功率變送器失真導(dǎo)致功率負(fù)荷不平衡保護(hù)誤動(dòng)作分析

賈光祿,王小輝,薛 菲,楊沛豪

1.山西興能發(fā)電有限責(zé)任公司 太原 030206 2.西安熱工研究院有限公司 西安 710054

1 故障情況

當(dāng)電網(wǎng)、外部線路出現(xiàn)故障或汽輪發(fā)電機(jī)組甩負(fù)荷時(shí),實(shí)際輸出功率瞬時(shí)大幅度下降,會(huì)導(dǎo)致汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速急劇加快[1-3]。為了避免大型汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速突然加快的風(fēng)險(xiǎn),通常需要配置超速保護(hù)[4-5]。

在汽輪發(fā)電機(jī)組超速保護(hù)方案中,為了避免汽輪發(fā)電機(jī)組實(shí)際輸出功率瞬時(shí)大幅度下降對(duì)電力系統(tǒng)造成污染,通常采用功率負(fù)荷不平衡保護(hù)。功率負(fù)荷不平衡保護(hù)雖然能夠維持電力系統(tǒng)平衡,保護(hù)電網(wǎng)安全運(yùn)行,但是由于功率變送器存在測(cè)量失真,會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)誤動(dòng)作,引起汽輪發(fā)電機(jī)組跳閘[6-10]。

針對(duì)以上問(wèn)題,近年來(lái)功率變送器的升級(jí)與優(yōu)化成為研究的熱點(diǎn)[11-13]。筆者通過(guò)案例對(duì)功率變送器失真導(dǎo)致功率負(fù)荷不平衡保護(hù)誤動(dòng)作進(jìn)行分析,并提出相應(yīng)的解決方案。

2 功率負(fù)荷不平衡保護(hù)原理

功率負(fù)荷不平衡保護(hù)指在電網(wǎng)或者外部線路發(fā)生瞬時(shí)故障的情況下,系統(tǒng)維持汽輪發(fā)電機(jī)組和電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定的一種保護(hù)。

在某種原因?qū)е缕啺l(fā)電機(jī)組實(shí)際輸出功率瞬時(shí)大幅度下降達(dá)到某一限值的情況下,為避免汽輪發(fā)電機(jī)組超速,設(shè)置功率負(fù)荷不平衡保護(hù)。功率負(fù)荷不平衡保護(hù)的動(dòng)作條件是汽輪機(jī)機(jī)械功率與發(fā)電機(jī)有功功率之間的偏差超過(guò)設(shè)定值,一般為30%～40%,且發(fā)電機(jī)有功功率每10 ms降低40%以上額定功率。保護(hù)裝置觸發(fā)功率負(fù)荷不平衡保護(hù)繼電器動(dòng)作,快速關(guān)閉高壓、中壓調(diào)節(jié)閥,關(guān)閉持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短根據(jù)電網(wǎng)穩(wěn)定性、消除故障所需時(shí)間、汽輪發(fā)電機(jī)組特性容量、負(fù)荷指令流量特性線性度等來(lái)確定,一般為0.5～3 s。關(guān)閉一段時(shí)間后,高壓、中壓調(diào)節(jié)閥自動(dòng)開(kāi)啟。功率負(fù)荷不平衡保護(hù)動(dòng)作的時(shí)間比一次調(diào)頻晚,但動(dòng)作的調(diào)節(jié)幅度比一次調(diào)頻大。

功率負(fù)荷不平衡保護(hù)裝置原理如圖1所示,部件主要包括測(cè)速傳感變送器、功率變送器、采集模塊、硬件保護(hù)模塊。

圖1 功率負(fù)荷不平衡保護(hù)裝置原理圖

測(cè)速傳感變送器用于采集汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速,功率變送器用于采集發(fā)電機(jī)有功功率,采集模塊用于采集汽輪機(jī)機(jī)械功率。硬件保護(hù)模塊與測(cè)速傳感變送器、功率變送器、采集模塊相連,當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)有功功率、汽輪機(jī)機(jī)械功率符合預(yù)設(shè)條件時(shí)生成保護(hù)信號(hào),根據(jù)保護(hù)信號(hào)執(zhí)行功率負(fù)荷不平衡保護(hù)。

功率負(fù)荷不平衡保護(hù)動(dòng)作邏輯如圖2所示。三個(gè)獨(dú)立的測(cè)速傳感器分別采集汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速,三個(gè)獨(dú)立的功率變送器分別采集發(fā)電機(jī)有功功率WT1、WT2、WT3,三個(gè)獨(dú)立的壓力變送器分別采集中壓缸的進(jìn)汽壓力P1、P2、P3。進(jìn)行三取二冗余判斷,當(dāng)發(fā)電機(jī)有功功率每10 ms降低40%以上額定功率時(shí),觸發(fā)功率負(fù)荷不平衡保護(hù)繼電器動(dòng)作,快速關(guān)閉高壓和中壓調(diào)節(jié)閥。當(dāng)快速關(guān)閉高壓和中壓調(diào)節(jié)閥的時(shí)間為Tx時(shí),可避免汽輪發(fā)電機(jī)組瞬時(shí)故障,并且當(dāng)汽輪機(jī)功率與發(fā)電機(jī)負(fù)荷小于偏差限制,通常為40%時(shí),快速打開(kāi)高壓和中壓調(diào)節(jié)閥,維持汽輪發(fā)電機(jī)組的系統(tǒng)功率平衡,避免汽輪發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)開(kāi)關(guān)未斷開(kāi)時(shí),出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)不佳或汽輪發(fā)電機(jī)組跳閘的情況。

功率負(fù)荷不平衡保護(hù)動(dòng)作條件為:

P1/Pe-WT1/WT>0.4

(1)

每個(gè)汽輪機(jī)保護(hù)模塊分別接收一個(gè)中壓缸的第一級(jí)入口蒸汽壓力測(cè)點(diǎn)信號(hào)和一個(gè)發(fā)電機(jī)功率信號(hào),采用三取二配置,任何一個(gè)模塊故障或任何一個(gè)信號(hào)故障時(shí),保護(hù)均不會(huì)動(dòng)作。

3 功率變送器

功率變送器是一種既能測(cè)量有功、無(wú)功功率,又能計(jì)量有功、無(wú)功電能的具有雙重功能的測(cè)量?jī)x器。功率變送器可以將輸入電壓和電流信號(hào)變換為與有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)等參數(shù)成固定函數(shù)關(guān)系,方便二次設(shè)備使用的測(cè)量信號(hào)。功率變送器按照輸出特點(diǎn),可以分為模擬量輸出功率變送器、數(shù)字量輸出功率變送器。

3.1 模擬量輸出功率變送器

模擬量輸出功率變送器工作原理如圖3所示,一次轉(zhuǎn)換器通過(guò)傳輸電纜輸出與被測(cè)參數(shù)成函數(shù)關(guān)系的模擬量信號(hào),模擬量信號(hào)經(jīng)傳輸系統(tǒng)與二次儀表相連。

模擬量輸出功率變送器時(shí)分割乘法器原理如圖4所示,時(shí)分割乘法器切割波形如圖5所示。

在時(shí)分割乘法器中,待測(cè)50 Hz電壓與高頻1 000 Hz三角波經(jīng)過(guò)比較器,產(chǎn)生矩形脈沖,每個(gè)脈沖的寬度代表電壓的大小。由圖5可以看出,正弦波最低點(diǎn)對(duì)應(yīng)的脈寬最小,正弦波最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的脈寬最大。一個(gè)正弦波被分割成二十個(gè)脈沖波,用調(diào)制出來(lái)的脈沖輸出切割電流波形,形成的面積就是測(cè)量功率值。這個(gè)功率值是汽輪發(fā)電機(jī)組功率調(diào)整的基礎(chǔ)。

現(xiàn)有汽輪發(fā)電機(jī)組大多采用模擬量輸出功率變送器,但模擬量輸出功率變送器在系統(tǒng)擾動(dòng)時(shí)存在較大測(cè)量誤差,會(huì)導(dǎo)致功率負(fù)荷不平衡保護(hù)誤動(dòng)作。

3.2 數(shù)字量輸出功率變送器

數(shù)字量輸出功率變送器可以分為慢速響應(yīng)數(shù)字功率變送器和快速響應(yīng)數(shù)字功率變送器,運(yùn)行原理如圖6所示,一次轉(zhuǎn)換器輸出的是與輸入電壓、電流信號(hào)瞬時(shí)值成正比的數(shù)字編碼信號(hào)及運(yùn)算需要的信息,傳輸方式可以是電纜、光纖或無(wú)線方式。數(shù)字編碼信號(hào)經(jīng)過(guò)傳輸系統(tǒng)與數(shù)字量輸入的二次儀表相連,二次儀表對(duì)數(shù)字量進(jìn)行運(yùn)算處理,可以得到與被測(cè)回路有關(guān)的所有參數(shù),如電壓有效值、電流有效值、基波有效值、基波頻率、基波有功功率、諧波電壓、諧波電流、諧波功率等。

圖2 功率負(fù)荷不平衡保護(hù)動(dòng)作邏輯

圖3 模擬量輸出功率變送器工作原理

數(shù)字量輸出功率變送器采樣波形如圖7所示。由采樣波形可知,數(shù)字量輸出功率變送器對(duì)所要測(cè)量的電壓或電流正弦波進(jìn)行采點(diǎn)分割計(jì)算,橫軸將一個(gè)周期分為64塊,每一塊都近似成一個(gè)長(zhǎng)方形。將每一塊的電壓幅值乘以電流幅值,再乘以分割后的時(shí)間,得到每一塊的功率。

圖4 時(shí)分割乘法器原理

圖5 時(shí)分分割乘法器切割波形

圖6 數(shù)字量輸出功率變送器運(yùn)行原理

圖7 數(shù)字量輸出功率變送器采樣波形

數(shù)字量輸出功率變送器從交流采樣開(kāi)始都由微處理芯片程序進(jìn)行處理。在芯片的編程中,人為濾除輸入突變信號(hào),并對(duì)穩(wěn)態(tài)測(cè)量值做濾波處理,使功率變送器的輸出更加穩(wěn)定,受外界突變信號(hào)的干擾影響小。

慢速響應(yīng)數(shù)字功率變送器在40～60 ms系統(tǒng)擾動(dòng)期間的測(cè)量功率高于實(shí)際值,當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地、相間短路、接地短路時(shí),功率負(fù)荷不平衡保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)作。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí),功率負(fù)荷不平衡保護(hù)可能誤動(dòng)作,但系統(tǒng)發(fā)生三相短路的比例較低,220 kV及以上電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生三相短路的比例低于2%,電廠升壓站及出線發(fā)生三相短路的比例接近于零,功率負(fù)荷不平衡保護(hù)誤動(dòng)作的概率很低。

相比模擬量輸出功率變送器和慢速響應(yīng)數(shù)字功率變送器,快速響應(yīng)數(shù)字功率變送器在系統(tǒng)擾動(dòng)時(shí)的測(cè)量值更接近實(shí)際值。但受內(nèi)置測(cè)量電流互感器比值和相角誤差影響,快速響應(yīng)數(shù)字功率變送器也存在測(cè)量誤差。若電廠不采取功率負(fù)荷不平衡保護(hù)防誤動(dòng)作措施,快速響應(yīng)數(shù)字功率變送器產(chǎn)生測(cè)量誤差,仍可能導(dǎo)致功率負(fù)荷不平衡保護(hù)誤動(dòng)作。

4 案例分析

從近十年相關(guān)電廠運(yùn)行情況來(lái)看,傳統(tǒng)功率變送器主要存在四個(gè)方面的問(wèn)題:抗干擾能力差、暫態(tài)特性差、勵(lì)磁涌流與和應(yīng)涌流的影響、缺少二次回路斷線閉鎖功能。

4.1 抗干擾能力差

目前,國(guó)內(nèi)外功率變送器產(chǎn)品普遍存在抗電磁干擾能力差的問(wèn)題,外部干擾易造成機(jī)組誤停機(jī)。

某300 MW機(jī)組在219 MW負(fù)荷運(yùn)行時(shí),因升壓站開(kāi)關(guān)操作引起電壓電流瞬時(shí)干擾,導(dǎo)致機(jī)組數(shù)字式電液控制系統(tǒng)功率變送器輸出大幅突變。數(shù)字式電液控制系統(tǒng)內(nèi)部功率偏差回路大于60 MW,導(dǎo)致數(shù)字式電液控制系統(tǒng)內(nèi)部快速負(fù)荷返回回路動(dòng)作,機(jī)組功率在23 s內(nèi)由219.54 MW快速降低至110 MW,后由于透平壓比低保護(hù)動(dòng)作,機(jī)組跳閘。

某600 MW機(jī)組的功率負(fù)荷不平衡保護(hù)采用有功功率變送器,在2008年首次啟動(dòng)和運(yùn)行一年首次大修后啟動(dòng)試驗(yàn)時(shí),多次發(fā)生功率負(fù)荷不平衡保護(hù)誤動(dòng)作,原因皆為試驗(yàn)期間對(duì)講機(jī)干擾導(dǎo)致功率變送器輸出異常。

4.2 暫態(tài)特性差

電網(wǎng)出現(xiàn)瞬時(shí)故障時(shí),由于功率變送器暫態(tài)特性差,導(dǎo)致數(shù)字式電液控制系統(tǒng)誤調(diào)節(jié),造成系統(tǒng)內(nèi)相關(guān)電廠出現(xiàn)功率大幅度波動(dòng),從而引發(fā)汽門快控誤動(dòng)作,機(jī)組停機(jī)。

2009年10月25日發(fā)生一起線路故障,導(dǎo)致附近某電廠600 MW機(jī)組自動(dòng)發(fā)電控制調(diào)頻異常動(dòng)作,機(jī)組負(fù)荷異常波動(dòng),最終退出自動(dòng)發(fā)電控制方式。類似故障在該電廠發(fā)生多次,該電廠為發(fā)電機(jī)變壓器線路組接線,與系統(tǒng)變電所距離較近。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),電廠母線電壓有較大幅度降低,同時(shí)出現(xiàn)較大故障電流。電流沒(méi)有明顯升高,但電壓降低較大,導(dǎo)致功率變送器采樣錯(cuò)誤,輸出至自動(dòng)發(fā)電控制的功率值與實(shí)際功率嚴(yán)重不符。從錄波曲線看,機(jī)組功率突然大幅降低甩負(fù)荷,導(dǎo)致自動(dòng)發(fā)電控制誤動(dòng)作,最終退出自動(dòng)運(yùn)行。

另一起案例,某電廠九號(hào)、十號(hào)機(jī)組汽輪機(jī)為東方汽輪機(jī)廠制造的N300-16.7/538/538型汽輪機(jī),數(shù)字式電液控制系統(tǒng)采用OVATION產(chǎn)品。2010年某日,九號(hào)、十號(hào)機(jī)組負(fù)荷分別為288 MW和290 MW,因機(jī)械誤碰,電廠出線發(fā)生C相接地故障,二次重合閘不成功,九號(hào)、十號(hào)機(jī)組幾乎同時(shí)因數(shù)字式電液控制系統(tǒng)中的功率負(fù)荷不平衡保護(hù)功能動(dòng)作,導(dǎo)致所有調(diào)節(jié)汽門快速關(guān)閉。九號(hào)機(jī)組發(fā)生主燃料跳閘,十號(hào)機(jī)組發(fā)生發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)動(dòng)作,均導(dǎo)致汽輪機(jī)跳閘。電氣側(cè)功率測(cè)量數(shù)據(jù)表明,故障時(shí),兩臺(tái)機(jī)組功率波動(dòng)均沒(méi)有超過(guò)90 MW,均不滿足使功率負(fù)荷不平衡保護(hù)動(dòng)作的條件,但數(shù)字式電液控制系統(tǒng)卻發(fā)出功率負(fù)荷不平衡保護(hù)動(dòng)作指令。

4.3 勵(lì)磁涌流與和應(yīng)涌流的影響

許多電廠基本上都是兩臺(tái)或兩臺(tái)以上機(jī)組運(yùn)行,當(dāng)其中一臺(tái)機(jī)組運(yùn)行,一臺(tái)機(jī)組做主變壓器空投試驗(yàn)或并網(wǎng)時(shí),會(huì)產(chǎn)生較大的勵(lì)磁涌流,也會(huì)產(chǎn)生一定的和應(yīng)涌流,此時(shí),由于受和應(yīng)涌流中衰減直流分量的影響,正常運(yùn)行機(jī)組的有功功率變送器不能正確傳變,導(dǎo)致汽門不停調(diào)節(jié),嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)跳閘。涌流引發(fā)機(jī)組振蕩跳閘過(guò)程如圖8所示。

圖8 涌流引發(fā)機(jī)組振蕩跳閘過(guò)程

2015年5月21日,某廠2×1 000 MW機(jī)組進(jìn)行四號(hào)主變壓器沖擊,三號(hào)機(jī)組跳閘。電氣與熱控人員對(duì)三號(hào)機(jī)組數(shù)字式電液控制系統(tǒng)中電氣送至熱控的三個(gè)功率變送器輸出信號(hào)的趨勢(shì)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)在四號(hào)主變壓器沖擊瞬間,三個(gè)功率變送器的輸出發(fā)生了突變,沖擊前三個(gè)功率變送器的輸出功率分別為404.4 MW、404.9 MW、405.7 MW,輸出功率基本一致,在沖擊瞬間,三個(gè)功率變送器的輸出功率分別突變?yōu)?0.8 MW、89.3 MW、64.8 MW,持續(xù)時(shí)間1.0 s,之后又分別突變?yōu)?69.2 MW、346.6 MW、293.2 MW,造成數(shù)字式電液控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題。

2011年12月24日,某2×1 000 MW機(jī)組并網(wǎng)瞬時(shí)引起二號(hào)機(jī)組定子電流增大約10%,二號(hào)機(jī)組三相有功瞬時(shí)波動(dòng)約20%,造成三個(gè)傳送至分散控制系統(tǒng)的功率變送器功率信號(hào)瞬時(shí)波動(dòng),分?jǐn)?shù)控制系統(tǒng)采集到的功率反饋信號(hào)瞬時(shí)偏差大,功率反饋信號(hào)質(zhì)量判斷模塊判斷功率信號(hào)故障,使鍋爐主控切為手動(dòng)。

2014年10月,某電廠600 MW機(jī)組一臺(tái)主變壓器空投時(shí),導(dǎo)致另外一臺(tái)正在運(yùn)行的主變壓器產(chǎn)生和應(yīng)涌流,和應(yīng)涌流中含有明顯的衰減直流分量,使發(fā)電機(jī)機(jī)端測(cè)量級(jí)電流互感器飽和,波形嚴(yán)重畸變,不能正確傳變實(shí)際電流值。功率變送器由于采樣不到正確的暫態(tài)電流,無(wú)法為發(fā)電機(jī)功率自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的功率計(jì)算值,導(dǎo)致汽門不停調(diào)節(jié),嚴(yán)重影響機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。

2010年5月21日19時(shí)左右,某燃?xì)獍l(fā)電廠四號(hào)機(jī)組在對(duì)主變壓器全壓沖擊時(shí),正在滿負(fù)荷運(yùn)行的三號(hào)機(jī)組出現(xiàn)功率超限報(bào)警,引起三號(hào)機(jī)組保護(hù)動(dòng)作而跳閘。事后檢查分散控制系統(tǒng)功率記錄曲線,發(fā)現(xiàn)在跳閘瞬時(shí)三號(hào)機(jī)組反映到分散控制系統(tǒng)的有功功率測(cè)量值達(dá)625 MW,已超出量程上限,而該機(jī)組跳閘前各主要參數(shù)均未出現(xiàn)異常。

4.4 缺少二次回路斷線閉鎖功能

目前,許多電廠功率變送器接入的都是同一組電流互感器、同一組電壓互感器或同一電源,當(dāng)電流互感器、電壓互感器斷線或電源異常時(shí),不可避免會(huì)出現(xiàn)功率失真問(wèn)題。此外,功率變送器也沒(méi)有電流互感器和電壓互感器斷線報(bào)警功能。

2015年5月,某電廠1 000 WM機(jī)組跳閘,該廠一號(hào)機(jī)組已經(jīng)投入商業(yè)運(yùn)行,正常工作帶900 MW負(fù)荷,突然出現(xiàn)電壓互感器斷線,導(dǎo)致電氣功率為零,觸發(fā)熱工功率負(fù)荷不平衡保護(hù)動(dòng)作,主汽門快關(guān),2 s后主汽門再打開(kāi),再次觸發(fā)功率負(fù)荷不平衡保護(hù)動(dòng)作,造成電網(wǎng)負(fù)荷劇烈波動(dòng)。

需要注意的是,常規(guī)的功率變送器只有傳變功能,不能進(jìn)行事件記錄,無(wú)法進(jìn)行事故回放,不利于問(wèn)題分析和排查。

根據(jù)國(guó)標(biāo)要求,反應(yīng)時(shí)間應(yīng)短于400 ms,目前功率變送器普遍的反應(yīng)時(shí)間為250～300 ms。由于功率變送器的滯后作用,將導(dǎo)致功率負(fù)荷不平衡保護(hù)動(dòng)作時(shí)間相應(yīng)滯后,從而錯(cuò)失事故發(fā)生初期最關(guān)鍵的動(dòng)作時(shí)機(jī),導(dǎo)致轉(zhuǎn)速超調(diào)量大于甩負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)的超調(diào)量。

5 功率變送器失真應(yīng)對(duì)措施

5.1 加裝濾波裝置

針對(duì)諧波干擾引發(fā)功率變送器失真問(wèn)題,可在功率變送器前加裝濾波裝置,從濾波角度考慮消除諧波干擾。通過(guò)加裝有源濾波線性放大裝置,輸出恒流或恒壓模擬量,使功率變送器功率傳輸不失真。

5.2 降低涌流概率

為了防止勵(lì)磁涌流與和應(yīng)涌流造成功率變送器失真導(dǎo)致機(jī)組跳閘,電廠機(jī)組并網(wǎng)或者空充主變壓器時(shí),提前將正在運(yùn)行的機(jī)組數(shù)字式電液控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)解除,待并網(wǎng)或主變壓器空充完成時(shí)再將數(shù)字式電液控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)投入,由此避免涌流的影響。這一措施可降低產(chǎn)生和應(yīng)涌流的概率。

5.3 使用數(shù)字量輸出功率變送器

數(shù)字量輸出功率變送器的暫態(tài)特性及響應(yīng)速度優(yōu)于模擬量輸出功率變送器,具有以下優(yōu)點(diǎn):① 具有數(shù)字濾波環(huán)節(jié);② 對(duì)功率計(jì)算結(jié)果進(jìn)行平滑,減小暫態(tài)過(guò)程和干擾的影響;③ 響應(yīng)時(shí)間短于250 ms;④ 具備錄波功能,便于異常分析。將輸入量幅值從100%標(biāo)稱功率突然快速提高至200%標(biāo)稱功率,或者突然快速降低至零,持續(xù)100 ms后快速恢復(fù)至100%標(biāo)稱功率,變送器輸出的最大改變量不得大于0.5%。施加100%標(biāo)稱功率范圍內(nèi)的輸入量保持不變,等待變送器輸出穩(wěn)定后,在任意一相交流電流輸入信號(hào)中疊加一個(gè)直流電流分量,其幅值等于100%標(biāo)稱交流電流,持續(xù)100 ms后去除該直流電流分量,變送器輸出的最大改變量不得大于0.5%。新建機(jī)組和在運(yùn)機(jī)組功率變送器到期更換時(shí),建議選用數(shù)字量輸出功率變送器。

若機(jī)組測(cè)量電流互感器無(wú)儀表保安系數(shù),且實(shí)測(cè)伏安特性與P級(jí)電流互感器相似,則可采用單通道數(shù)字量輸出功率變送器,接測(cè)量電流互感器。為防止系統(tǒng)擾動(dòng)時(shí)功率負(fù)荷不平衡保護(hù)誤動(dòng)作,國(guó)內(nèi)部分電廠采用雙通道數(shù)字量輸出功率變送器,接測(cè)量電流互感器和保護(hù)電流互感器,正常運(yùn)行時(shí)采用測(cè)量級(jí)電流互感器數(shù)據(jù),系統(tǒng)擾動(dòng)時(shí)采用保護(hù)電流互感器數(shù)據(jù)。考慮到數(shù)字式電液控制和發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)的重要性,變送器電流互感器和保護(hù)電流互感器應(yīng)獨(dú)立,變送器接測(cè)量級(jí)電流互感器和錄波器用P級(jí)電流互感器,不串聯(lián)保護(hù)電流互感器,以免擴(kuò)大運(yùn)行及檢修風(fēng)險(xiǎn)。如有條件,變送器與錄波器串聯(lián)的電流互感器可選用TPY級(jí)。

5.4 措施對(duì)比

當(dāng)發(fā)生區(qū)外故障時(shí),用于變送器的測(cè)量級(jí)電流互感器發(fā)生飽和,加裝濾波裝置的功率變送器無(wú)法正確傳變電流值,導(dǎo)致變送器功率傳變信號(hào)發(fā)生畸變,影響加裝濾波裝置的功率變送器在某些工業(yè)場(chǎng)合的應(yīng)用。

機(jī)組并網(wǎng)或者空充主變壓器時(shí),提前解除機(jī)組數(shù)字式電液控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié),待并網(wǎng)或者主變壓器空充完成時(shí)再將數(shù)字式電液控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)投入,這種措施只能降低功率變送器失真的概率,同樣無(wú)法解決區(qū)外故障時(shí)暫態(tài)過(guò)程對(duì)數(shù)字式電液控制系統(tǒng)的影響。

使用數(shù)字量輸出功率變送器是目前解決功率變送器失真的主要手段,數(shù)字量輸出功率變送器技術(shù)成熟,暫態(tài)性能好,響應(yīng)時(shí)間短,抗干擾性能強(qiáng),已在多個(gè)電廠得到應(yīng)用。

6 結(jié)束語(yǔ)

筆者介紹了功率負(fù)荷不平衡保護(hù)原理及動(dòng)作邏輯,通過(guò)案例分析了功率負(fù)荷不平衡保護(hù)誤動(dòng)作的原因,并且提出了應(yīng)對(duì)措施。采用數(shù)字量輸出功率變送器,可以有效消除功率負(fù)荷不平衡保護(hù)誤動(dòng)作的影響因素,避免汽輪機(jī)超速,保障電網(wǎng)安全運(yùn)行。