避免電網波動導致調速器功率變送器報警的容錯方法與流程

本發明涉及功率變送器報警的容錯方法，尤其涉及避免電網波動導致調速器功率變送器報警的容錯方法。

背景技術：

原調速器功率變送器報警邏輯為：1、連續10次采樣低于報警低限；2、連續10次采樣高于報警高限；連續4個周期采樣超差均大于21mw，累計超差大于84mw，報超差報警。容易產生誤報警的地方為超差報警，每逢某超高壓直流輸電系統負荷波動期間，并網發電機組的調速器功率變送器便會報功率變送器故障，而功率變送器本身無異常。

原控制邏輯如下：

調速器控制器pcc實時采集（采樣周期10ms）發電機組有功、電網頻率信號，程序開始判斷，其步驟如下：

1.發電機組有功介于下限、上限之間，調速器控制器pcc初步判斷功率變送器正常；

2.發電機組有功大于上限，連續10次采樣均如此，調速器控制器pcc輸出功率變送器報警；未滿10次，調速器控制器pcc不報警；

3.發電機組有功小于下限，連續10次采樣均如此，調速器控制器pcc輸出功率變送器報警；未滿10次，調速器控制器pcc不報警；

4.在步驟1基礎上，發電機組有功兩次采樣偏差小于21mw，調速器控制器pcc判斷功率變送器正常；

5.在步驟1基礎上，發電機組有功兩次采樣偏差大于等于21mw，連續4個周期采樣超差均大于21mw，累計超差大于84mw，則調速器控制器pcc判斷功率變送器故障。

某水電站擁有8臺額定出力均為六十萬千瓦的水輪發電機組，該電站的引水系統由4條平均長度約16.5公里的長引水隧洞組成。該電站調速器系統采用功率反饋模式作為長期運行模式。自投產以來，該電站機組每逢某超高壓直流輸電系統負荷波動期間，并網發電機組的調速器功率變送器便會報功率變送器故障。在調速器控制系統檢測到功率變送器故障時，會由當前運行的功率模式切換至開度模式運行。待超高壓直流輸電系統運行平穩后，運行人員手動復歸調速器報警事件，然后由集控中心操作調速器由開度模式重新切換至功率模式運行。頻繁出現的功率變送器誤報警給機組的負荷穩定調節以及電網的負荷波動控制帶來較大隱患。

根據水輪機調節系統一次調頻原理可知：在超高壓直流輸電系統波動時，機組功率大幅變化，同時系統頻率大幅變化，通過收集分析該水電站2014-2015年度兩年超高壓直流輸電系統波動期間該電站機組的故障錄波數據，也可印證這一點。

技術實現要素：

本發明的目的提供了一種有效降低電網波動導致調速器報功率變送器故障的容錯方法，通過在功率判斷的邏輯基礎上引入頻率作為輔助判據，可有效降低功率變送器的誤報警。

本發明是這樣實現的：

調速器功率變送器glb采用三相四線制接法，其輸入信號來自發電機出口電壓互感器pt1，發電機出口電流互感器ct1，調速器功率變送器glb輸出信號為4-20ma模擬量，接入調速器控制器pcc的模擬量混合模塊，作為有功功率信號,電網頻率信號源為主變低壓側電壓互感器pt2，該信號經過第1隔離變壓器bv10接入波形整形板zx10，發電機出口電壓互感器pt1經第2隔離變壓器bv11接入波形整形板zx10，位于發電機齒盤旁邊的齒盤測速探頭prox1的輸出接波形整形板zx10的輸入，波形整形板zx10的輸出信號接至調速器控制器pcc高速計數模塊，作為電網頻率信號。

改進后的程序控制邏輯如下：

調速器控制器pcc實時采集（采樣周期10ms）發電機組有功、電網頻率信號，程序開始判斷，其步驟如下：

1.發電機組有功介于下限、上限之間，調速器控制器pcc初步判斷功率變送器正常；

2.發電機組有功大于上限，連續10次采樣均如此，調速器控制器pcc輸出功率變送器報警；未滿10次，調速器控制器pcc不報警；

3.發電機組有功小于下限，連續10次采樣均如此，調速器控制器pcc輸出功率變送器報警；未滿10次，調速器控制器pcc不報警；

4.在步驟1基礎上，發電機組有功兩次采樣偏差小于21mw，調速器控制器pcc判斷功率變送器正常；

5.在步驟1基礎上，發電機組有功兩次采樣偏差大于等于21mw，程序判斷如下：

5.1連續4次均如此、累計大于等于84mw，此時如果電網頻率持續穩定在（50±a）hz之間，調速器控制器pcc輸出功率變送器報警；

5.2連續4次均如此、累計大于等于84mw，此時如果電網頻率超出（50±a）hz范圍，或者處在電網頻率超出（50±a）hz開始計時的時間b內，調速器控制器pcc判斷功率變送器正常；

5.3發電機組有功兩次采樣偏差超出21mw不滿4次，調速器控制器pcc判斷功率變送器正常。

6.定值a為0.1hz，b為80ms。采用的電網頻率為濾波前的電網頻率。

本發明引入電網頻率作為輔助判斷來規避因電網功率波動導致的傳感器誤報警。實現方法為：當電網頻率與50hz偏差超過一個定值a時或超過定值a計時固定時間b內屏蔽功率變送器超差報警。定值a和定值b可以根據實際情況進行調整。如：目前某水電站調速器采用的定值a為0.1hz，b為80ms。這樣就可以有效的降低了因電網波動而引起的調速器功率變送器誤報警。方法中采用的電網頻率為濾波前的電網頻率。

本發明的應用效果：

在某水電站#8機組實施了上述方法以后，該臺機組從2016年2月至2016年11月，已穩定運行了9個月，未再發生調速器功率變送器誤報警，期間其他未修改程序的機組在電網波動時仍然報出調速器功率變送器報警，導致調速器由功率模式切換至開度模式運行。經統計,2016年該電站的送出線路的電網共發生4次波動，除了#8機組未發生功率變送器誤報警，其他機組在每次電網波動時仍然誤報功率變送器故障。由此可見，上述方法可以大大降低功率變送器誤報警的情況,提高發電機組調速器系統穩定運行能力和機組負荷穩定控制能力，有力保障和促進電網負荷穩定控制。

附圖說明

圖1是調速器硬件框圖（功率變送器相關）

圖2是調速器軟件流程圖（功率變送器相關）

圖3是本發明涉及原調速器功率變送器報警邏輯圖。

圖4是本發明涉及引入頻率輔助判斷調速器功率變送器報警邏輯圖。

具體實施方式

下面是本發明的一款實施例，結合附圖對本發明的原理做進一步說明。

如圖1所示調速器功率變送器采用三相四線制接法（glb：1、3、4、6、7、9端子分別接ct1二次側：a、n、b、n、c、n相，glb：2、5、8、11端子分別接pt1二次側：a、b、c、n相，glb：14、13端子接外部dc24v電源+、-供電，glb：41、42端子輸出一路4～20ma有功功率模擬量信號），glb輸出信號（glb：41、42端子）接入調速器控制器pcc模擬量混合模塊（pcc-am：3、4端子），作為有功功率信號。電網頻率信號源為主變低壓側pt2的二次側（a、b相），該信號接入隔離變壓器bv10輸入側（1、2端子），經隔離后由bv10輸出側（3、4端子）接入波形整形板zx10（4、5端子），經波形整形后由zx10輸出側（17、19端子）接至調速器控制器pcc高速計數模塊（pcc-am：3、1端子），作為電網頻率信號。

其中，調速器控制器pcc的型號為貝加萊的3cp340.60-2，第1隔離變壓器bv10的型號為耀華電子的pe4117-i-e695va；

第2隔離變壓器bv11的型號為耀華電子的pe4117-i-e695va；

波形整形板zx10的型號為能事達的nsd_ts_00001b；

功率變送器glb的型號為sineaxcam，camillebauer標準型；

發電機出口電流互感器ct1的型號為沈陽互感器有限責任公司的lmz34-20；

發電機出口電壓互感器pt1的型號為沈陽互感器有限責任公司的jdzx4-20。

調速器系統實時采集（采樣周期10ms）機組有功、電網頻率信號，程序開始判斷：

1.機組有功介于下限（0mw）、上限（700mw）之間，系統初步判斷功率變送器正常；

2.機組有功大于上限，連續10次采樣均如此，系統輸出功率變送器報警；未滿10次，系統不報警；

3.機組有功小于下限，連續10次采樣均如此，系統輸出功率變送器報警；未滿10次，系統不報警；

4.在步驟1基礎上，機組有功兩次采樣偏差小于21mw，系統判斷功率變送器正常；

5.在步驟1基礎上，機組有功兩次采樣偏差大于等于21mw

5.1連續4次均如此、累計大于等于84mw，此時如果電網頻率持續穩定在（50±a）hz之間（現場a取0.1hz），系統輸出功率變送器報警；

5.2連續4次均如此、累計大于等于84mw，此時如果電網頻率超出（50±a）hz范圍，或者處在電網頻率超出（50±a）hz開始計時的時間b內（現場b取80ms），系統判斷功率變送器正常；

5.3機組有功兩次采樣偏差超出21mw不滿4次，系統判斷功率變送器正常。