有功功率擺動的現象的處理

摘 要：變送器（transmitter）是把傳感器的輸出信號轉變為可被控制器識別的信號（或將傳感器輸入的非電量轉換成電信號同時放大以便供遠方測量和控制的信號源）的轉換器。變送器的輸出對象有的參與機組DEH系統、機組協調控制系統，在電力系統中起著重要的作用。本文著重介紹了有功功率擺動的現象以及采取的措施，希望能給同行一定的幫助。

關鍵詞：變送器；有功功率；擺動

1 概述

某火電廠2*60MW機組，該機組測量系統原變送器設備主要選用的是德國GMC公司產品。測量柜由上海一開開關有限公司組裝制造，機組電氣測量系統主要為機組控制、監視、測量儀器、儀表等系統提供所需的電氣量。如有功功率、無功功率、電壓、電流、頻率等。它的主要服務對象有：機組DEH系統、機組協調控制系統、機組控制畫面、顯示表計，遠動通訊（RTU）等設備系統。該系統的一次設備是位于機端測量專用的電壓互感器和電流互感器。

Ud11、Ud12、Ud13、Ud14均為多功能變送器。

原變送器采用一對三輸出，Ud11、Ud12、Ud13輸出有功功率信號直接參與機組DEH、協調MCS控制；如下圖：

具體功率變送器輸出信號如下：

Ud11輸出：

（1）發電機有功功率（70MKA01CE001） DCS

（2）發電機有功功率（R07） DEH

（3）發電機有功功率（70MKA01CE001A） MCS

Ud12輸出：

（1）發電機有功功率（R13） 表計顯示

（2）發電機有功功率（R09） DEH

（3）發電機有功功率（70MKA01CE001B） MCS

Ud13輸出：

（1）發電機無功功率（70MKA01CE002） DCS

（2）發電機有功功率（R11） DEH

（3）發電機有功功率（70MKA01CE001C） MCS

Ud14輸出：

（1）發電機功率因數（70MKA01CE008） DCS

（2）發電機正向無功功率（R03） DEH

（3）發電機電流（R23）備用 表計

2 存在問題及采取措施

2.1 同一只變送器的不同輸出端口存在同時擺動的情況，例如：#7機Ud11的三個輸出口同時在2008-4-8 11：05：07從591MW→28MW，持續時間達2s、#7機Ud11的三個輸出口同時在2008-4-12 03：19：44從311MW→119MW，持續時間1s；#8機Ud11的三個輸出口同時在2007-12-8 22：38：00 從356MW→12MW、#8機Ud13的三個輸出口同時在2008-2-15 17：04：00 從551MW→200MW。

編號為Ud11和Ud13的變送器都是采集的發電機端電壓和發電機電流，輸出的是包括發電機有功功率在內的模擬量。由于發電機實際上沒有發生過功率如此突然、如此劇烈的變化，且其它變送器（包括與Ud11和Ud13同型號的變送器和不同型號的變送器）也沒有發生與上述變送器同時的變化，因此可以推斷上述變化是由于這種變送器的本身可能存在問題，尤其是公共部分。否則不可能只有這一只變送器的三個輸出口同時發生這樣的變化。可能存在問題的部位是：電源（變送器本身的電源）、公用通道等。

2.2 同一只變送器的不同輸出端口存在有不同時擺動的情況，例如：#7機Ud11的MWA輸出口在2007-12-8 22：28：00從455MW→148MW，與此同時該變送器的70MKA01CE001輸出口在2007-12-8 22：28：00從455MW→175MW，二者有明顯的差別；#8機Ud13的MWC輸出口在2008-3-14 14：11：00從551MW→198MW，與此同時該變送器的80MCS02FU103輸出口在2008-3-14 14：11：00從551MW→326MW，而該變送器的另一輸出口80MKA01CE002竟然信號徹底消失！三者有明顯的差別。

上述情況說明變送器各輸出通道之間可能有互相影響，但不是類似于“一呼百應”式的。

2.3 特別應注意的是#8機的Ud21三個輸出口中的2個：80MKA01CE003以及80MKA01CE005出現信號消失長達21s！而這只變送器的另一輸出口80MKA01CE004的輸出量僅擺動了1s。這也說明變送器各輸出口之間的特性不一致。

2.4 #8機Ud14的80MKA01CE008口（發電機功率因數）多次出現大幅擺動，甚至出現過功率因數從0.9→-0.5的變化，#7機Ud14的70MKA01CE008口也出現過這種現象，而這種變化對一臺600MW發電機來說除非在故障狀態下，否則幾乎是不可能的。

2.5 針對機組功率擺動現象，該電廠繼電保護人員主要做了以下措施：

2.5.1 與變送器代理廠家（金訊和公司）、華北院、上海一開公司等針對該種情況，進行過溝，并對出現有功擺動的功率變送器進行更換。

2.5.2 柜內信號電纜與控制電纜分布在一起，期間懷疑是柜內的控制電源對其輸出信號有干擾，對柜內的控制電纜與輸出信號電纜分開。使信號電纜單獨分布。

2.5.3 期間也懷疑信號電纜屏蔽不良。故對每一根電纜的屏蔽線進行了檢查，并對其每一根電纜的屏蔽線從新做線，在接到銅牌上。

2.5.4 針對參與機組DEH、協調控制的變送器加裝信號隔離器。但有功功率波動情況仍然存在。針對以上情況2008年4月底部門及專業上請華北電力設計院到現場幫助進行實地檢查分析。最終華北院認為該型號產品內部可能存在缺陷，并且很可能不止一處，因此造成變送器的公共部分和單獨部分出現輸出大幅擺動的異常現象。并建議針對參與機組控制系統控制邏輯的發電機有功功率量采用一對一的輸出方式，對現有的數字型變送器改換為模擬式變送器。即不采用多路輸出方式，而采用一對一輸出方式，一個有功功率變送器只有一路功率信號輸出，且選擇模擬型功率變送器。根據屏柜尺寸情況并結合現場實際，可以考慮更換最為重要的發電機有功功率輸出信號，也就是將進DEH控制系統和協調控制系統等有功功率信號由現有的一對三輸出變送器改為一對一輸出變送器形式。將現有的兩個DME440變送器更換為6個新選變送器。

3 變送器技改

根據現場實際情況，以及針對變送器功能和性價比等。最終選用浙江涵普電力科技有限公司變送器。

該變送器型號：FPW-201

技術參數：CT變比：25000/5A

PT變比：20kV/100V

輸入端量程：0～866MW

輸出端量程：4～20mA DC

精度：0.2s；電源：AC 220

新增6塊變送器采用單獨電源供電。MCS及電調系統（DEH）的6路信號實現一對一配置，當單塊變送器出現故障時不會影響其他信號，提高了系統的可靠性。電壓、電流回路使用原有變送器及電度表屏的PT、CT回路。對新增變送器進行了精度實驗、階越實驗。改造完成后，繼電保護人員每周對新增的6個功率信號進行曲線對比。定期觀察新增變送器的功率擺動情況。運行將近兩年時間，改后的變送器沒出現大的功率擺動情況。保障了機組安全穩定運行。排除了影響機組健康安全運行的隱患。

參考文獻

[1]馮偉忠.中國電力.

[2]王英.電測與儀表.