【摘要】電廠轉(zhuǎn)速測(cè)控系統(tǒng)應(yīng)有兩套不同原理的裝置，用于轉(zhuǎn)速的精準(zhǔn)控制，從而達(dá)到對(duì)機(jī)組的有效控制。某水電廠每臺(tái)機(jī)組都有一套哈爾濱瑞格大電機(jī)技術(shù)有限公司提供的SPCT1/3-6型轉(zhuǎn)速測(cè)控裝置，裝于調(diào)速器電氣柜上。裝置本身性能較好、可靠性較高，但轉(zhuǎn)速大于95%Ne后以PT信號(hào)殘壓測(cè)頻為準(zhǔn)，存在一定隱患。再加裝一套轉(zhuǎn)速測(cè)控器作齒盤信號(hào)測(cè)速專用，可以有效的防止機(jī)組出現(xiàn)事故滅磁且發(fā)電機(jī)保護(hù)拒動(dòng)、機(jī)組GCB依然處于合閘位置仍與系統(tǒng)并列、勵(lì)磁系統(tǒng)從電網(wǎng)側(cè)吸收大量的無功維持磁場(chǎng)穩(wěn)定、發(fā)電機(jī)處于異步運(yùn)行且轉(zhuǎn)速不斷上升而出現(xiàn)了“并網(wǎng)過速”極端現(xiàn)象，直到機(jī)械過速保護(hù)動(dòng)作（機(jī)組最后一道保護(hù)），才啟動(dòng)停機(jī)流程停機(jī)的隱患，改造后提高了機(jī)組過速保護(hù)動(dòng)作的安全可靠性。本文將闡述再加裝一套轉(zhuǎn)速測(cè)控器作齒盤信號(hào)測(cè)速專用，兩套裝置信號(hào)均送計(jì)算機(jī)監(jiān)控，滿足機(jī)組有兩套不同原理的測(cè)速裝置的整改要求。

【關(guān)鍵詞】殘壓測(cè)頻；齒盤測(cè)速；轉(zhuǎn)速測(cè)控裝置

0.概述

在電廠的事故中，曾出現(xiàn)過并網(wǎng)機(jī)組運(yùn)行過程中過速，原因是由于勵(lì)磁系統(tǒng)事故，勵(lì)磁系統(tǒng)不再發(fā)出整流脈沖，導(dǎo)致勵(lì)磁電流無輸出，機(jī)組在失磁狀態(tài)下并網(wǎng)運(yùn)行，而調(diào)速器一般以網(wǎng)頻來調(diào)速，故不動(dòng)作。如果發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)存在問題，不及時(shí)動(dòng)作停機(jī)，將導(dǎo)致機(jī)組過速，還有最后一套保護(hù)是純機(jī)械過速保護(hù)（飛擺），如果這些保護(hù)都不動(dòng)作，將導(dǎo)致發(fā)電機(jī)飛逸的嚴(yán)重后果。

電廠轉(zhuǎn)速測(cè)控系統(tǒng)應(yīng)有兩套不同原理的裝置。某水電廠每臺(tái)機(jī)組有一套哈爾濱瑞格大電機(jī)技術(shù)有限公司提供的SPCT1/3-6型轉(zhuǎn)速測(cè)控裝置，裝于調(diào)速器電氣柜上面。裝置本身性能較好、可靠性較高，但轉(zhuǎn)速大于95%Ne后以PT信號(hào)殘壓測(cè)頻為準(zhǔn)，并網(wǎng)后以網(wǎng)頻為調(diào)速依據(jù)，存在一定隱患?，F(xiàn)準(zhǔn)備再加裝一套轉(zhuǎn)速測(cè)控器作齒盤信號(hào)測(cè)速專用，原有裝置不做任何改動(dòng)。兩套裝置信號(hào)均送計(jì)算機(jī)監(jiān)控，滿足機(jī)組有兩套不同原理的測(cè)速裝置的整改要求。

發(fā)電機(jī)齒盤測(cè)速是在一個(gè)未閉合的E字型磁鐵上繞上線圈，當(dāng)該測(cè)速裝置經(jīng)過一個(gè)鐵齒尖時(shí)，由于E字型磁鐵緊貼齒輪（間隙為幾絲），因此磁路閉合，產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì)，而在齒溝時(shí)，磁阻很大未能形成磁路閉合，不能產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，因此當(dāng)測(cè)速裝置經(jīng)過一個(gè)個(gè)的齒尖時(shí)就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)交變的脈沖電動(dòng)勢(shì)，跟據(jù)電勢(shì)的變化經(jīng)過電路處理就可顯示出轉(zhuǎn)速結(jié)果。

發(fā)電機(jī)齒盤測(cè)速的特點(diǎn)：（1）具有獨(dú)立的電源系統(tǒng)，電源為雙路供電即交流和直流同時(shí)供電，多路信號(hào)同時(shí)輸人，可靠性高。（2）傳感器斷線閉鎖，故障報(bào)警。監(jiān)控儀采用機(jī)械轉(zhuǎn)速優(yōu)先的法則，正常狀態(tài)顯示機(jī)械轉(zhuǎn)速。當(dāng)探頭傳感器發(fā)生故障無法正常傳輸信號(hào)時(shí)，監(jiān)控儀將自動(dòng)轉(zhuǎn)為電氣轉(zhuǎn)速，同時(shí)發(fā)出告警信號(hào)。（3）裝置掉電，接點(diǎn)不誤動(dòng)。（4）動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)顯示和全數(shù)字鍵盤用于人機(jī)對(duì)話，操作簡(jiǎn)單容易使用。（5）當(dāng)傳感器發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)否決故障通道，這種機(jī)制的采用可有效地抑制突發(fā)性干擾，并剔除故障信號(hào)，大大提高了監(jiān)控儀的容錯(cuò)能力，從而提高系統(tǒng)的可靠性。（6）機(jī)組在蠕動(dòng)情況下仍能正常檢測(cè)，并給出信號(hào)。新裝一套轉(zhuǎn)速測(cè)控器專用作齒盤信號(hào)測(cè)速，有效的解決了某水電廠轉(zhuǎn)速大于95%Ne后以PT信號(hào)殘壓測(cè)頻為準(zhǔn)，所存在的隱患。

1.裝置介紹

SPCT1/3-6轉(zhuǎn)速測(cè)控器是專門為發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)的高可靠性轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)產(chǎn)品。轉(zhuǎn)速測(cè)控器由獨(dú)立的轉(zhuǎn)速測(cè)量和控制系統(tǒng)組成，并具有獨(dú)立的電源系統(tǒng)。SPCT1/3-6轉(zhuǎn)速測(cè)控器可選擇1、2、3/4路輸入信號(hào)，具有硬件看門狗、軟件差分抗干擾、多路開關(guān)量接點(diǎn)輸出、4-20mA模擬量輸出、蠕動(dòng)報(bào)警和最高轉(zhuǎn)速記憶等功能。3/4路輸入信號(hào)投票的機(jī)制更加有效地提高了可靠性和安全性。另外，雙機(jī)熱備系統(tǒng)為重要的應(yīng)用場(chǎng)合提供了解決方案。

1.1技術(shù)特點(diǎn)

信號(hào)冗余、電源冗余設(shè)計(jì)，多路信號(hào)同時(shí)輸入和交流、直流電源同時(shí)供電，可靠性高。傳感器斷線閉鎖，接點(diǎn)不誤動(dòng)、傳感器故障報(bào)警。上電、掉電接點(diǎn)不誤動(dòng)。LCD圖形動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)顯示和全數(shù)字鍵盤用于人機(jī)交互界面，操作簡(jiǎn)便，容易使用。6/10/14路可設(shè)定繼電器輸出，動(dòng)作點(diǎn)及報(bào)警方式（高報(bào)警或低報(bào)警）可通過圖形菜單（操作按鈕）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定。EMC/EMI兼容設(shè)計(jì)，抗干擾能力強(qiáng)。測(cè)頻和測(cè)周期版本可選，適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)合。

1.2技術(shù)參數(shù)

1.2.1信號(hào)輸入方式

投票方式，可同時(shí)輸入4路信號(hào)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要用戶也可以選擇3、2或1路信號(hào)輸入。標(biāo)準(zhǔn)輸入通道配置為2路齒盤傳感器信號(hào)，2路發(fā)電機(jī)PT信號(hào)。其它輸入組合可通過圖形菜單設(shè)定。

1.2.2傳感器

可以選擇霍爾開關(guān)（標(biāo)準(zhǔn)）、其它類型的接近開關(guān)，發(fā)電機(jī)PT信號(hào)電壓（0-230V）。

1.2.3接點(diǎn)輸出

6/10路繼電器輸出（標(biāo)準(zhǔn)），220VAC/5A，24VDC/3A可選擇14路繼電器輸出版本。

1.2.4模擬輸出

1路4-20mA（標(biāo)準(zhǔn)），最大負(fù)載500Ω，可選擇3路模擬量輸出供。

1.2.5分辨率

最高可達(dá)到0.01Hz。

1.2.6供電電源

220VAC/220VDC供電，備用電源220VDC和24VDC可選，最大功耗25W。

1.2.7工作環(huán)境溫度

0-70℃。

1.3精度控制

SPCT1/3-6轉(zhuǎn)速測(cè)控器通過測(cè)頻或測(cè)周期方式進(jìn)行測(cè)量，傳感器的類型可以靈活選擇，頻率分辨率可以達(dá)到0.01Hz。通常情況下，一般選擇傳感器為2路齒盤傳感器信號(hào)和1路發(fā)電機(jī)PT信號(hào)，或4路齒盤信號(hào)。

1.4投票機(jī)制

3/4路傳感器信號(hào)輸入時(shí)，通過投票系統(tǒng)選擇最終的測(cè)量結(jié)果。投票系統(tǒng)根據(jù)各個(gè)通道的顯示面板（單套）測(cè)量結(jié)果，通過少數(shù)服從多數(shù)的篩選規(guī)則進(jìn)行判定。

SPCT1/3-6轉(zhuǎn)速測(cè)控器是一個(gè)智能化系統(tǒng)，在運(yùn)行過程中，當(dāng)有傳感器故障發(fā)生時(shí)，投票系統(tǒng)可以自動(dòng)地否決故障通道的投票權(quán)，并忽略投票策略的初始定義，自動(dòng)地將投票權(quán)賦予備用的未發(fā)生故障的通道，不過，如果系統(tǒng)復(fù)位或重新上電，初始定義的投票策略會(huì)重新起作用，直到投票系統(tǒng)斷定故障發(fā)生為止。

這種投票機(jī)制的采用，可以有效地抑制突發(fā)性干擾并剔除故障信號(hào)，大大提高了轉(zhuǎn)速測(cè)控器的容錯(cuò)能力，從而提高了這個(gè)系統(tǒng)的可靠性。

2.整改措施

2.1原有裝置處理

機(jī)組原有轉(zhuǎn)速測(cè)控裝置仍裝于調(diào)速器電氣柜上，所有輸入、輸出信號(hào)不作改動(dòng)。

2.2新加裝置的接入

由于現(xiàn)場(chǎng)條件，新裝置不能與原有裝置一起安裝在調(diào)速器電氣柜上，又鑒于一致性和協(xié)調(diào)性問題，考慮安裝在機(jī)組機(jī)旁盤的制動(dòng)柜上。

2.2.1裝置安裝

在剎車柜上將轉(zhuǎn)速監(jiān)控裝置（其所有輸出均未使用）拆下，在其基礎(chǔ)上將孔開為280mm×165mm，用于安裝轉(zhuǎn)速測(cè)控裝置。

2.2.2裝置輸入

齒盤信號(hào)：在水輪機(jī)室大軸齒盤處裝兩個(gè)光電探頭，采集兩路齒盤信號(hào)。PT信號(hào)：采集一路PT信號(hào)（原轉(zhuǎn)速監(jiān)控裝置有一路PT信號(hào)）。電源：在機(jī)旁直流分盤處取一路DC220V電源（考慮原有裝置取直流分盤一段，故新裝置取二段輸出）至制動(dòng)柜QF5空開處，經(jīng)QF5接入裝置，示意圖如下：

2.2.3裝置輸出

1路掉電報(bào)警、1路傳感器故障報(bào)警及148%Ne（電氣過速）接點(diǎn)送至LCUA1柜；1路模擬量信號(hào)送至LCUA2；115%Ne接點(diǎn)送LCUA2柜；其中115%Ne、148%Ne兩組接點(diǎn)分別與原有裝置接點(diǎn)并聯(lián)后，用于監(jiān)控流程，示意圖如下：

由于裝置本身的可靠性，輸出接點(diǎn)勿動(dòng)的可能性很低，但由于測(cè)速方式為PT測(cè)速的局限性，存在拒動(dòng)的可能性。兩套裝置并聯(lián)使用，而新加裝置采用的齒盤測(cè)速和原裝置的網(wǎng)頻測(cè)速的補(bǔ)充和協(xié)調(diào)，有效解決了兩種測(cè)速方式的不足，做到了協(xié)作和互補(bǔ)。

2.2.4裝置設(shè)定

新裝置在功能上專作齒盤信號(hào)測(cè)速用，故裝置投票優(yōu)先權(quán)上需設(shè)置為“H1、H2優(yōu)先”，而拐點(diǎn)95%Ne（選擇齒盤為準(zhǔn)或PT為準(zhǔn)）設(shè)為“禁止”。

2.2.5對(duì)裝置進(jìn)行校驗(yàn)，檢查接點(diǎn)動(dòng)作情況。

3.結(jié)語

加裝一套轉(zhuǎn)速測(cè)控器作齒盤信號(hào)測(cè)速專用，滿足了電廠機(jī)組應(yīng)有兩套不同原理的轉(zhuǎn)速測(cè)控系統(tǒng)裝置，解決了原來機(jī)組轉(zhuǎn)速大于95%Ne后以PT信號(hào)殘壓測(cè)頻為準(zhǔn)所存在的隱患。齒盤測(cè)速系統(tǒng)在某水電廠安裝使用以來，改善了運(yùn)行機(jī)組的穩(wěn)定性。

自此，水電廠配置了雙測(cè)控裝置，雙測(cè)速方式，由于SPCT1/3-6型轉(zhuǎn)速測(cè)控裝置本身的可靠性，在正常情況下，極大的滿足大中型水電機(jī)組的控制，為水電廠安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了可靠的轉(zhuǎn)速依據(jù)，避免了并網(wǎng)過程中出現(xiàn)飛逸的情況發(fā)生，提高了電站運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性。

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