hù)原理與應(yīng)用.第2版.中國電力出版社，2002

［2］CSC－306GB數(shù)字式發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置說明書