三相功率变送器，三相功率变送器基本电路

1、异常描述

我厂#1机组在12月20号左右，运行人员发现有时#1机组显示负荷与网调的AGC指令出现较大偏差，不能实时跟踪AGC指令，影响机组负荷调节和运行稳定性。

2、异常原因分析

我厂发电机有功功率变送器输出的信号送给DCS系统，是热控DCS系统作为锅炉、汽机系统协调的依据。每台发电机有三块有功功率变送器，输出三组4-20MA模拟量，DCS系统接受三组信号量，也就是三组机组负荷信号，按照DCS“三取中”的选取方式选择一组中间大小负荷信号量作为机组当下的负荷来调节机组运行。

调取近期DCS有功功率历时趋势分析，三个有功功率信号中BW1和BW3平均2个小时左右突然发生向下畸变（负荷变小），很快又恢复正常。经检查发现，三块有功功率变送器的输出通道是正常的，变送器自身存在输出不稳定，2个小时左右出现畸变的情况。

12月24号，对#1机组发电机有功功率变送器BW1和BW3进行更换，现在观察变送器输出较稳定，暂电流畸变的现象。

从此次变送器输出异常现象来看，我厂有功功率变送器的运行方式可靠性不高，存在以下几种隐患。

1、变送器本身可靠性不高，输出发生畸变。从此次DCS历史趋势上可以看出，BW1、BW3的输出发生畸变，现象虽然大致相同，但是跳变的时间不是同步的，也就是说在同一时间段中，最多只有一个变送器出现跳变现象，至少有2个变送器的输出是正常的。按照“三取中”的选择方式，参加DCS系统调节的负荷信号还是从2个或3个正常输出的变送器信号中的一个，对机组运行调节影响不是特别大。

假设如果发生BW1、BW3同时向下或向上畸变的话，那么按照“三取中”的选择方式，就会选择2组畸变信号中的一组信号作为机组当前负荷。那么机组显示负荷和当前机组真实负荷出现偏差，如果还跟踪AGC的指令调节机组运行，就会出现机组运行不稳定，甚至跳机等严重后果。

2、易受系统故障影响。当500KV系统发生接地或短路故障时，使发电机CT、PT受到外部故障的影响，CT、PT内部的磁场特性变化，输出是非正常的正弦波，导致进入变送器的模拟量输入畸变，最终导致变送器输出失真。我厂的每台机组的三个有功功率变送器的模拟量输入都取自同一组PT、CT,所以发生上述故障现象后，三块变送器的输出都会受到影响，输出值失真，从而肯定影响DCS系统对机组的调节。

3、没有PT断线报警功能。机组长时间运行时，难免会发生，PT二次侧绝缘降低或发生接地短路现象，导致PT二次侧熔丝熔断或空开断开现象。从而导致变送器接收不到电压的模拟量输入，最终使变送器的输出为0。引起DCS系统的误判，导致机组保护动作或停机的严重后果。

经了解，好几家兄弟电厂，因上述几种原因导致变送器输出失真，引起多台机组保护动作，甚至机组非停的严重后果。

4、效果评价

目前解决上述问题的主要方法有2种：

1、将三个变送器的输入的CT、PT 都独立起来，就是三个变送器的电流电压输入，来自不同的三组PT、CT。这样就是在一组PT、CT受到影响时，还能保证其余2个变送器能正常工作。

2、提高变送器本身的安全可靠性，用新型的变送装置代替传统的变送器。

第一种方法，的确能在一定程度上提高三块变送器同时运行的安全稳定性，但是本身发电机的CT、PT数量有限，如果发变组所有重要的变送器的电流、电压模拟量输入都独立起来，发电机PT、CT的数量肯定是不够的。所以第一种方法较难实现。

从附近几个兄弟电厂了解到，确实发生过多次因发电机有功功率变送器和一次调频变送器输出值不稳定发生畸变，对机组安全运行造成严重影响，甚至造成多台机组全停的后果。了解他们的解决方法。其中有几家电厂采用满足暂态特性和变送器精度要求的电气采样装置来替换常规的变送器方法来解决上述问题。他们现在采用一种发电机智能变送装置来替代了变送器。装置接入了发电机机端电压（不同的两组PT）和机端电流（保护级和测量级，也同样2组CT）进行采样，由智能变送装置计算出发电机有功功率，无功功率，功率因素，频率、三相电压、三相电流等数据，分别以4-20MA电流输出，供发电机功率自动调节和DCS系统使用。此装置的优点：

1.分别有2组机端电压和机端电流进入装置，实现测量级CT和保护级CT以及2组PT的自动切换，具有良好的站暂态特性，确保发电机功率自动调节系统和DCS系统的可靠运行，

2.同时装置还具备可靠的PT断线、CT断线判别功能，当发生PT断线和CT 断线时，自动切换到未断线的那组PT和CT 进行计算，解决了传统变送器发生断线后功率失真的问题。

3.装置带有友善的液晶和汉化的人机界面，可以实时观察到各种数据，无需传统变送器要得知输出值，先测量4-20MA模拟量,再在进行换算的繁琐过程。

4.装置还带有故障录播功能，能记录发生故障时的电压、电流以及功率波形。为今后问题分析也提供了大量依据，提高问题分析效率。

如果我厂也采用这种变送装置，对现有变送器进行改造，将会大大提高发电机重要模拟量参数的输出的稳定性，可靠保证了机组安全运行的稳定性。

分析人：邵奇