浅谈#7机参与机组协调控制有功功率变送
器优化
摘要：本文介绍了某厂#7机由于有功功率变送器本身和回路故障，引起机组负荷震荡、造成机组停机的异常事件，详述了为保证参与机组协调控制的有功功率变送器稳定可靠运行，在其电气回路上所作的优化措施。
关键词：有功功率变送器；协调控制；停机；电气回路；优化
1 引言
机组的实际负荷即实发功率是机组参与协调控制系统中的重要组成部分，现代大型发电机组一般都采用有功功率变送器来测量机组的实发功率，这无疑给参与协调控制的有功功率变送器电气回路的可靠性和本身质量提出了更高的要求。为了保证机组实发功率信号的稳定性和可靠性，一般都采用三个有功功率变送器来测量机组的实发功率，即取三个有功功率变送器输出的中值或按优先级选用其中一个作为最终测量值来参与机组的协调控制，但是仅此这样是不够的，如果有功功率变送器电气回路和本身故障，将影响机组协调控制系统的正常运行，严重时会造成机组停机，所以必须在有功功率变送器电气回路和本身特性上进行优化，为机组安全可靠运行提供保障。
2 #7机投产初期参与协调控制的有功功率变送器状况
2.1原设计回路描述
某厂#7机参与DEH控制的有功功率变送器有三块，分别为：1Wf/2Wf/3Wf；参与DCS协调的有功功率变送器有三块，分别为4Wf/5Wf/6Wf。此1Wf-6Wf共6块变送器为国产变送器，安装在#7机组变送器屏内后下方，二次电流取至发电机中性点（T3:100VA;0.2级；25000A/5A）,二次电压取自机端第二组电压互感器（TV2：UA614/UB614/UC614/UN600）,变送器屏内所有变送器工作电源取自#7机组UPS柜B段负载开关（19ZK:#7电气继电器室屏顶小母线II路），且电流回路还串有多块变送器，电压回路和多块变送器并联，如下图1所示：
图1 变送器电流回路图
2.2变送器故障引起的异常事件及处理情况
①2013年7月 某厂#7机参与DEH控制的有功功率变送器3Wf输出不稳定,输出值
出现跳变，如图2所示。由于DEH优先取值的#1功率信号为变送器3Wf，主机高压调门从37%至100%大幅度波动，机组负荷、压力也随之波动，退出协调方式，亦不能稳定。运行人员及时调整的同时，检修人员将有功功率变送器3Wf的输出信号线甩开，DEH自动切换至其余正常的功率信号。由于机组运行，无法及时更换故障变送器。请购了特性较好的变送器准备利用机组检修机会进行改造更换。在2013年8月底的停机临修中，由于请购变送器未到货，只对DEH采样的有功功率变送器3WF进行了更换，也对参与调节的有功功率变送器回路进行了改造；并冗余一块有功功率变送器串接在整体电流回路里，以备变送器故障可以在线切换输出。
②2013年10月 某厂#7机参与DEH控制的的#3功率信号失效，DEH根据机组协调逻辑自动选择DEH的#2功率信号，在DEH的#3功率信号尚未恢复正常的过程中，再次因为DEH的#2、#1功率信号接连跳动出现异常，如图3所示，造成热工保护关闭调门，导致热工再热器保护动作、主汽门关闭跳机。检修人员对影响变送器的电源、电压、电流回路进行了相关检查试验，更换故障变送器，对回路进行改造优化，彻底改变有功功率变送器频繁故障的局面。
图2 DEH逻辑中三个功率信号历史曲线 图3 DEH逻辑中三个功率信号历史曲线
2.3存在的问题
①参与机组协调控制的有功功率变送器本身质量存在问题，输出极不稳定甚至数次出现输出失效的故障。
②当参与机组协调控制的有功功率变送器电流或电压回路存在故障或要更换其中一个故障变送器时，会影响所有变送器的正常工作，很不利于消缺工作的正常开展。
③当出现PT二次接线松动或小空开掉闸引起失压时，影响机组协调控制系统正常运行，严重时会造成机组停机。
④当参与机组协调控制的有功功率变送器仅有的一路电源回路出现故障时，所有的变送器将不能正常工作，后果不堪设想。
3 参与协调控制的有功功率变送器优化方案
3.1参与协调控制有功功率变送器本身优化
由于参与协调控制的6块有功功率变送器本身质量存在问题，输出极不稳定，选用了新请购的ABB生产的变送器和某厂二期使用的国产变送器进行搭配，即DEH的#1、#3功率信号变送器选用ABB生产的变送器，安装在电气测控屏下方（原变送器屏已没有位置），DEH的#2功率信号变送器选用国产变送器； DCS的三块有功变送器选用国产变送器。另外增加2块进口变送器在回路中作为备用，可供DEH和DCS备用。
3.2参与协调控制有功功率变送器电流回路优化
安装在电气测控屏的DEH的#1、#3功率信号变送器、一块显示用和两块备用变送器的二次电流改取至发电机中性点T4（100VA;0.2S级；25000A/5A），如图4所示。
图4 新增加变送器电流回路图
原变送器屏内变送器电流乃取自发电机中性点T3（100VA;0.2S级；25000A/5A）。 同时为了日常消缺方便，所有变送器电流回路经过一块变送器后都必须回端子排，，然后再从端子排引出至另外一块变送器，以保证各个变送器的电流回路的独立，当一块变送器故障时，从端子排上封住此变送器的电流回路即可，不影响其他变送器的正常工作，即方便也安全。图3所示：
图5 新增加变送器电流端子排图
3.3参与协调控制有功功率变送器电源回路优化
将安装在电气测控屏的DEH的#1、#3功率信号变送器和两块备用变送器的工作电源接至#7机组UPS柜A段负载开关（19ZK:#7电气继电器室屏顶小母线I路）；原变送器屏内变送器工作电源乃取自#7机组UPS柜B段负载开关（19ZK:#7电气继电器室屏顶小母线II路）。改造后变送器工作电源来自两路不同段UPS 负载开关，实现了电源独立可靠要求。
4 此次参与协调控制的有功功率变送器优化方案的不足之处
此次优化分别从变送器选择搭配、电流回路、工作电源回路进行了改造，对变送器的电压回路只增加了小空开，避免了由于小空开掉闸导致所有变送器失压。但二次电压还是都取自机端第二组电压互感器（TV2：UA614/UB614/UC614/UN600），未能做到真正的电压回路的独立，如果机端第二组电压互感器发生一次保险熔断、二次回路断线的情况，此时参与协调控制的变送器的输出突降，必定引起机组负荷大幅波动，甚至造成更严重的后果。
此次优化从施工难度和减少费用角度出发，未做彻底更换，都是在原有屏柜和回路上进行改造，设备分部零散，标识相对混乱，时间久了容易造成混淆。所以已经将改造图纸张贴在屏柜内，并且及时更新，保证突发状况下能够在第一时间内将故障解除。
5 结束语
通过此次优化改造，参与协调控制的有功功率变送器运行情况良好。仅在2015年2月25日DCS#1功率信号显示异常，暂时退出AGC，维持负荷稳定，检修人员在极短时间内在线切换了变送器输出，机组恢复正常运行。但鉴于这次改造的不足之处，建议对参与协调控制的有功功率变送器的逻辑进行优化：在同时出现3个功率变送器异常的极端情况，在DEH系统中默认原来的机组负荷保持调门输出指令不变。避免因变送器故障导致的机组非停事件的发生，为机组安全可靠长周期运行打下坚实基础。