發(fā)電廠電測計量回路技術探討
一．前言
科學技術的發(fā)展，自動化水平的提高，計算機監(jiān)控系統(tǒng)、綜合保護、綜合表計等微機電子設備在新建電廠的普及，發(fā)電廠電測計量回路設備，基本淘汰電磁機械式的測量表計，形成了以計費系統(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、多功能綜合表計等組成的電氣測量計量系統(tǒng)。由于設計過程中對計量電測回路考慮不周，加之發(fā)電廠龐大的廠用系統(tǒng)，設備型號眾多，功能性能參差不齊，發(fā)電廠電氣測量計量精度和可靠性難以保證，對運行監(jiān)控和廠用電經(jīng)濟分析不便。本文根據(jù)揚州二電廠電測計量回路的具體問題提出自己的探討觀點。
二．關口計量回路：
發(fā)電廠關口點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，線路計量電壓取自線路電壓互感器二次側(cè)計量繞組（0.2級）直接接入電能表，啟備變計量電壓取自高壓母線電壓互感器二次側(cè)計量繞組（0.2級），經(jīng)啟備變保護電壓切換裝置接入電能表。兩段母線電壓回路設有專門的母線并列裝置，在某一段母線電壓互感器退出運行時，將電壓二次回路并列，滿足保護、測量及計量回路采集電壓需要。
關口計量表計分兩面屏柜安裝布置，啟備變電能表安裝在1號機組繼保室內(nèi)1號機電度表屏上，出線線路電能表安裝在網(wǎng)控室線路電能表屏上。電能量遠方終端安裝在網(wǎng)控室線路電能表屏上，廠內(nèi)計費小主站安裝在1號機組繼保室桌面布置。
存在問題和改進方案：
1.啟備變關口電能表和線路關口電能表由電力計量部門定期檢驗維護，啟備變關口電能表同1號機組電能表在同一屏內(nèi)布置。正常情況下電力計量部門要對整面屏柜進行鉛封，當機組檢修時要經(jīng)電力計量部門許可才能開展工作，且日常不能巡視檢查機組表計回路，對廠內(nèi)的檢修維護造成不便。建議將啟備變、線路關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，也防止啟備變關口電能表定期維護時誤碰機組計量設備。
2. 啟備變計量電壓回路經(jīng)啟備變保護電壓切換裝置接入電能表。一方面增加了電纜線路的長度，增加了回路壓降和回路故障幾率，另一方面計量電壓回路經(jīng)過啟備變保護屏頂小母線，啟備變保護電壓切換裝置，把計量回路和保護回路置于同一裝置之中，保護裝置檢修時將直接影響計量回路，保護專業(yè)的設備檢修試驗考慮專業(yè)接線劃分，只注重于保護的相關回路試驗傳動，儀表專業(yè)對保護回路相關知識理解相對薄弱，在檢修過程中為計量回路的完整性、安全性留下隱患，將直接影響安全運行，甚至經(jīng)濟效益。建議對于關口計量電壓回路在電能表屏柜安裝計量專用的電壓切換裝置，減小回路電纜的長度，減小回路壓降和回路故障幾率，計量回路簡單明了也利于專業(yè)維護和管理。
3.電能量遠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，為省公司電量自動結算和線損自動監(jiān)測分析，提供實時準確的電量數(shù)據(jù)。目前電能表主副表雙配置，傳輸方式具有計算機通信的網(wǎng)絡接口(通過電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng))和撥號通信接口兩種途徑，遠方終端電能量處理器設備卻單臺配置，在設備故障時直接影響關口電能表數(shù)據(jù)傳輸。建議在電廠設計時配置兩套不同廠家的遠方終端電能量處理器，使用相同的參數(shù)設置，電能表的數(shù)據(jù)同時接入兩套遠方終端電能量處理器，一臺工作，另一臺備用，當一臺發(fā)生故障時只需將網(wǎng)線和通信線插接在另一臺備用的設備上。保證電能量計費主站系統(tǒng)采集關口電能表數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。
4. 計費小主站是發(fā)電廠關口點、考核點電能計量的數(shù)據(jù)分析、存儲、報表打印的工作站。具有對電能量終端處理器進行遠方測試和診斷功能，當電能量處理器故障或通信失效時，終端可進行自動告警及打印記錄，提醒運行人員進行維護。將小主站安裝在繼保室，雖然能保證數(shù)據(jù)分析、存儲、報表打印的工作，但在計費系統(tǒng)發(fā)生故障時運行人員不能及時發(fā)現(xiàn)，延誤處理缺陷的時間。建議計費小主站還是安裝在集控室比較合適。
三．發(fā)電機系統(tǒng)電氣測量
隨著DCS分散控制系統(tǒng)在發(fā)電廠的普及，發(fā)電機系統(tǒng)的電氣測量在DCS中實現(xiàn)，滿足回路測量要使用大量的變送器，單臺機組各種電氣量變送器組一面屏，變送器4-20mA輸出送至DCS供運行監(jiān)視。
存在問題和改進方案：
設計時簡化接線，屏柜內(nèi)電流回路在變送器之間直接串接，運行中當其中一臺變送器故障時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)的部分邏輯無法實現(xiàn)，甚至相關系統(tǒng)誤動作?；芈返脑O計過程中，在保證回路簡單可靠的同時，還要考慮故障檢修維護的便利，應采用單臺變送器電壓、電流回路從端子排引接，保證各個變送器回路相對獨立。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，保證測量回路的準確性，應從管理上明確DCS和電氣回路的分工，檢修時應對整個測量回路進行完整性的試驗檢查。
四．廠用系統(tǒng)計量測量
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)的測量、計量回路。ECS廠用監(jiān)控系統(tǒng)有龐大的硬件平臺，輔以各間隔層的綜合保護、綜合表計、馬達保護器等，組成廠用部分的電氣測量計量系統(tǒng)。
存在問題和改進方案：
1.廠用6kV設備的電氣測量、計量數(shù)據(jù)采集設備是綜合保護中測控單元，380V系統(tǒng)電氣測量、計量數(shù)據(jù)采集設備是馬達保護器和綜合表計。馬達保護器和部分綜合表計沒有電能量計數(shù)功能，要想取得電能量需在監(jiān)控系統(tǒng)中使用軟件累積計算。況且現(xiàn)場使用的產(chǎn)品型號、生產(chǎn)廠家眾多質(zhì)量參差不齊，測量精度難以保證。
2. ECS廠用電監(jiān)控系統(tǒng)和間隔層綜合保護、馬達保護器、綜合表計用RC-485接口通過總線的方式進行數(shù)據(jù)傳輸，大量的廠用設備數(shù)據(jù)量很大，傳輸速度慢，容易造成監(jiān)控系統(tǒng)運行不穩(wěn)定和死機。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，影響運行人員監(jiān)控。
3.廠用電氣監(jiān)控系統(tǒng)和綜合保護等電氣設備選型，應認真進行方案論證，嚴格把關產(chǎn)品質(zhì)量，保證技術方案成熟，生產(chǎn)工藝先進，運行穩(wěn)定的產(chǎn)品在現(xiàn)場使用。有必要時對重要設備在開關柜安裝電流電壓變送器，DCS增加電氣測量單元，保證運行監(jiān)控數(shù)據(jù)的準確。對核算電能量的輔機在開關柜安裝電能表，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)計廠用電。
五．調(diào)度自動化設備的測量
遠動RTU負責采集所在發(fā)電廠電力運行狀態(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。遠動RTU在電力系統(tǒng)中的作用，它的穩(wěn)定直接關系到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定，特別是在調(diào)度對電廠機組進行AVC控制和AGC控制投入的情況下。
存在問題和改進方案：
運動終端測量精度要求±0.2％，配置有足夠的滿足運動精度要求的模擬量和狀態(tài)量輸入單元。在設計時未采用運動終端的測量輸入，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)的測量精度沒有遠動RTU的精度要求高。運動終端信息測量的精度受轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)的制約，當NCS故障或異常時還直接影響調(diào)度自動化信息傳輸，使發(fā)電企業(yè)來說面臨調(diào)度部門的考核。
在系統(tǒng)設計時應考慮，調(diào)度自動化系統(tǒng)設備如遠動RTU、AGC，應通過自己的變送器、開入板單獨采集信號，既可以保證測量的精度，還可以保證系統(tǒng)的獨立性，不受其他系統(tǒng)運行工況的影響。
六．結論
在發(fā)電廠電測計量回路設計時盡量保證電測計量回路的獨立性和簡潔性，選用技術成熟性能穩(wěn)定的產(chǎn)品，設備安裝布局利于檢修和運行維護方便。
信息來源：中國大唐集團公司
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