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水电厂电测系统升级改造的实践和应用

来源:m88明升网址作者:发表时间:2017-09-25【】

摘 要:介绍水电厂电气测量系统升级改造历程,阐述技术升级改造目的及所解决的关键问题,总结电测改造所取得的成功经验,提出了电测回路整体升级改造必要性和重要性。图 1 幅。

正文:
        浙江华电乌溪江水电厂是一个梯级开发的中型水电站,电气测量采用二次电流电压通过指示仪表直接测量模式,自动化水平极低。随着技术发展,该厂自上世纪九十年代末开始,为适应水电厂计算机监控系统改造需要,电气测量走上升级改造之路,该厂电测系统改造规划设计都是依靠本厂技术力量完成,电测系统升级改造的成功实践,促进了电测手段的不断完善和量值测量准确度的提高,为水电厂远程监控提供m88明升网址的技术支持;同时为电站专业技术人员提供了良好的实践机会,提升了专业人员的技术水平。

1. 电测量变送器改造
1.1 第一轮电测量变送器改造
        电站投产时变送器为分立元件组装,体积大,功耗大等的缺陷,型式老旧及性能不稳定,结合计算机监控系统安装进行升级改造。新型变送器选择输出虚零位型,规格为 4 ~ 20ma。虚零位型变送器特点是在变送器没有输入时变送器二次侧是有输出的,如电流、电压单向型变送器输出零位电流为 4ma, 如功率等双向型变送器输出零位电流为12ma。虚零位型变送器优点是当没有测量量输入时,二次输出为 4ma 或 12ma,监控和指示表计指示为零;当机组停机或一次侧停电时相应指示不为零时,可判断为变送器零位有偏移或变送器电源消失,可简单判断变送器运行工况。

1.2 第二轮变送器改造
        这一轮变送器改造始于 2010 年,改造主因是原变送器电源采用交流电源,地处电网末端的水电厂遇到全厂失电时要求黑启动(即无厂用电时)开机并网,但由于包括监控系统和返回屏表计在内都是通过变送器转换,没有了变送器交流工作电源,机组开机至带厂用电之前是没有输出,这成为了机组黑启动是否成功的关键。改造实施后,直流电源变送器比交流电源变送器具有运行更稳定、抗干扰能力更强,其内部工作电源稳定,也不会对输出直流产生电磁干扰。电站直流系统具有强大储备电池容量,即使交流电源短暂消失,全站直流用户几乎不受任何影响。

2. 交流采样装置安装
2.1 电气测量屏的整体改造
        以往电测回路改造基本是以相同功能的设备更换为主,但交采装置安装接线复杂,回路改动非常大,为此重新设计了整个电气测量屏的布置和回路接线图,利用原有的变送器、电能表等测量设备,委托北京四方厂家组屏,改造后又美观又与邻盘保持了统一。

2.2 单元测量屏的现场施工
        交流采样测量装置的改造是结合各单元间隔的现地控制单元改造同步开展。两站共改造十二块新电测屏。由于交流回路电缆使用年限长,部分电缆的缆芯截面偏小满足不了技术规程规定,相应交流回路电缆作了更换,降低二次回路压降,减轻二次回路负载,从整体上减少了电测回路的测量误差。

3. 互感器及二次回路改造
        电力系统一次系统测量是用二次测量值通过换算间接得到一次系统量值的,而二次测量的源头来自电流和电压互感器。该厂投产时的电流电压互感全都是充油式互感器,体积庞大,二次引出线圈组数少,误差等级低,大多数互感器没有设置电测专用二次线圈,严重影响了电气量测量的准确度。

3.1 电压互感器及二次回路改造
        该厂自 2004 年开始陆续改造电压互感器,改造主因是电测回路准确度达不到要求,保护和电测回路混用不符合安全性评价等技术规定。新电压互感器采用 sf6 电容型互感器,不会产生谐振现象,二次线圈设有三组输出,保护用误差等级为 0.5 级,电测用误差等级为 0.2 级,第三组线圈等级 3p 级,用于接地保护判断。新增测量用二次专用线圈后,测量回路同步进行了改造。设立测量用独立三相空气开关,并将所有电测回路电缆统一挂接于该组开关之下。

3.2 电流互感器及二次回路改造
        老式电流互感器没有电能测量专用线圈,电测电能回路共用一组 0.5 级测量线圈,不仅准确度达不到计量要求,而且由于二次电测设备全都串接在二次线圈回路中,二次负载过重,进一步增加了电流互感器误差。更换新的 sf6 气体电流互感器增加了二次电流输出组数,测量用精度等级提高,设置了专用 0.2s 级电能测量专用二次线圈,电测回路用 0.2 级,满足测量和保护用需求。结合各个单元间隔的电流互感器改造,更换了部分电缆截面积不满足要求的电缆,并将电测回路与电能测量回路分开,电能表电流回路缆芯统一用截面 4mm2 电缆。

4. 结束语
        电气测量系统是水电厂计算机监控系统的重要基础环节,没有测量就不存在控制,准确可靠的电气测量是流程控制的前提。该厂通过多年持续不断的技术改造和体系完善,从电测源头互感器的更换,到中间连接电缆更新,再到测量元件即电测量变送器和交流采样测量装置的应用,整个系统重新得到整合和更新,电气测量技术水平发生了质的飞跃,保障了监控系统可靠运行。