发电厂事故总信号的实现

发电厂事故总信号的实现

章伟华

（江苏华电戚墅堰发电有限公司江苏常州213011）

摘要：充分认识发电厂事故总信号的重要性，分析目前发电厂事故总信号存在的问题，探讨发电厂电气设备实现事故信号输出的几种实现方式及原理。

关键词：事故总信号可靠性与准确性实现方式逻辑合成

引言

当发电厂某设备运行中发生故障跳闸时，其反映电气设备事故的信号为事故信号。电厂各电气设备的事故信号合起来可称为电厂事故总信号。事故总信号由远动RTU设备向调度主站自动化系统发送，调度主站因此实时掌握发电厂故障状况并启动告警机、推送相关画面等。事故总信号是调度控制中心运行人员监控电网厂站运行状态的一个重要参数，是调度运行人员判断电厂故障以及是否调整电网运行方式的一个重要参考信号，因此必须保证电厂事故总信号的可靠性和准确性。

1发电厂事故总信号目前存在的问题

传统电厂事故信号属于中央信号的范畴，其原理为：某断路器事故跳闸时，其事故音响回路接通，启动事故信号装置。当该设备是比较重要的设备如发变组、输电线路时，事故信号装置一对输出无源接点至远动装置，远动RTU装置再将事故总信号发送给上级调度机构。

当前相当多的发电厂电气设备已不设置专门的事故音响回路和事故信号装置，其单个电气设备的事故信号仅简单地由保护动作信号、开关跳闸接点相“与”合成，全厂事故总信号则由各电气设备的事故信号相“或”生成。这样的事故总信号存在着漏报和误报两大类问题。

1.1事故总信号漏报的原因

首先，电气设备的保护动作信号采集不全。无论是发变组还是输电线路的电气设备，其保护动作的种类繁多，但送至远动装置的信号均为主要动作信号，靠保护动作信号和开关动作合成事故信号必然有遗漏。

其次，远动设备均未采集发电机组热工控制系统的保护动作信号，因此由热工保护动作导致的机组跳闸事故也不能被远动设备所反映，这也是事故总信号漏报的一个主要原因。

第三，其它漏报现象。某些电气设备如断路器存在机械故障导致偷跳时，上述逻辑合成的事故总信号同样不能反映出来，虽然这样的故障比较少见。

1.2事故总信号的误报原因

事故总信号的误报主要是在电气设备的检修过程中造成的，电气设备进行检修时，电气继电保护专业需要进行各种保护校验，一二次设备进行整组试验时，远动装置因不能区分其动作原因而将信号上报调度造成误报。

除此之外，合成的事故总信号还存在瞬时动作并瞬时返回的问题，事故总信号不能保持一段时间，提高了调度主站端自动化系统信号采集、信号处理、信号响应的要求。

2发电厂事故总信号生成的几个方式

发电厂事故总信号的采集与逻辑合成必须完善和改进。希望采用传统的事故信号装置的模式是不现实的，而采用逻辑合成的模式时我们要考虑电厂的运行方式、逻辑模型的正确性、远动装置的计算能力、远动装置增加计算负载的承受力、具体施工工作量的大小、改造施工如何电厂设备检修计划相结合等等，总起来说必须综合考虑改造施工的经济型、便捷性和合理性。

2.1事故信号生成方式一

方式一为KKJ+TWJ硬接线输出并合成的方式。

采用操作箱开关的合后位置继电器（KKJ）和跳闸位置继电器（TWJ）串入方式实现间隔事故信号。手动/遥控合闸时启动KKJ的动作线圈，手动/遥控分闸时启动KKJ的复归线圈，而保护跳闸则不启动复归线圈。

当KKJ=1，即KKJ处于手动或遥控合后状态时，断路器跳闸、TWJ=1时，输出该间隔事故信号。

根据电厂电气设备的实际情况，操作箱KKJ和TWJ有备用接点输出的可以采用这种模式，将接点接至远动装置进行逻辑计算合成该间隔事故信号。

2.2事故信号生成方式二

方式二适用于远动监控装置（NCS系统）已经采集断路器控制命令（或断路器的分合闸由本系统控制）和断路器状态信息，且该系统具备逻辑组态的功能。

对于电厂某些设备不具备KKJ、TWJ信号输出的，同时该设备由测控装置如NCS系统控制操作断路器，可以考虑用软件模拟KKJ+TWJ模式。其主要思路为：用NCS系统输出的遥控分闸命令代替KKJ，用断路器分闸状态代替TWJ，同时为防止检修状态下误发事故信号，该间隔需要增加检修压板，压板投入（检修）/退出（运行）状态提供硬接线接入测控装置，压板信号用于区分检修和运行状态防止误发事故信号。

这个方式的核心在于两点，一是当系统接受到某个断路器由合到分的变位信息时，必须同时采集到该断路器的分闸指令，两者的时间差在某个设定的定值范围内时，认为断路器是正常操作分闸，超过时间定值时，认为断路器是事故跳闸并发出事故信号；二是由检修压板的投退和断路器同一间隔刀闸位置来区分该断路器是检修状态还是运行状态，该间隔刀闸处于分闸位置或者检修压板合上时，认为该断路器处于检修状态，此时闭锁事故信号的发出。

方式二的优点在于，监控装置自身已经采集了断路器控制的分合闸命令和断路器分合闸状态信息，仅须增加检修压板的状态信息，电厂设备的改造工作量相对较少。方式二对应的电气设备通常为电厂的升压站设备如输电线路的出线断路器、母线联络断路器、电厂启动变高压侧断路器等。

下图是以输电线路断路器为例的事故信号逻辑图。

备注：图中反映检修状态的线路刀闸信号的采集可以根据电厂的电气主接线方式、运行方式作修改和调整，本图仅是示意。

2.3事故信号生成方式三

方式三的原理与方式二类似，区别在于，远动监控系统（NCS）仅采集了相关断路器的状态信息，但断路器的控制由其他系统（如DCS、TCS系统）完成。这种方式对应的电气设备通常为发电机出口断路器、主变高压侧断路器等。

方式三的技术改造工作量要大一些。以发电机出口断路器为例，首先需要DCS或TCS系统将断路器的分闸控制指令输出至远动测控装置，这里将涉及DCS或TCS系统的组态调整、继电器的增加、信号电缆的敷设等；其次，同样需要增加发电机开关的检修压板和信号回路。第三，由于某些发电机组热工保护动作时，其保护动作DCS出口和正常停机操作的DCS指令是一个回路。所以仅由断路器分闸状态和断路器分闸指令的时间差定值作为判据时，可以反映电气设备故障造成的事故跳闸，但是不能反映热工控制系统故障或机炉设备故障造成的事故跳闸，所以DCS或TCS系统需要提供反映机组正常停机和机组故障的信号。

下图是以发电机为例的事故信号逻辑图。

2.4事故总信号的最终逻辑合成

电厂各电气设备的事故信号生产并送远动装置后，可由远动设备合成全厂的事故总信号。如下图。

3结论

鉴于事故总信号的重要性，其整理、完善、改进工作势在必行，发电厂由于设备的复杂性，各电气设备事故信号的采集可能存在各种困难，本文的出发点是既要保证信号采集的准确性、可靠性，又要尽可能减少改造工作的工作量，减少技术改造的费用消耗和人力消耗。文中仅讨论了事故总信号几种生成方式的原理，实际工作需要增加哪些硬件设备，硬件设备如何布局以方便运行操作、方便改造施工，热工控制系统如何生成所缺机组信息，这些都需要与发电厂的具体情况相结合，综合考虑从而设计出最佳的技术改造方案。

参考文献：

[1]姚春球.发电厂电气设备中国电力出版社

[2]电力工程电工手册第三分册水利电力出版社