路瑶 于天旭
华能洛阳热电有限责任公司 河南省洛阳市 471000
【摘 要】介绍智能功率变送器在发电厂中对于传至DEH功率实际应用的相应情况，同时为提高机组运行可靠性，保障送至DEH功率采样及传输准确、稳定、抗干扰能力的相应功能。并对智能功率变送器与电厂的进一步发展情况进行了分析。
【关键词】准确、稳定、两组CT、两组PT、双电源
引言
华能洛阳热电有限责任公司装机容量2×350MW。厂内每台机组配有3台送至DEH计算调节汽轮机汽门开度的功率变送器，DEH计算调节汽轮机汽门开度采用“三取二”的逻辑，任一个变送器故障时不影响DEH正常工作。功率变送器原设计电流取自中性点侧CT，变比15000/5，0.2S级，PT取自发电机机端PT，变比20000/100。后因功率变送器存在输出异常情况发生，故对此类型变送器进行改造，改造后采用上海利乾电力科技有限公司生产的BPT9301型发电机智能变送装置。
1、智能功率变送装置的工作原理
功率变送装置是一种既能测量有功/无功功率，又能测量有功/无功电能的电力装置。在正常情况下装置采用测量输入数据计算，发生功率突变时装置采用保护级输入数据进行计算，同时装置具备判断CT 断线、PT 断线功能；响应时间短在40ms 之内能满足系统故障快速响应的要求；装置跟系统时钟同步，具有录波功能，可以多路输出。抗干扰能力达到严酷IV 级，软硬件共同优化，国标要求继电保护装置及安全自动装置的抗干扰能力为严酷III 级；针对电网出现瞬时故障时，采用切换CT 的方式。装置同时接入一组测量级CT 和一组保护级CT，当系统发生扰动时，智能功率变送装置可以通过测量电流的增量，从测量级CT 切换到保护级CT, 使得测量的功率值和真实的功率值相差不大；当出现和应涌流时，装置能自动检测基波分量中的直流分量的含量，作为切换CT 的条件，解决了测量级电流互感器暂态饱和的问题。通过软件实现测量级CT 和保护级CT 快速无缝自动切换，具有良好的暂态特性，能确保发电机功率自动调节系统和 DCS 系统可靠运行。
2、BPT9301装置功能概述
BPT9301型发电机智能变送装置同时接入发电机机端电压（不同的两组PT）、机端电流（保护级和测量级）、机端零序电压和机端零序电流进行采样。具备同时计算发电机有功功率、无功功率、功率因数、频率、负序电流、机端电压、机端电流等发电机各项参数，并在一台装置上可以同时输出8路不同的AO（4-20mA），且相互之间不干扰，可以取代发电机其他输出参数的变送装置。BPT9301装置采用交、直流双电源，并可以实现输出无扰动切换，消除由于一路电源故障而导致的输出量波动情况。装置具备故障录波功能，可以记录故障发生时的电压、电流及功率波形，可以在故障后进行分析。同时，软、硬件冗余设计，具有完善的软硬件自检及二级看门狗功能，抗干扰能力强。装置具备现场控制总线功能，通讯协议为MODBUS-RTU。
（装置系统联系图1-1）
1-1 BPT9301装置系统联系图
3、智能功率变送装置的重要作用
变送器输出送至DEH、AGC 等控制系统的信号主要用于将发电机当前的电压、电流、有功功率、无功功率数值送至DEH、AGC 等控制系统，参与DEH、AGC 等控制系统的逻辑控制。这类信号不止要求变速器的输出满足稳态要求，还需要考虑变送器的暂态特性。综上所述，可见传统的变送器，不仅是响应时间长、抗干扰差，且不满足暂态。
由于传统的变送器没有暂态方面的要求，近年由于传统变送器不满足暂态特性，影响机组稳定运行及跳机事故时有发生。而随着计算机技术的不断进步和发展，设备的智能化程度不断提升，借助传统功率变送装置的工作原理，结合现在智能设备的改进方式，能够帮助变送器时时检测功率和电能的变化状况，并且根据输出测量进一步提高电机输出的稳定性和安全性。智能功率变送装置在功率、电能计算方面有着更快的速度，因此，当输出功率出现问题时能够及时的做出处置措施，同时根据以往的数据训练，智能变送器还能够准确识别瞬间故障问题，避免因为瞬间故障带来的设备停运。
4、BPT9301装置在电厂中的应用
在电厂的DEH调节中，对发电机输出功率的准确、稳定、抗干扰要求较高，对BPT9301装置的CT、PT测量精度进行校验，在测量级CT输入0-6A、保护级CT输入0-10A，电压0-120V，频率 45Hz-55Hz区间时结果如下：测量电流、电压测量精度<±0.2%，保护电流测量精度：<±0.5%，测量功率测量精度<±0.2%，保护功率测量精度<±0.5%，模拟量输出精度<±0.2%，由出厂实验报告了解，装置具备国标中各项抗干扰的能力。
BPT9301的功率计算采用全周傅里叶算法，当装置测量保护级CT的电流大于1.1倍额定电流时，功率计算自动切换至保护级CT电流，确保系统短路故障时，功率的准确测量及输出，为发电机DEH可靠调节创造条件。一般电厂多台功率变送器中的电流回路，由同一组CT引出，在多台装置中串接，或接入更多需要测量级电流的设备，增加了CT开路的可能，同时也增加了常规功率变送器在CT断线后输出4-20mA值降低，造成机组误调节的风险。BPT9301装置接入了两组CT、PT进行采样，可以有效的避免由于单组CT或PT断线造成由于变送器输出功率突然降低而引发DEH误调节的情况发生。
5、BPT9301装置在电厂中的发展
BPT9301装置的现场总线技术可以通过网线将测量输出值由电流量4-20mA改为通过网线传输的数字量，降低了4-20mA电流由于电缆长度等误差所造成DEH调节的误差，目前正对BPT9301装置数字量传输的准确、稳定、抗干扰能力进行传输改造前的测试、评估，同时，BPT9301装置的故障录波及装置告警功能可以使工作人员在处理故障时更迅速的查找故障原因带来便捷。同时，多路输出的功能可以取代其他发电机所用的变送器，为空间的优化带来便捷条件。
6、结语
综上所述，BPT9301装置的各项功能满足电厂关于DEH调节所用功率变送器中各项要求，并且装置软、硬件的冗余设计，现场总线技术的功能均为提高变送器更准确、稳定的运行做好基础，满足现代化电厂节约立体空间的需求，这也将是新型变送装置替代传统型变送装置的发展趋势。
参考文献：
[1] GB／T 13850—1998交流电量转换为模拟量或数字信号的电测量变送器。
[2] BPT9301型发电机智能变送装置使用说明书。