江蘇華電戚墅堰發(fā)電有限公司

摘要：針對本公司#2燃機在機組啟動過程中，MarkVI系統(tǒng)發(fā)生3次采集不到發(fā)電機無功4～20mA模擬量信號的現(xiàn)象，查找故障原因，分析原理及二次回路，提出改造方案，最終解決了MARK-VI系統(tǒng)無功采集信號信號采集不可靠的問題，為發(fā)電機組的安全穩(wěn)定運行提供了必要的保障，為同類型機組提供參考。

關(guān)鍵詞：查找故障 MarkVI系統(tǒng) 無功采集

一、引言

近年來，國內(nèi)國外的經(jīng)濟形勢不容樂觀，發(fā)電形勢日益嚴峻，電力企業(yè)也遭遇了前所未有的挑戰(zhàn)。伴隨著兩臺2臺200MW煤機關(guān)停， 2臺390MW 9F燃氣機組、2臺220MW 9E燃氣供熱機組投入運營，2臺495MW F級的基建，公司正由傳統(tǒng)的煤電機組向自動化程度較高的燃氣機組轉(zhuǎn)型。 目前公司2臺390MW發(fā)電機組采用GE公司生產(chǎn)的S109FA型燃氣機組，配套GE公司MarkVI控制系統(tǒng)及ABB公司DCS控制系統(tǒng)。其中#2燃機自投運以來， MarkVI系統(tǒng)共發(fā)生3次采集不到發(fā)電機無功4～20mA模擬量信號的現(xiàn)象，由于三次故障均發(fā)生在機組啟動時，MarkVI調(diào)節(jié)勵磁還處手動狀態(tài)，故僅延緩機組啟動，未有其他影響。但若機組在正常運行中發(fā)生類似故障，使得MarkVI無法采集無功或采集量偏小，則有可能導致MarkVI不斷自動增加無功，直至過勵告警或事故跳閘。

從安全生產(chǎn)角度出發(fā)，安全是重中之重，維護機組的安全穩(wěn)定運行是企業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，機組非正常停運將給企業(yè)帶來巨大的損失。雖然MarkVI系統(tǒng)目前采集不到發(fā)電機無功4～20mA模擬量信號的現(xiàn)象僅延緩機組啟動，未有其他影響。但若機組在正常運行中發(fā)生類似故障，則有可能導致非正常停運。因此，解決這一問題刻不容緩。

二、查找故障原因

1、首先對MarkVI采集無功信號的數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置96GG-1的輸出回路進行測量，發(fā)現(xiàn)確實無4～20mA模擬量信號輸出；

2、結(jié)合發(fā)電機的二次接線圖紙，對現(xiàn)場接線進行了認真的核對、測試，并未發(fā)現(xiàn)二次接線有何錯誤；

3、對智能型變送器NEXUS 1250的輸入電壓、電流模擬量進行測試，并與其他組別的電流、電壓進行比對，發(fā)現(xiàn)該回路的電壓、電流正常；

4、從以上檢查測試情況可以判定二次回路接線正確，故障部位應(yīng)該是智能型變送器NEXUS 1250或數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置96GG-1；

5、做好相應(yīng)的安全措施后，先更換智能型變送器NEXUS 1250，并對其用軟件進行校準；

6、更換NEXUS 1250后，測試數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置96GG-1的無功輸出回路仍無4～20mA模擬量信號輸出；

7、最后更換96GG-1，測試無功輸出有信號，且將MarkVI系統(tǒng)的無功與DCS系統(tǒng)的無功數(shù)據(jù)進行比較基本一致。

以上是第一次發(fā)現(xiàn)MarkVI系統(tǒng)采集不到發(fā)電機無功4～20mA模擬量信號的現(xiàn)象時查找故障的步驟。在以后兩次出現(xiàn)相同故障的情況下也都最終發(fā)現(xiàn)是數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置96GG-1損壞無輸出，導致MarkVI系統(tǒng)采集不到發(fā)電機無功信號，由于該設(shè)備是GE公司固定設(shè)計與智能型變送器NEXUS 1250配套使用的裝置，因此考慮原設(shè)計配套使用設(shè)備的完整性，決定采取其他措施對該回路進行技改，解決無功采集信號問題。

三、分析研究，提出改造方案

公司燃氣機組勵磁調(diào)節(jié)一般采用恒無功運行方式，通過采集發(fā)電機出口側(cè)CT及PT二次信號，經(jīng)智能型功率變送器（NEXUS 1250 GE配套）轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置（96GG-1）轉(zhuǎn)換成4～20mA模擬量信號送至MarkVI，MarkVI系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定無功值及模擬量反饋信號（-160Mvar～270Mvar之間有效），經(jīng)控制邏輯自動調(diào)節(jié)無功功率。

MarkVI控制邏輯圖示意圖如下：

圖1：燃機MarkVI控制邏輯圖

從以上的控制邏輯示意圖可以看出，MarkVI系統(tǒng)無功的采集只有一組信號，即通過智能型功率變送器NEXUS 1250和數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置96GG-1輸出4～20mA模擬量信號，而有功功率的信號采集有兩組，除與無功相同的裝置輸出一組有功信號外，另外增加一只變送器96GW-1輸出發(fā)電機的有功信號，兩個信號取大值進行控制。且變送器96GW-1的電壓與NEXUS 1250的電壓取自不同的電壓回路，NEXUS 1250輸入的是發(fā)電機出口側(cè)PT的二次電壓，而96GW-1輸入的是主變低壓側(cè)PT的二次電壓，這樣既可以解決變送器故障無信號輸出的問題，也可以解決因為某組電壓PT二次回路斷線的問題，確保了有功功率信號輸出的正確可靠性。要想獲得準確可靠的無功功率信號，也應(yīng)采用與有功信號相同的控制邏輯，因此技改的方案就是在發(fā)電機出口側(cè)加裝無功功率變送器96GG-2。電流回路與智能型功率變送器NEXUS 1250、有功率變送器96GW-1串聯(lián)，電壓回路與96GW-1并聯(lián)，這樣也使加裝的無功變送器與智能型功率變送器NEXUS 1250取不同組別的電壓。加裝的無功功率變送器96GG-2將發(fā)電機無功功率轉(zhuǎn)換成4～20mA模擬量輸出信號，并與數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置（96GG-1）轉(zhuǎn)換成的4～20mA模擬量信號一起送至MarkVI。MarkVI將采集的兩組模擬量信號取大后再用于勵磁調(diào)節(jié)。

四、方案實施及相關(guān)試驗

1、在機組停電檢修期間，完成了發(fā)電機出口無功功率變送器的加裝工作。

2、通電測試工作。

變送器加裝工作完成后，我們對該邏輯控制回路進行了通電測試。

智能型功率變送器NEXUS 1250為三相四線制變送器，96GG-2為三相三線制變送器，對應(yīng)的一、二功率參數(shù)為：

二次功率： 0-438.8Var

一次功率：0-300MVar

1）對新加裝的變送器96GG-2在功率因數(shù)為1的條件下通以適當?shù)碾娏鳌㈦妷?，而智能型功率變送器NEXUS 1250不通電，此時在MarkVI邏輯控制畫面上數(shù)據(jù)如下：

電壓（V）100100

電流（A）2.5321.266

二次功率（Var）438.6219.3

MarkVI采樣I（MVar）00

MarkVI采樣II（MVar）301.2150.6

MarkVI邏輯取大后

畫面顯示無功（MVar）301.2150.6

2）對智能型功率變送器NEXUS 1250在功率因數(shù)為1的條件下通以適當?shù)碾娏?、電壓，而新加裝的變送器96GG-2不通電，此時在MarkVI邏輯控制畫面上數(shù)據(jù)如下：

電壓（V）100100

電流（A）2.5321.266

二次功率（Var）438.6219.3

MarkVI采樣I（MVar）300.7150.2

MarkVI采樣II（MVar）00

MarkVI邏輯取大后

畫面顯示無功（MVar）300.7150.2

3）對智能型功率變送器NEXUS 1250和新加裝的變送器96GG-2在功率因數(shù)為1的條件下通以相同的電流、96GG-2通以正常的三相對稱電壓，而NEXUS 1250的A相不通電壓，此時在MarkVI邏輯控制畫面上數(shù)據(jù)如下：

電壓（V）100100

電流（A）2.5321.266

二次功率（Var）438.6219.3

MarkVI采樣I（MVar）200.3100.1

MarkVI采樣II（MVar）301.3150.6

MarkVI邏輯取大后

畫面顯示無功（MVar）301.3150.6

4）對智能型功率變送器NEXUS 1250和新加裝的變送器96GG-2通以相同的電流、NEXUS 1250通以正常的三相對稱電壓，而96GG-20的A相不通電壓，此時在MarkVI邏輯控制畫面上數(shù)據(jù)如下：

電壓（V）100100

電流（A）2.5321.266

二次功率（Var）438.6219.3

MarkVI采樣I（MVar）300.8150.4

MarkVI采樣II（MVar）150.775.3

MarkVI邏輯取大后

畫面顯示無功（MVar）300.8150.4

從以上測試的各組數(shù)據(jù)可以說明，變送器的加裝二次接線正確，邏輯控制回路亦正確無誤，MarkVI控制系統(tǒng)每次均能取兩組無功數(shù)據(jù)的較大值顯示在發(fā)電機無功點上，參與勵磁的自動調(diào)節(jié)。

在機組投運后，我們又讀取了一組實際運行中發(fā)電機參與MarkVI控制調(diào)解勵磁的無功數(shù)據(jù)如下：

電壓（V）98.9

電流（A）3.178

二次功率（Var）106.9

MarkVI采樣I（MVar）73.1

MarkVI采樣II（MVar）73.3

MarkVI邏輯取大后

畫面顯示無功（MVar）73.3

從實際運行的數(shù)據(jù)，又更清楚的看到，即使發(fā)電機的無功數(shù)據(jù)只有較小的差別，經(jīng)技改后的MarkVI控制系統(tǒng)仍能正確無誤的選擇無功較大值參與自動勵磁調(diào)節(jié)。

五、結(jié)論

經(jīng)改造后，提高了MarkVI控制系統(tǒng)采集發(fā)電機無功數(shù)據(jù)正確性、可靠性，從而可以及時正確地進行控制調(diào)節(jié)，并且未再發(fā)生因MarkVI系統(tǒng)采集不到發(fā)電機無功模擬量信號而延緩機組啟動或正常運行的情況。

通過本次技改工作，使我們認識到電測儀表專業(yè)工作對于電力系統(tǒng)監(jiān)控的作用是不容忽視的，電測儀表準確性、可靠性直接影響監(jiān)控裝置、監(jiān)控人員的判斷正確與否。電測儀表專業(yè)的工作人員必須有認真的態(tài)度、專業(yè)的精神，工作中不斷地學習新知識、新技術(shù)，才能更好地適應(yīng)電力生產(chǎn)日益發(fā)展的需要。

作者簡介：

王建軍 （ 1975-），男，電氣工程師，高級技師，長期從事燃機發(fā)電廠二次設(shè)備檢修維護工作，近年主要從事燃氣機組設(shè)備安裝、調(diào)試、檢修、改造、管理工作。