摘 要：本文以三峽左岸大壩為例談電站電氣二次系統(tǒng)的綜合研究，三峽左岸為保證主要機(jī)電設(shè)備運(yùn)行滿足安全性、可靠性以及技術(shù)先進(jìn)性的要求，在設(shè)計(jì)階段對(duì)計(jì)算機(jī)監(jiān)控、繼電保護(hù)、機(jī)組勵(lì)磁等二次系統(tǒng)中的主要技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了反復(fù)的比較選擇。計(jì)算機(jī)監(jiān)控以光纖為傳輸介質(zhì)選擇3層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在保護(hù)屏A中配置裂相保護(hù)和完全縱差保護(hù)統(tǒng)稱繼電保護(hù)，并按1-2-3分支和4-5分支形式在發(fā)電機(jī)定子中性點(diǎn)側(cè)進(jìn)行分組；在保護(hù)屏B中設(shè)置不平衡保護(hù)。以法國(guó)LENOIR ELEC公司的直流接觸器為DC滅磁開關(guān)，開關(guān)的額定分段能力在4000V時(shí)21KA、5600V時(shí)15KA，能夠達(dá)到各種情況的要求標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)三峽左岸電站二次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、目標(biāo)、原則以及計(jì)算機(jī)監(jiān)控和發(fā)變組繼電保護(hù)方面的技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了著重介紹。

關(guān)鍵詞：二次系統(tǒng)；目標(biāo)及原則；主要技術(shù)問(wèn)題；三峽左岸電站

三峽左岸電站配有水輪發(fā)電機(jī)組14臺(tái)，型號(hào)為700MW。以500KV一倍半的方式進(jìn)行的主接線，每?jī)蓚€(gè)發(fā)變單元為一組接入相應(yīng)串。母線分段斷路器將整個(gè)電站分為左一和左二兩部分。三峽左岸電站具有單體操作上限較大、機(jī)組臺(tái)數(shù)較多、輔助系統(tǒng)的設(shè)備很復(fù)雜的特點(diǎn)，為保證各項(xiàng)設(shè)備運(yùn)行的安全穩(wěn)定，對(duì)計(jì)算機(jī)監(jiān)控、機(jī)組繼電保護(hù)、直流電源、電站火災(zāi)防治等項(xiàng)為電氣二次設(shè)計(jì)內(nèi)容。下面主要就電氣二次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)、原則和各子系統(tǒng)中的主要技術(shù)問(wèn)題的處理和方案進(jìn)行介紹。

一、目標(biāo)和原則

（一）目標(biāo)

考慮到工程的重要性，就其電氣二次設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確定以下幾點(diǎn)目標(biāo)：

1） 為避免短時(shí)間內(nèi)對(duì)設(shè)備進(jìn)行更新?lián)Q代，設(shè)計(jì)時(shí)采用最新的水電站技術(shù)；

2） 充分利用計(jì)算機(jī)在自動(dòng)化領(lǐng)域的重要作用，盡量減小人力投入；

3） 為提高電站運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，提倡使用數(shù)字設(shè)備，加強(qiáng)操作的智能化；

4） 發(fā)展遠(yuǎn)程控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

（二）原則

由于本電站從設(shè)計(jì)到施工乃至設(shè)備采購(gòu)等涉及面的廣泛性，二次設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)制定以下原則：

1） 以沉余的方式對(duì)出現(xiàn)故障后對(duì)整個(gè)機(jī)組造成安全威脅的硬件，以保證電站安全穩(wěn)定的運(yùn)行；

2） 確保主設(shè)備運(yùn)行安全信息準(zhǔn)確傳遞；

3） 輔助系統(tǒng)若未與電站主設(shè)備控制和操作有直接關(guān)系的，不與現(xiàn)地控制單元直接互聯(lián)。

二、計(jì)算機(jī)監(jiān)控及發(fā)變組的保護(hù)配置研究

（一）計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

1）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面。左岸電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)分廠站層信息網(wǎng)、下層控制網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)3個(gè)層次，這種方式對(duì)不同類型信息的分層傳遞十分有利，提高了其傳遞過(guò)程中信息的可靠性。三峽左岸電站功能分布和數(shù)據(jù)分布方式的計(jì)算機(jī)整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)主結(jié)構(gòu)，工作站中與監(jiān)控有關(guān)的實(shí)時(shí)信息全部直接來(lái)自LCU，數(shù)據(jù)庫(kù)的出現(xiàn)故障與否對(duì)電站設(shè)備的監(jiān)控及控制沒(méi)有任何的影響。

2）現(xiàn)地控制單元方面。經(jīng)過(guò)大量的調(diào)研和比對(duì)，尋找到一種配置相對(duì)簡(jiǎn)單、電纜接線相對(duì)較少，且有效增加系統(tǒng)的可靠性的方案：采用1個(gè)機(jī)箱、雙CPU、雙電源模塊、雙以太網(wǎng)及雙現(xiàn)場(chǎng)總線模塊。

3）信息連接接口的方式。對(duì)于信息傳輸較為頻繁的線路，通過(guò)遠(yuǎn)程I/O模塊與主線相連的信息采集模式，但注意I/O 模塊安裝距離不能過(guò)遠(yuǎn)；采用硬接線和現(xiàn)場(chǎng)總線并用的方式采集勵(lì)磁、調(diào)速以及繼電保護(hù)等系統(tǒng)的信息；輔助系統(tǒng)除跳閘、停機(jī)等的信號(hào)不直接與計(jì)算機(jī)現(xiàn)地控制單元相連接，這樣可有效的減少電纜接線的數(shù)量提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

（二）發(fā)變組保護(hù)誤動(dòng)分析

1）機(jī)組保護(hù)狀況及誤動(dòng)分析。出現(xiàn)誤動(dòng)的原因主要有：各個(gè)部門信息交接不到位、產(chǎn)品質(zhì)量不合格、設(shè)計(jì)原理不夠完善。以往需要一整套的機(jī)組保護(hù)：

a.各裝置之間串并聯(lián)線路出現(xiàn)斷線；

b.分屬裝置數(shù)量多，出錯(cuò)概率大；

c.回路復(fù)雜），必須采用主機(jī)之下的一體化（即雙主機(jī)雙下線）的設(shè)計(jì)方案，有效的從各個(gè)方面減少誤動(dòng)發(fā)生的概率。

零部件質(zhì)量問(wèn)題從以下三方面解決：

a.加強(qiáng)生產(chǎn)管理體制的管理，在生產(chǎn)環(huán)境中鋪設(shè)防靜電地面，有效減少故障發(fā)生率；

b.提高各芯片的使用性能，縮減硬件配件數(shù)量，減小故障率。設(shè)計(jì)原理不夠完善的問(wèn)題，通過(guò)分析原因、完善保護(hù)判據(jù)來(lái)解決，一體化后，將原件數(shù)據(jù)全部導(dǎo)入裝置，既便于數(shù)據(jù)的采集，進(jìn)而完善保護(hù)判據(jù)，有效減少誤動(dòng)故障的發(fā)生率。

2）配置的重復(fù)與誤動(dòng)的關(guān)系。機(jī)組保護(hù)雙重配置后，便產(chǎn)生了故障率隨著配置設(shè)備的翻倍而成倍增加的說(shuō)法，此說(shuō)法片面，設(shè)計(jì)原理若不夠完善的話，僅僅配置單套保護(hù)同樣會(huì)發(fā)生誤動(dòng)故障；采用主后一體化后，減少了大量配件的安裝及使用，恰好解決了因雙重配置而帶來(lái)的誤動(dòng)故障的發(fā)生率，雙重配置后，配置兩個(gè)中央處理器，對(duì)于誤動(dòng)信息的處理可以做到雙管齊下，有效減少誤動(dòng)故障的出現(xiàn)。由此可見(jiàn)，雙重配置不但沒(méi)有增大誤動(dòng)的發(fā)生率，反而使之降低了，客觀反映出主后一體化的方案切實(shí)可行。

三、結(jié)語(yǔ)

三峽左岸水電站已投產(chǎn)運(yùn)行機(jī)組運(yùn)行良好，通過(guò)主后一體化設(shè)計(jì)方案的采用，有效的降低了誤動(dòng)故障的發(fā)生率，設(shè)計(jì)的目標(biāo)基本達(dá)到，通過(guò)對(duì)誤動(dòng)主要原因（各個(gè)部門信息交接不到位、產(chǎn)品質(zhì)量不合格、設(shè)計(jì)原理不夠完善）的分析與研究，實(shí)現(xiàn)了各項(xiàng)設(shè)備的協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。

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作者簡(jiǎn)介：張敏（1990-），男，漢族，湖北石首人，電站站長(zhǎng)，電氣二次專業(yè)。