機(jī)組保護(hù)停機(jī)信號(hào)與監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)間配合探討

吉元濤，駱佳勇，李能昌，汪 巍，李家漢，趙思意

(中國(guó)長(zhǎng)江電力股份有限公司白鶴灘水力發(fā)電廠，四川 寧南 615400)

某大型水力發(fā)電廠機(jī)組保護(hù)采用南瑞繼保的RCS-985系列保護(hù)裝置，其停機(jī)出口接點(diǎn)動(dòng)作后展寬時(shí)間為100 ms左右，監(jiān)控系統(tǒng)采用南瑞NC2000，監(jiān)控系統(tǒng)LCU對(duì)DI量巡檢周期一般為300 ms，由于保護(hù)裝置出口繼電器為瞬時(shí)返回接點(diǎn)，故障切除時(shí)間一般為幾十毫秒，發(fā)生故障時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理量大，二者時(shí)間不匹配[1]，機(jī)組不能正常停機(jī)。故在設(shè)計(jì)初期發(fā)電機(jī)、變壓器電氣量保護(hù)停機(jī)出口接點(diǎn)后增加一級(jí)帶自保持的重動(dòng)繼電器，繼電器動(dòng)作后需手動(dòng)復(fù)歸，用以滿足LCU對(duì)DI的采集時(shí)間需求，系統(tǒng)保護(hù)停機(jī)出口回路如圖1。

圖1 保護(hù)停機(jī)出口回路圖

1 問題簡(jiǎn)介

電站實(shí)際運(yùn)行過程中，機(jī)組保護(hù)與監(jiān)控系統(tǒng)配合試驗(yàn)時(shí)，分析機(jī)組保護(hù)動(dòng)作信號(hào)與監(jiān)控系統(tǒng)電氣事故停機(jī)流程啟動(dòng)時(shí)序圖，發(fā)現(xiàn)兩者配合時(shí)間冗余不夠，后期隨著重動(dòng)繼電器運(yùn)行時(shí)間增長(zhǎng)，動(dòng)作時(shí)間增加，可能發(fā)生機(jī)組保護(hù)動(dòng)作后不能正常啟動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)事故停機(jī)流程，造成機(jī)組帶故障空載運(yùn)行[2-3]。

另一方面，保護(hù)停機(jī)出口回路重動(dòng)繼電器23ZJ型號(hào)為DSP2-4A，此型號(hào)繼電器精度高，壽命長(zhǎng)但動(dòng)作功率低，繼電器動(dòng)作功率校驗(yàn)記錄見表1。實(shí)際運(yùn)行過程中，抗干擾能力差，在發(fā)生直流接地或者直流系統(tǒng)串入交流時(shí)，極易發(fā)生誤動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)，觸發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)電氣事故停機(jī)流程，造成非計(jì)劃停機(jī)事故。

表1 停機(jī)重動(dòng)繼電器動(dòng)作功率記錄表

為了消除停機(jī)出口重動(dòng)繼電器誤停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)，可以采取以下兩個(gè)措施：

1)采用快速大功率中間繼電器，確保不易受干擾而誤動(dòng)，采用大功率重動(dòng)繼電器動(dòng)作后接點(diǎn)至監(jiān)控系統(tǒng)LCU啟動(dòng)電氣事故停機(jī)流程，雖然可以有效的解決繼電器受到直流接地?cái)_動(dòng)造成非事故停機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)，但繼電器在實(shí)際運(yùn)行過程中，存在長(zhǎng)期運(yùn)行老化的問題，繼電器動(dòng)作時(shí)間不可控，可靠性不高，檢修校驗(yàn)復(fù)雜，不能從根源上解決兩者時(shí)間配合的問題。

2)取消停機(jī)出口重動(dòng)繼電器，通過保護(hù)裝置本身展寬停機(jī)出口動(dòng)作時(shí)間。查閱裝置說明書，RCS-985 GW裝置跳閘出口插件所有跳閘出口均可整定為是否帶展寬，展寬時(shí)間可設(shè)置，默認(rèn)情況下為140 ms。保護(hù)停機(jī)出口展寬時(shí)間設(shè)定需要與監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行整組聯(lián)合試驗(yàn)，并且與監(jiān)控系統(tǒng)程序的數(shù)據(jù)處理和掃描周期冗余配合，來滿足監(jiān)控系統(tǒng)電氣事故停機(jī)流程啟動(dòng)時(shí)間。

2 處理措施

《水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)基本技術(shù)條件》對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求[4]：狀態(tài)和報(bào)警點(diǎn)采集周期≤1 s；現(xiàn)地控制級(jí)裝置接受控制命令到開始執(zhí)行的時(shí)間應(yīng)小于1 s[5]。通過保護(hù)停機(jī)信號(hào)傳動(dòng)LCU監(jiān)控停機(jī)流程聯(lián)調(diào)試驗(yàn)，測(cè)試在監(jiān)控系統(tǒng)最大巡檢周期時(shí)，機(jī)組保護(hù)動(dòng)作后送停機(jī)信號(hào)出口的展寬時(shí)間能滿足監(jiān)控系統(tǒng)采集到的最短時(shí)間，試驗(yàn)記錄如表2、3所示。從試驗(yàn)結(jié)果來看，當(dāng)停機(jī)出口信號(hào)展寬時(shí)間設(shè)定大于200 ms時(shí)，監(jiān)控能夠可靠接收停機(jī)信號(hào)(SOE)和停機(jī)總出口信號(hào)(DI)。

表2 保護(hù)裝置停機(jī)出口展寬時(shí)間試驗(yàn)記錄表(發(fā)電機(jī)A套保護(hù)裝置)

表3 保護(hù)裝置停機(jī)出口展寬時(shí)間試驗(yàn)記錄表(發(fā)電機(jī)B套保護(hù)裝置)

經(jīng)與保護(hù)及監(jiān)控廠家協(xié)商，對(duì)機(jī)組保護(hù)裝置停機(jī)出口信號(hào)展寬時(shí)間調(diào)整為450 ms，以確保監(jiān)控系統(tǒng)LCU在收到停機(jī)信號(hào)后能順利啟動(dòng)停機(jī)流程，從試驗(yàn)結(jié)果來看，保護(hù)停機(jī)接點(diǎn)展寬定值是在保護(hù)返回后的展寬，實(shí)測(cè)展寬時(shí)間與設(shè)定時(shí)間一致，實(shí)際停機(jī)動(dòng)作接點(diǎn)閉合時(shí)間是大于展寬時(shí)間的。機(jī)組保護(hù)停機(jī)出口與監(jiān)控LCU聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)記錄如表4所示，整改后保護(hù)停機(jī)出口回路見圖2。

表4 機(jī)組保護(hù)停機(jī)出口與監(jiān)控LCU聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)記錄表

圖2 整改后保護(hù)停機(jī)出口回路圖

3 結(jié) 語

綜上所述，機(jī)組保護(hù)動(dòng)作停機(jī)信號(hào)通過保護(hù)裝置出口繼電器送至監(jiān)控系統(tǒng)，直接啟動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)電氣事故停機(jī)流程。從保護(hù)裝置與監(jiān)控系統(tǒng)的時(shí)間配合來看，建議保護(hù)裝置停機(jī)時(shí)間的出口繼電器接點(diǎn)設(shè)置展寬時(shí)間，以滿足電氣事故停機(jī)流程的啟動(dòng)時(shí)間。

實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)不同的保護(hù)裝置和不同的監(jiān)控設(shè)備采取不同的措施，對(duì)增加了展寬時(shí)間的繼電器應(yīng)嚴(yán)格調(diào)試，避免啟動(dòng)失靈的接點(diǎn)和其他要求瞬時(shí)返回的保護(hù)接點(diǎn)誤加展寬時(shí)間。如果裝置展寬時(shí)間仍無法滿足監(jiān)控系統(tǒng)停機(jī)流程的需要，建議重動(dòng)繼電器采用大功率(大于5 W)繼電器，能有效防止繼電器受干擾引起誤動(dòng)作。