馮衛(wèi)青 嚴(yán)峰峰

（1.國(guó)核電力規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，北京 100095；2.北京聚合電力工程設(shè)計(jì)有限公司 100048）

近年來(lái)，隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)快速發(fā)展，應(yīng)用于發(fā)電廠廠用電部分的低壓綜合保護(hù)測(cè)控裝置已經(jīng)有成熟的技術(shù)以及可靠的性能，在一些新建項(xiàng)目中也得到廣泛應(yīng)用，這些裝置的應(yīng)用，可進(jìn)一步提高電廠電氣自動(dòng)化控制水平，還可使400V開關(guān)柜結(jié)構(gòu)更為緊湊、面板更為精簡(jiǎn)，尤其還為發(fā)電廠廠用電部分實(shí)行總線制的集中監(jiān)控管理提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但由于低壓綜合保護(hù)測(cè)控裝置的應(yīng)用仍在發(fā)展階段，因而對(duì)其在應(yīng)用過(guò)程中的心得體會(huì)有必要進(jìn)行廣泛交流，以期在工程中發(fā)揮其更大作用；同時(shí)對(duì)應(yīng)用過(guò)程中產(chǎn)生的問題也應(yīng)充分展開討論，以期使其功能更加完善、更加適用于工程實(shí)際。

1 發(fā)電廠400V配電系統(tǒng)傳統(tǒng)接線及其測(cè)控回路回顧

國(guó)內(nèi)大部分發(fā)電廠400V配電系統(tǒng)中采用一次設(shè)備附帶保護(hù)脫扣器作為保護(hù)元件，測(cè)量和控制依賴于大量輔助設(shè)備，與電廠DCS之間信號(hào)傳輸仍采用電纜連接，實(shí)行強(qiáng)電一對(duì)一硬接線控制方式。

1.1 饋線回路接線及其測(cè)控

饋線回路采用空氣開關(guān)（框架式開關(guān)或塑殼開關(guān)）本身的速斷、限時(shí)速斷、過(guò)載及其接地等保護(hù)實(shí)現(xiàn)本回路保護(hù)功能，測(cè)量和控制由裝于開關(guān)柜內(nèi)部的繼電器、電流互感器、變送器以及安裝于開關(guān)柜面板的控制按鈕、指示燈、表計(jì)等實(shí)現(xiàn)，回路的操作對(duì)象為空氣開關(guān)。

1.2 電動(dòng)機(jī)回路接線及其測(cè)控

電動(dòng)機(jī)回路采用空氣開關(guān)（框架式開關(guān)或塑殼開關(guān)）本身的速斷保護(hù)、熱繼電器的過(guò)載保護(hù)實(shí)現(xiàn)本回路基本保護(hù)功能，測(cè)量和控制由裝于開關(guān)柜內(nèi)部的繼電器、電流互感器、變送器以及安裝于開關(guān)柜面板的控制按鈕、指示燈、表計(jì)等實(shí)現(xiàn)，操作元件為交流接觸器。

由此可見，傳統(tǒng)的400V配電系統(tǒng)開關(guān)柜內(nèi)設(shè)備繁多，二次配線相對(duì)復(fù)雜，開關(guān)柜面板布置比較緊張，由于輔助設(shè)備較多致使開關(guān)柜需增加抽屜(目前國(guó)內(nèi)電廠大部分均采用MNS抽出式開關(guān)柜)模數(shù)才能滿足一個(gè)配電回路所有一、二次設(shè)備安裝，故而增加開關(guān)柜數(shù)量，增加工程投資。

2 智能型測(cè)控保護(hù)裝置在某發(fā)電廠新建工程中的應(yīng)用情況

某發(fā)電廠新建工程為2x330MW抽汽供熱燃煤機(jī)組，400V配電系統(tǒng)采用智能型測(cè)控保護(hù)裝置，用以實(shí)現(xiàn)電廠對(duì)400V配電裝置保護(hù)數(shù)字化、控制智能化、管理網(wǎng)絡(luò)化的要求，本工程同步設(shè)計(jì)了電氣控制管理系統(tǒng)(ECMS)，以下分別論述某公司低壓線路綜合測(cè)控裝置和低壓電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)測(cè)控裝置在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用以及對(duì)應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)的問題采取的應(yīng)對(duì)措施。

2.1 智能型測(cè)控保護(hù)裝置介紹

智能型測(cè)控保護(hù)裝置是集保護(hù)、控制、測(cè)量、通信于一體的高性能微機(jī)綜合保護(hù)測(cè)控裝置，以先進(jìn)的32位高性能嵌入式CPU為核心，采用高速安全的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，配有分體式中文液晶顯示面板，人機(jī)界面友好。低壓線路綜合測(cè)控裝置主要為饋電線路提供多種電參量的測(cè)量及控制功能，并有接地保護(hù)功能，裝置帶有8路遙信采集開入和4路控制輸出，可在各種模式下根據(jù)設(shè)定的邏輯組態(tài)控制空氣開關(guān)、接觸器等一次設(shè)備，裝置有RS485、CAN、PRUFIBUS等多種通信接口及多種可選的通信協(xié)議。低壓電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)測(cè)控裝置主要為低壓電動(dòng)機(jī)提供各類起?？刂乒δ堋⒈Ｗo(hù)和測(cè)控功能，具有過(guò)載、過(guò)流、接地、三相不平衡、過(guò)壓、欠壓、起動(dòng)超時(shí)等保護(hù)，裝置帶有8路遙信采集開入和4路控制輸出,可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)、雙向起動(dòng)、星三角起動(dòng), 裝置有RS485、CAN、PRUFIBUS等多種通信接口及多種可選的通信協(xié)議。

2.2 低壓線路綜合測(cè)控裝置在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

低壓線路綜合測(cè)控裝置主要用于400V動(dòng)力中心(PC)和電動(dòng)機(jī)控制中心(MCC)的電源進(jìn)、饋線回路,裝置在回路中主要承擔(dān)控制功能、與空氣開關(guān)等一次設(shè)備一起承擔(dān)保護(hù)功能。

低壓線路綜合測(cè)控裝置在回路中承擔(dān)的保護(hù)作用僅限于接地保護(hù)功能，其它保護(hù)采用ABB的3WT開關(guān)自身所配保護(hù)功能，保護(hù)可實(shí)現(xiàn)回路或電機(jī)故障時(shí)迅速切斷故障電流，避免越級(jí)跳閘，裝置保護(hù)定值的整定操作由液晶面板完成；測(cè)控裝置通過(guò)接入的一次電壓和電流可實(shí)現(xiàn)回路電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、頻率等電參量的測(cè)量，并可在液晶面板上分行顯示讀數(shù)；3WT開關(guān)的控制在設(shè)計(jì)中保留傳統(tǒng)的DCS控制接口，并通過(guò)電纜硬接線方式與DCS系統(tǒng)連接，其開關(guān)柜就地控制和ECMS(電氣控制管理系統(tǒng))總線控制均通過(guò)測(cè)控裝置控制輸出接口實(shí)現(xiàn)，開關(guān)柜就地控制和ECMS通訊控制在非DCS控制位均有效但ECMS通訊控制需DCS系統(tǒng)授權(quán)，ECMS系統(tǒng)采用全通訊連接方式，為了避免3WT開關(guān)合、跳閘線圈長(zhǎng)期帶電而燒毀線圈，在合、跳閘回路中均串接3WT開關(guān)輔助接點(diǎn)以保證在合、跳閘操作完成后解除操作命令。

2.3 低壓電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)測(cè)控裝置在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

低壓電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)測(cè)控裝置主要用于400V動(dòng)力中心(PC)和電動(dòng)機(jī)控制中心(MCC)的電動(dòng)機(jī)回路,裝置在回路中主要承擔(dān)各類起動(dòng)和停車控制功能、保護(hù)和測(cè)控功能。

測(cè)控裝置在回路中承擔(dān)的保護(hù)主要為過(guò)載、過(guò)流、接地、三相不平衡、過(guò)壓、欠壓、起動(dòng)超時(shí)等保護(hù)，其保護(hù)定值更改及保護(hù)投退均由液晶面板操作完成，電流速斷保護(hù)采用ABB的3VT塑殼開關(guān)自身所配保護(hù)；接觸器的交流控制回路在設(shè)計(jì)中采用了裝置脈沖輸出接點(diǎn)+接觸器輔助接點(diǎn)自保持然后再串接裝置常閉電平輸出接點(diǎn)的方式，合閘時(shí)裝置脈沖輸出接點(diǎn)閉合，接觸器線圈帶電并在脈沖輸出信號(hào)消失前由接觸器輔助接點(diǎn)實(shí)現(xiàn)回路自保持，保證回路可靠閉合，跳閘時(shí)裝置停止電平輸出，繼而切斷回路電動(dòng)機(jī)停車，這樣可以避免裝置直接由控制輸出接點(diǎn)的通斷來(lái)控制回路帶來(lái)的各種弊端(如裝置故障帶來(lái)的控制失靈、誤停車等)，進(jìn)而大大增加控制的可靠性。

3 智能型測(cè)控保護(hù)裝置的優(yōu)點(diǎn)

智能型測(cè)控保護(hù)裝置的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：可節(jié)省大量繼電器、變送器等輔助設(shè)備，節(jié)省開關(guān)柜內(nèi)空間，最大限度減少開關(guān)柜數(shù)量；可使開關(guān)柜面板簡(jiǎn)潔，并可同時(shí)顯示各種需要的電氣參數(shù)，裝置還可提供可任意定義的電參數(shù)變送輸出(4-20mA)接點(diǎn)，以滿足DCS等監(jiān)控系統(tǒng)測(cè)量要求；雙通訊接口配置，可實(shí)現(xiàn)雙網(wǎng)通信，為ECMS系統(tǒng)在電廠低壓系統(tǒng)的應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和可靠的保障，同時(shí)可通過(guò)ECMS系統(tǒng)為電廠實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)(SIS)提供大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

4 國(guó)產(chǎn)智能型測(cè)控保護(hù)裝置的改進(jìn)意見

通過(guò)近5年來(lái)在工程設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用，對(duì)國(guó)內(nèi)各主要生產(chǎn)廠家的低壓智能型測(cè)控保護(hù)裝置(馬達(dá)控制保護(hù)器)提出幾點(diǎn)建議：

a.裝置操作面板設(shè)計(jì)應(yīng)符合發(fā)電廠操作習(xí)慣，應(yīng)設(shè)有獨(dú)立的操作按鈕，設(shè)置開關(guān)狀態(tài)、儲(chǔ)能指示、通信狀態(tài)等直觀反應(yīng)各項(xiàng)主要信息的指示燈，以方便運(yùn)行維護(hù)人員操作、監(jiān)控；

b.裝置的開關(guān)量輸入DI及控制輸出DO接點(diǎn)均可根據(jù)工程情況任意定義，應(yīng)避免固化接點(diǎn)定義，以增強(qiáng)裝置在發(fā)電廠復(fù)雜的低壓廠用系統(tǒng)中的實(shí)用性；

c.裝置開關(guān)量開入應(yīng)采用強(qiáng)電開入(DC220/110V或AC220V)以增強(qiáng)開入量信號(hào)的抗干擾能力；

d.低壓系統(tǒng)接地保護(hù)用電流信號(hào)采集最好由專用零序CT提供，盡量不采用三相電流的矢量疊加計(jì)算出的零序電流作為接地保護(hù)判據(jù)，這樣可提高保護(hù)的精度和靈敏度；

e.裝置控制輸出接點(diǎn)形式宜為脈沖和電平兩種形式，且每種類型各設(shè)兩個(gè)接點(diǎn)以滿足各種情況下控制回路的需要，用于控制輸出的接點(diǎn)必須要有足夠的分?jǐn)嗳萘恳詽M足控制回路合、分閘電流的要求。

5 結(jié)束語(yǔ)

保護(hù)、控制、測(cè)量、通訊一體化的智能低壓綜合保護(hù)測(cè)控裝置的應(yīng)用，極大的改變了發(fā)電廠低壓電氣系統(tǒng)控制方式，提升了發(fā)電廠低壓電氣系統(tǒng)自動(dòng)化的程度，也為發(fā)電廠ECMS電氣控制管理系統(tǒng)的應(yīng)用創(chuàng)造了條件，另外設(shè)備運(yùn)行維護(hù)方便，有助于減少運(yùn)行維護(hù)人員的工作量，可提高發(fā)電廠綜合運(yùn)行效益、降低建設(shè)投資。隨著提高電氣自動(dòng)化控制水平的要求日益增加，低壓綜合保護(hù)測(cè)控裝置將在發(fā)電廠中得到更加廣泛的應(yīng)用。