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350MW發電機組中隔離熱電阻變送器屏目更新和改造方法

來源:上海自動化儀表作者:上海自動化儀有限公司上自儀表四廠網址:http://www.shzy4.com

  摘 要:

           350MW發電機組中隔離熱電阻變送器屏中現有發電機回路變送器為常規模擬變送器不能真實反應機組擾動,通過對發變組變送器屏的改造,消缺電廠在對主變全壓沖擊或者外圍線路發生故障、投切超大負荷時傳輸電信號不穩定。
    發電機是現代生產活動中的重要設備。為保證
發電機的穩定運行,在發電機監控系統中,廣泛采用功率變送器來測量發電機機端和負載端的功率,以供監控系統進行數據分析處理并采取適當的控制,因此功率變送器輸出信號的正確與穩定對于發電機的穩定運行有著重要意義。
    近年來,陸續發現
電廠在對主變全壓沖擊或者外圍線路發生故障、投切超大負荷時,產生的瞬間勵磁涌流對電氣二次回路產生諧波功率,使得常規模擬變送器的輸出信號產生無規則的畸變,引起發電機功率控制系統誤動作,造成鄰近發電機組的功率振蕩甚至跳機等故障。另外,電廠內部系統原因(如 CT、PT 斷線,工作電源空開失電等)使得機組功率信號丟失,引起機組 PLU 保護誤動作的事故也時有發生。
    1 設備概況
    某電廠350MW 隔離熱電阻變送器屏為黑河市國立電氣有限公司負責設計生產,使用的壓力變送器均為模擬式隔離熱電阻變送器,其中發電機有功功率變送器采用了DBQ-211模擬式功率變送器、DBQ-251模擬式有功無功組合變送器,不能真實反應機組正常擾動,容易引起發電機功率控制系統誤動作。且當 CT 和PT 有問題時,將影響 DCS 對機組信號的控制,從而造成機組停機 ;電源回路采用一路電源進行,引出5個空氣開關,作為發變組變送器屏所有隔離熱電阻變送器電源回路(共27個變送器),即每個空氣開關并聯接線同時控制5~6個變送器的電源回路,造成各個隔離熱電阻變送器的電源回路相互干擾,影響變送器的穩定性、傳輸準確性 ;二次電壓回路采用直接在變送器接線端子上并聯至下一個變送器的接線方式,沒有經過端子排短接 ;電流回路采用直接在隔離熱電阻變送器接線端子上串聯至下一個隔離熱電阻變送器的接線方式,造成檢修維護時無法對單個隔離熱電阻變送器電流回路進行短接,容易造成 CT開路。
    2 存在的問題
     隔離熱電阻變送器屏使用 DBQ-211模擬式功率變送器、DBQ-251模擬式有功無功組合變送器,不能真實反應機組正常擾動,在電廠對主變全壓沖擊或者外圍線路發生故障、投切超大負荷時,產生的瞬間勵磁涌流對電氣二次回路產生諧波功率,使得常規模擬變送器的輸出信號產生無規則的畸變,圖1可看出當模擬式功率變送器受到瞬間涌流沖擊時存在階躍響應。
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    當隔離熱電阻變送器屏內其中一個電源空氣開關跳閘時,將至少同時造成5個壓力變送器失去工作電源, 隔離熱電阻變送器將無法正常傳輸電信號,大大提高了設備運行的不穩定性。
    二次電壓接線采用直接在變送器電壓接線端子并聯引接至下一個變送器的電壓接線端子的接線方式,存在變送器運行時相互干擾較大、加大設備運行不穩定性和傳輸信號的準確性,且當發生單個變送器損壞時無法對損壞變送器的電壓回路進行短接隔離,加大設備消缺的不穩定性和風險難度。
    電流回路采用直接在隔離熱電阻變送器接線端子上串聯至下一個隔離熱電阻變送器的接線方式,當發生單個隔離熱電阻變送器損壞時無法對損壞變送器的電流回路進行短接隔離,在處理消缺過程中容易造成 CT 開路,產生過電壓,加大設備的消缺難度和危險性。
    3 技術改造
    3.1 技術改造的原則
    經過技術改造,用數字式功率變送器更換原發電機模擬式功率隔離熱電阻變送器,響應時間 <400ms,數字功率變送器具有以下三種工作模式 :瞬態快速響應模式 ;短時涌流抑制模式 ;快速響應與涌流抑制兼顧模式。當工作在瞬態快速響應模式時對周波功率立即變送輸出,當工作在勵磁涌流抑制模式時采用數字濾波技術,有效濾除100毫秒內外界干擾突變信號對變送輸出的影響 ;當工作在快速響應與涌流抑制兼顧模式時,線路瞬間故障發生時隔離熱電阻變送器的輸出既能跟隨故障曲線變化、又能降低短時擾動對變送輸出的影響 ; 隔離熱電阻變送器屏電源回路的改造實現雙電源供電,且一個空氣開關控制一個變送器的電源 ;優化二次電壓回路、電流回路的接線方式,可以實現帶電隔離單個隔離熱電阻變送器的要求。
    3.2 技術改造及改造效果
    選用山東某公司的數字式功率變送器替換原發電機模擬式功率變送器,可實現在標稱功率范圍內,功率突增至150% 的標稱功率或突降至0,并持續100ms,
變送器的輸出變化不超過量程的0.5%。圖2可看出,系統發生電流突變時數字式變送器的輸出平穩,輸出信號沒有發生畸變。
    新增端子排 DY( 電源回路 ),把原來隔離熱電阻變送器直接并接的電源全部通過總空開和分空開、并經過端子排轉接 ;新增端子排 ZJ1( 電流回路轉接 ),把原來變送器直接串接的電流全部轉移到端子排上轉接 ;新增端子排 ZJ2( 電壓回路轉接 ),把原來隔離熱電阻變送器直接并接的電壓全部轉移到端子排上并接。
       2019年11月初,發變組變送器屏改造施工結束,投入正常運行。數字式功率變送器輸出穩定,沒有發生過電信號輸出波動現象。改造后可避免發生電源空開跳閘后造成多個變送器失電的問題,隔離熱電阻變送器損壞后可短接相關的電流回路、拆除相應的電壓回路接線,方便在運行中更換。更換的數字式功率變送器精度更高、抗干擾能力強,為機組的安全可靠運行提供保障。
    4 結語
   
數字式功率變送器是近幾年剛投入電廠使用的先進設備,幾年前還未得到廣泛的使用。采取上述的技術改造后消除了設備運行的不穩定性,在設備運行時對原系統不會有影響,無需對系統后臺進行修改。改造后的運行情況達到了改造的預期目的,同時也為同類設備的技術改造提供了經驗。