張榮梅

(中國電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 311122)

越南松真2水電站電氣二次設(shè)計(jì)及實(shí)施

張榮梅

(中國電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 311122)

越南松真2水電站位于越南中部地區(qū)，其計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)由北京ABB貝利控制有限公司提供。本文介紹了越南松真2水電站電氣二次設(shè)計(jì)方案及監(jiān)控系統(tǒng)、繼電保護(hù)、電站自動(dòng)化、通信等電氣二次設(shè)備的主要特點(diǎn)，并對(duì)實(shí)施情況進(jìn)行了跟蹤，結(jié)果表明所有系統(tǒng)運(yùn)行正常，滿足電站安全生產(chǎn)和管理的要求。

越南松真2水電站；電氣設(shè)計(jì)

1 概 述

越南松真2水電站位于越南中部地區(qū)廣南省松真河上(Song Tranh river),距越南第三大城市峴港122.50km。松真2水電站裝設(shè)2臺(tái)95MW混流式水輪發(fā)電機(jī)組，通過2個(gè)發(fā)電機(jī)變壓器單元接入220kV母線，發(fā)電機(jī)和主變壓器間設(shè)斷路器。220kV采用雙母線接線方式，通過2回220kV輸電線路接入系統(tǒng)。越南松真2水電站電氣二次設(shè)計(jì)主要包括：計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、繼電保護(hù)、直流電源系統(tǒng)、機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)以及調(diào)速器、同期系統(tǒng)、GPS系統(tǒng)、通信及火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)等。松真2水電站是一個(gè)集發(fā)電、防洪和灌溉多用途的中型水電站。

2 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

2.1 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分步結(jié)構(gòu)，電站控制層設(shè)備由一套主計(jì)算機(jī)(服務(wù)器)、兩套操作員工作站、一套工程師及培訓(xùn)工作站、一套模擬工作站、一套數(shù)據(jù)處理服務(wù)器、一套100寸的大屏幕裝置及打印機(jī)等組成?，F(xiàn)地控制層設(shè)備由兩套機(jī)組現(xiàn)地控制單元(1ULCU、2ULCU)、一套公用設(shè)備現(xiàn)地控制單元(PCLCU)、一套開關(guān)站現(xiàn)地控制單元(SYLCU)、一套溢洪道現(xiàn)地控制單元(SPLCU)、一套進(jìn)水口現(xiàn)地控制單元(INLCU)等組成。

2.2 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)

電站主干網(wǎng)采用冗余的Hirschmann MS20-1600 SAAEHH01.0系統(tǒng)交換機(jī)，各個(gè)機(jī)組和公用設(shè)備現(xiàn)地控制單元、開關(guān)站采用2臺(tái)工業(yè)以太實(shí)時(shí)環(huán)網(wǎng)交換機(jī)MS20-0800SAAEHH01.0，由上述現(xiàn)地控制單元交換機(jī)組成的2個(gè)環(huán)網(wǎng)采用多模光纖(100M)以Coupling(主備鏈路耦合)方式連接并分別連接到對(duì)應(yīng)的2臺(tái)主干網(wǎng)交換機(jī)上，構(gòu)成雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。進(jìn)水口和溢洪道閘門現(xiàn)地控制單元的2臺(tái)工業(yè)以太交換機(jī)MS20-0800SAAEHH01.0，出于網(wǎng)絡(luò)安全的考慮，采用單模光纖(100M)以雙總線方式連接到對(duì)應(yīng)的2臺(tái)主干網(wǎng)交換機(jī)上。

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見下圖。

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.3 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)功能

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)功能由電站控制級(jí)及現(xiàn)地控制單元級(jí)共同完成。

本電站接受越南國家調(diào)度中心A0和地區(qū)調(diào)度中心A3的調(diào)度。電站監(jiān)控系統(tǒng)通過1臺(tái)專用的數(shù)據(jù)處理和通信裝置向A0和A3發(fā)送上行遙測(cè)、遙信量，接受A0、A3的遙控、遙調(diào)量，供電站監(jiān)控系統(tǒng)控制和調(diào)節(jié)整個(gè)電站。

電站控制級(jí)主要功能是對(duì)本電站所有被控對(duì)象進(jìn)行安全監(jiān)控；現(xiàn)地控制級(jí)主要功能是自動(dòng)接收來自電站控制層的命令信息和數(shù)據(jù)；自己采集DI、SOE、AI、PI等類型的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

在機(jī)組LCU柜上設(shè)有遠(yuǎn)方/現(xiàn)地、開機(jī)/停機(jī)、分/合閘、增/減有功、增/減無功等控制開關(guān)，設(shè)有緊急事故停機(jī)等硬布線回路。

3 繼電保護(hù)

3.1 220kV線路等繼電保護(hù)

3.1.1 220kV線路保護(hù)

220kV線路有兩套獨(dú)立組屏的保護(hù)構(gòu)成：第一套采用GE的L90線路差動(dòng)保護(hù)裝置組成的保護(hù)柜，該保護(hù)裝置由光纖電流差動(dòng)、相間距離、接地距離、零序方向過流保護(hù)以及綜合重合閘、斷路器失靈保護(hù)等功能組成；第二套保護(hù)采用GE的D60線路距離保護(hù)裝置組成的保護(hù)柜，該保護(hù)裝置由五段相間和接地距離保護(hù)、零序方向過流保護(hù)以及綜合重合閘、斷路器失靈保護(hù)等功能組成。

3.1.2 220kV母線差動(dòng)保護(hù)

220kV母線差動(dòng)保護(hù)采用GE的B90母線差動(dòng)保護(hù)裝置，獨(dú)立組屏，該保護(hù)裝置除提供快速安全的低阻抗母線保護(hù)外，還配備有三相斷路器失靈保護(hù)功能。

3.1.3 220kV母聯(lián)保護(hù)及短線保護(hù)

220kV母聯(lián)保護(hù)采用GE的F650保護(hù)裝置，雙重化配置，兩套保護(hù)裝置組在同一屏柜內(nèi)。廠房到開關(guān)站的220kV架空線配置雙重化保護(hù)，采用GE的L30實(shí)現(xiàn)短引線的光纖差動(dòng)保護(hù)，采用F650實(shí)現(xiàn)方向過流保護(hù)。

3.2 發(fā)電機(jī)主變壓器組繼電保護(hù)

發(fā)電機(jī)主變壓器組配置雙重化保護(hù)，采用GE的微機(jī)保護(hù)裝置。發(fā)變組系統(tǒng) 1保護(hù)配置：發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)、定子繞組溫度保護(hù)、定子過負(fù)荷保護(hù)、低/過頻率保護(hù)、95%定子接地保護(hù)、100%定子接地保護(hù)、過電壓保護(hù)、軸電流保護(hù)、過勵(lì)磁保護(hù)、發(fā)電機(jī)低阻抗保護(hù)、意外激磁保護(hù)(50/27)、失步保護(hù)、逆功率保護(hù)、滅磁保護(hù)、勵(lì)磁變瞬時(shí)過流保護(hù)、勵(lì)磁變延時(shí)過流保護(hù)、廠變瞬時(shí)/延時(shí)過流保護(hù)、廠變過負(fù)荷保護(hù)、負(fù)序保護(hù)、主變差動(dòng)保護(hù)、主變過激磁保護(hù)、主變過負(fù)荷保護(hù)、主變瞬時(shí)/延時(shí)過流保護(hù)、主變中性點(diǎn)瞬時(shí)/延時(shí)過流保護(hù)、主變限制性接地故障保護(hù)(87TN)、瓦斯保護(hù)、轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)、廠房-開關(guān)站短線差動(dòng)保護(hù)、斷路器失靈保護(hù)。發(fā)變組 系統(tǒng) 2保護(hù)配置：發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)、定子繞組溫度保護(hù)、定子過負(fù)荷保護(hù)、低/過頻率保護(hù)、95%定子接地保護(hù)、100%定子接地保護(hù)、過電壓保護(hù)、軸電流保護(hù)、過勵(lì)磁保護(hù)、發(fā)電機(jī)低阻抗保護(hù)、意外激磁保護(hù)(50/27)、失步保護(hù)、逆功率保護(hù)、滅磁保護(hù)、勵(lì)磁變瞬時(shí)過流保護(hù)、勵(lì)磁變延時(shí)過流保護(hù)、廠變瞬時(shí)/延時(shí)過流保護(hù)、廠變過負(fù)荷保護(hù)、廠變零序過流保護(hù)、負(fù)序保護(hù)、發(fā)變組差動(dòng)保護(hù)、主變過激磁保護(hù)、主變過負(fù)荷保護(hù)、主變瞬時(shí)/延時(shí)過流保護(hù)、主變中性點(diǎn)瞬時(shí)/延時(shí)過流保護(hù)、瓦斯保護(hù)、轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)、斷路器失靈保護(hù)。

發(fā)變組繼電保護(hù)有以下特點(diǎn)：兩組保護(hù)CT回路互相獨(dú)立，每組保護(hù)主、后備保護(hù)采用同一組CT；兩組保護(hù)PT回路相互獨(dú)立；100%定子接地保護(hù)構(gòu)成：是由一種響應(yīng)發(fā)電機(jī)機(jī)端和中性點(diǎn)處三次諧波不平衡的自適應(yīng)電壓差動(dòng)特性實(shí)現(xiàn)的。

4 直流控制電源

廠房和開關(guān)站分別配置直流控制電源，額定電壓為220V，供機(jī)組起勵(lì)、斷路器控制、繼電保護(hù)、操作等電源。廠房設(shè)置兩套深圳鋰士的閥控式鉛酸免維護(hù)蓄電池，容量為600AH；開關(guān)站設(shè)置兩套深圳鋰士的閥控式鉛酸免維護(hù)蓄電池，容量為400AH。設(shè)有充配電柜、分配電柜等，對(duì)控制、保護(hù)、信號(hào)等重要負(fù)荷采用冗余供電方式。

5 同期系統(tǒng)

松真2水電站的發(fā)電機(jī)斷路器和220KV斷路器均為同期并列點(diǎn)。所有同期并列點(diǎn)既可采用手動(dòng)準(zhǔn)同期方式，也可采用自動(dòng)準(zhǔn)同期方式，自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置采用ABB的SYN5202雙通道自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置。

6 機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)

勵(lì)磁電源由勵(lì)磁變壓器取自發(fā)電機(jī)端電壓，經(jīng)三相全控橋整流，提供發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器選用EXC9000型微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，具有完全獨(dú)立的兩套自動(dòng)通道和一套手動(dòng)調(diào)節(jié)通道。調(diào)節(jié)通道以主從方式工作，其中一個(gè)自動(dòng)調(diào)節(jié)通道作為主通道，另一個(gè)自動(dòng)調(diào)節(jié)通道作為第一備用通道，手動(dòng)調(diào)節(jié)通道作為第二備用通道。調(diào)節(jié)器具有自診斷功能，自動(dòng)跟蹤運(yùn)行通道，通道之間既可自動(dòng)切換也可手動(dòng)切換。

7 機(jī)組調(diào)速器

水輪發(fā)電機(jī)采用雙冗余微機(jī)調(diào)速器。

調(diào)速器系統(tǒng)的功能主要由微處理機(jī)來實(shí)現(xiàn)。微處理機(jī)接受轉(zhuǎn)速信號(hào)、水頭信號(hào)、導(dǎo)葉反饋信號(hào)、功率反饋信號(hào)、同期裝置的調(diào)頻信號(hào)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的操作指令和參數(shù)給定值，輸出信號(hào)經(jīng)過放大后作用于受控液壓系統(tǒng)操作水輪機(jī)導(dǎo)葉。水頭和功率反饋信號(hào)為直流4～20mA。

正常的開、停機(jī)操作通過動(dòng)作主配壓閥直接控制導(dǎo)葉接力器完成。調(diào)速系統(tǒng)設(shè)有事故配壓閥，在主配拒動(dòng)，機(jī)組轉(zhuǎn)速上升至115%額定轉(zhuǎn)速，經(jīng)3S延時(shí)，動(dòng)作事故配壓閥關(guān)閉導(dǎo)葉。

8 GPS系統(tǒng)

電站采用一套GPS對(duì)時(shí)裝置，包括主從兩個(gè)GPS模塊。主時(shí)鐘裝置安裝在位于廠房中控室的服務(wù)器柜內(nèi)，從時(shí)鐘裝置安裝在位于220KV開關(guān)站控制室的操作控制臺(tái)內(nèi)。主時(shí)鐘與從時(shí)鐘間采用光纖通信連接，從時(shí)鐘接受主時(shí)鐘發(fā)來的對(duì)時(shí)信號(hào)。主GPS作為時(shí)間服務(wù)器統(tǒng)一向站內(nèi)需要時(shí)間同步的設(shè)備授時(shí)，具備SNTP功能的設(shè)備應(yīng)當(dāng)開啟此功能作為IRIG-B信號(hào)的備用。監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的控制器及計(jì)算機(jī)通過SNTP協(xié)議訪問時(shí)間服務(wù)器獲得高精度時(shí)間。

GPS接收天線安裝在副廠房屋頂。

9 火災(zāi)報(bào)警及消防控制系統(tǒng)

系統(tǒng)采用智能型總線制集中報(bào)警系統(tǒng)。采用集中與分散、自動(dòng)與手動(dòng)相結(jié)合的報(bào)警及控制方式。在中控室設(shè)火災(zāi)報(bào)警控制柜一面，內(nèi)含火災(zāi)報(bào)警控制器、多線火災(zāi)報(bào)警盤、主備用電源等；開關(guān)站控制室設(shè)火災(zāi)報(bào)警控制器。

9.1 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)在全廠需要保護(hù)的場(chǎng)所均設(shè)有感煙或感溫探測(cè)器，在每個(gè)防火分區(qū)設(shè)有手動(dòng)報(bào)警按鈕；2臺(tái)發(fā)電機(jī)還專設(shè)機(jī)組火災(zāi)報(bào)警裝置，輸出的機(jī)組火災(zāi)信號(hào)通過接口至全廠火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)和相應(yīng)機(jī)組LCU。

9.2 消防控制系統(tǒng)

通過消防控制系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的消防設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)滅火，防止火災(zāi)的進(jìn)一步蔓延，并在控制盤上顯示被控設(shè)備動(dòng)作后的返回信號(hào)。消防控制和顯示對(duì)象包括防火電動(dòng)閥、通風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)、空調(diào)機(jī)、聲光報(bào)警器等。

10 通信系統(tǒng)

通信系統(tǒng)包括系統(tǒng)通信、廠內(nèi)通信和通信電源。

10.1 電力系統(tǒng)通信

電站與電力系統(tǒng)間采用光纖通信，通信傳輸信息種類包括220kV線路保護(hù)、調(diào)度數(shù)據(jù)、調(diào)度電話等。

松真2水電站兩回220kV出線接入距電站約48km的TAM KY 220kV變電站，兩回220kV線路上各架設(shè)一條12芯OPGW光纜。電站側(cè)和TAM KY變電站側(cè)均設(shè)置STM-W和PCM-30光纖通信設(shè)備，實(shí)現(xiàn)電站與變電站的連接，使電站成為電力系統(tǒng)光纖傳輸通信網(wǎng)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，為電站提供至TAM KY 變電站和調(diào)度中心的電話、繼電保護(hù)和自動(dòng)化信息傳輸?shù)耐ㄐ磐ǖ馈?/p>

10.2 電站內(nèi)部通信

電站設(shè)一臺(tái)程控交換機(jī)，作為系統(tǒng)調(diào)度指揮及廠內(nèi)生產(chǎn)調(diào)度通信用。調(diào)度通信機(jī)通過數(shù)字中繼、2W/4W E&W中繼與光纖通信設(shè)備相連接。

10.3 通信電源

電站在廠房、開關(guān)站、進(jìn)水口、溢洪道各設(shè)一套通信電源，采用高頻開關(guān)式穩(wěn)壓穩(wěn)流電源系統(tǒng)，取自廠用電的交流220V作為主供電源，電源系統(tǒng)輸出直流-48V供通信設(shè)備用。當(dāng)廠用電消失時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)為由蓄電池供電。廠房通信電源包括：一組容量為200AH的閥控式鉛酸免維護(hù)蓄電池，位于蓄電池室內(nèi)；一面高頻開關(guān)充配電柜，位于廠房直流配電室內(nèi)。開關(guān)站通信電源包括：一組容量為200AH的閥控式鉛酸免維護(hù)蓄電池柜，一面高頻開關(guān)充配電柜，兩面柜子均位于開關(guān)站通信室內(nèi)。進(jìn)水口和溢洪道通信電源均由一套容量為100AH的閥控式鉛酸免維護(hù)蓄電池和高頻開關(guān)充配電裝置組成，布置在一面屏柜內(nèi)，分別位于進(jìn)水口和溢洪道控制室內(nèi)。

11 結(jié) 語

2010年12月19日，越南松真2水電站首臺(tái)機(jī)組成功并網(wǎng)發(fā)電，電氣二次各系統(tǒng)同時(shí)投入運(yùn)行。迄今為止，所有系統(tǒng)運(yùn)行正常，滿足電站安全生產(chǎn)和管理的要求。

Electrical Secondary Design and Implementation of Vietnam Songzhen 2 Hydropower Station

ZHANG Rongmei

(PowerChinaHuadongEngineeringCorporationLimited,Hangzhou311122,China)

Vietnam Songzhen 2 Hydropower Station is located in midland of Vietnam, its computer monitoring and control system is provided by Beijing ABB Bailey Control Co., Ltd. In the paper, main features of electrical secondary design plan, monitoring system, relay protection, power station automation, communication and other electric secondary equipment of Vietnam Songzhen 2 Hydropower Station are introduced. Implementation conditions are traced. The results show that all systems are operated normally, which meet the requirements of power station safety production and management.

Vietnam Songzhen 2 Hydropower Station; electrical design

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2017.06.010

TV736

A

1673-8241(2017)06- 0040- 04