摘要：由于機組自動化水平的要求不斷提高，使電廠機組的自動控制系統也在不斷地進行技術改造，熱控分散控制系統(distributedcontrolsystem，DCS)在與繼電保護接口時往往存在一些新問題，因此，針對發電機功率信號如何實現真正意義的“三取二”、斷水保護如何避免單點保護、如何解決現場測控系統(networkedcontrolsystem，Ncs)監控系統和功率變送器在采樣上的一致性等問題提出解決方案。
　　關鍵詞：機組自動化；熱控專業；發電機；汽輪機
　　隨著自動化水平的日益提高，火電廠越來越多的電氣系統參與到熱控分散控制系統(distributecontrolsystem，DCS)控制、調節過程中。繼電保護專業與熱控專業雖然都是二次專業，但在各自的領域都有其獨特的安全理念。如，熱控專業嚴格執行“三取二”的防止誤動、誤調措施；繼電保護專業則強調防止單一硬件損壞造成保護誤動、拒動并且提倡采用不同原理、不同廠家設備的冗余配置來防止特殊工況下的保護拒動。因此，在實際工作中要認真對待繼電保護設備和熱控專業設備接口中存在的問題，取長補短，提高設備運行可靠性。
　　1實現發電機有功功率信號“三取二”
　　發電機有功功率模擬量信號直接參與到機組自動發電控制協調系統、汽輪機數字電液控制系統(digitalelectric．hydraulicsystem，DEH)等重要控制系統中。熱控專業要求提供3個功率信號以便“三取二”，因此設計一般都會在電氣系統設置7個有功功率變送器，但這些變送器電壓回路卻取自同一組電壓互感器的二次繞組，輔助電源也取自同一個電源開關，這就帶來許多安全隱患。一旦在機組運行中發生電壓互感器二次繞組斷線或變送器輔助電源失電，會造成變送器輸出歸零或功率信號減半，嚴重影響機組調節，甚至造成停機。
　　為了解決以上問題，生產現場可考慮如下方案：
　　a)發電機出口電壓互感器均配置3個測量級二次繞組，參與機組協調的功率變送器分別從3個繞組取得機組電壓信號輸入，變送器電源可從2套機組不間斷電源輸出、保安電源取得3路互相獨立的交流輔助電源。這樣，功率變送器從電壓信號輸入、輔助電源接引上均實現“三取二”。
　　b)根據繼電保護反措，把電流互感器(currenttransformer，CT)斷線作為一種設備事故，允許繼電保護裝置動作停機。因此，功率變送器電流回路可取自同一組電流互感器二次繞組，不考慮在CT斷線情況下維持機組穩定運行。
　　c)熱控專業需要7路機組有功功率信號作為機組調節、保護邏輯判據，其中DEH和機組協調控制系統各需3路。在不降低設備運行可靠性的前提下，盡量減少電流互感器、電壓互感器二次負載，可采用雙輸出功率變送器。如此，每臺機組配置4個功率變送器就能滿足需求，但要注意每一個變送器的二路輸出分別作為協調控制系統和DEH的功率信號輸入，以防單個變送器損壞致使熱控“三取二”邏輯誤判。
　　2斷水保護避免單點保護
　　發電機斷水保護的典型方式為：熱控DCS通過定冷水母管3個壓力測點測量定冷水母管壓力，經“三取二”邏輯判斷后開出一個空接點作為發電機——變壓器組保護中發電機斷水保護非電量保護的開關量開入，此保護延時20s作用于發電機全停。
　　采用這種配置方式，當保護回路中DCS與電氣保護接口的電纜故障、DCS的數據輸出(dataout，DO)模塊故障、發電機——變壓器組非電量開入板故障等單一硬件損壞時，都將引起保護誤動停機或保護拒動。為解決這些問題，可以采用以下兩種改進方案：
　　a)方案一，熱控DCS按定冷水母管壓力“三取二”判斷發電機斷水后，延時15s關主蒸汽門，取消發電機——變壓器組的發電機斷水保護。
　　b)方案二，發電機斷水保護由熱控DCS提供3副獨立的接點給發電機——變壓器組保護，通過“三取二”邏輯判斷，實現斷水保護。
　　在這兩種方案中，方案一的主要優點是：首先，實現簡便，不涉及發電機一變壓器組保護硬件變動，只需修改熱控DCS中斷水保護邏輯即可；其次，保護動作后啟動發電機——變壓器組保護程序跳閘出口，需“主蒸汽門關信號”和“發電機逆功率的功率值超過整定值”兩個條件同時滿足才能停機，解決單點保護問題；再次，提高保護動作可靠性，發電機——變壓器組保護中程跳逆功率雙重化配置，任一套動作即可切除故障，防止拒動；最后，保護改動滿足發電機斷水運行時的安全要求。依據發電機斷水曲線，在發電機滿載時，允許的斷水運行時間為20s，當發電機斷水時，DCS延時15s關主蒸汽門，此時發電機電流必然滿足“在2min內以1min變化50％的速率下降到額定值的15％”的要求，而程跳逆功率保護動作時間很短，滿足保證發電機安全的要求。
　　與方案一相比較，方案二沒有明顯優點，涉及發電機——變壓器組保護硬件和軟件修改，實施復雜，但也能避免由于電纜、非電量開入板等設備單一元件損壞造成的保護拒動和誤動。
　　3交流采樣測控裝置與變送器功率采樣一致性問題
　　作為典型設計，發電機有功功率變送器使用三相二元件變送器。即變送器接入U、V相線電壓Uuv和V、W相線電壓Uvw，接入U相電流Iu和w相電流Iw，發電機有功功率為：
　　
　　式中：φu為和的夾角；φw為和的夾角。
　　三相二元件功率變送器測量功率是建立在“三相電壓電流對稱平衡的被測對象”假設基礎之上的，只有完全對稱的三相電氣系統，才滿足以下幾個條件：
　　,
　　,
　　.
　　式中：為U相電流與U相電壓實際夾角。
　　現場發電機實際電流、電壓很難完全滿足以上數學關系。因此，當電流、電壓不完全平衡時往往會帶來測量誤差。隨著交流采樣設備的廣泛應用，現場測控系統對發電機有功功率采樣均為三相三元件，計算公式如下：
　　.
　　三相三元件交流測控裝置由于分別計算相功率，因此能夠在不平衡的條件下準確測量被測對象功率。表1是現場對FPW一201型三相二元件功率變送器、FPW一3O1型三相三元件功率變送器和NSD一500型交流采樣測控裝置在V相電流不平衡時的測量準確度對比。
　　當三相二元件變送器使用在熱控協調系統時，由于機組實發功率測量值低于或高于發電機實發功率值，造成機組無法滿出力運行，導致機組發電量減少。因此，功率變送器應設計成三相三元件功率變送器．確保機組協調品質良好。
　　4結論
　　總之，熱工自動化系統的發展趨勢是高速化、智能化、一體化和透明化，通過優化發電機功率變送器的電壓回路，提高了機組協調控制系統、DEH的運行可靠性，在電壓互感器一次斷線、二次斷線故障時，能夠保證機組DCS的可靠運行。功率變送器由二元件改為三元件，提高功率測量準確性，保證機組協調的調節精度。改進斷水保護的配置方案，有效解決由于繼電保護設備或DCS單一元件損壞造成的機組非計劃停運。
　　參考文獻：
　　（1）席建國.電力系統繼電保護技術發展歷程和前景展望[J].黑龍江科技信息,2009,(26).
　　（2）肖文祥.微機保護裝置抗干擾的幾種措施[J].云南電力技術,2004,(02).
　　（3）司鐵明.姜仲明.賈長閣.姜建明熱工自控控制系統在火電機組節能降耗中的應用[期刊論文]黑龍江電力2010(6)