电站监控及故障处理

就常规电站而言，根据保护的需要，已有对过流、欠压、逆功率和对地绝缘等多种参数的监测报警和控制；电压、频率、电流、功率、功率因数等参数及主开关通断状态等也在主配电板上有指示，但这样的监测基本上属于模拟量处理方式，就地监测，而且不能记录。自动电站的监测系统则应将这些电力参数纳入其监控范围。微型计算机的监视报警系统一次显示多行信息并可方便控制，如换页、参数显示等，系统还有较完善的自诊断功能。微机系统虽然也采用巡回检测方式，但运行速度极快，必要时还可分级或并行处理，因此检测点数不受限制，而且无论模拟量还是开关量均能检测。

电站的自动控制系统应保证供电的连续性，并符合下列要求：①如由一台发电机组供电，当该机组发生故障时，备用发电机组应能在45s内自动起动并合闸，向重要负载供电；②如由两台或以上发电机组并联供电，当其中一台机组出故障时，应有措施保证对重要负载的连续供电。

 

1 电力参数的监控

监控系统的结构如图8-4所示。这里有三台发电机，每台机组的控制单元承担电力参数的监测和自动化控制。

电网信号由A线输入；发电机运行信号由B和C线输入；柴油发电机运行信号由D线输入；操作信号由E线输出；ACB和柴油发电机的状态信号由F线输入；各用机组设置信号由G线输入。如果有功率管理功能，要接受大功率电动机起动的询问，由H线作为询问和闭锁信号线。

对输入到控制单元的信号要进行处理，这种处理称为适配或匹配，即把电压、电流、频率、功率、转速以及开关量等转换成系统能识别的信号，例如0～5V ～20mA等。

控制单元还具有并联运行控制功能，如自动同步、功率自动分配、恒频调节等。控制单元根据设置的操作程序，对运行状态进行逻辑判断，输出相应的控制信号。

图1  电站自动控制系统结构示意图

 2 备用机组的自动投入

若电网或机组出现故障，备用机组应自动起动并投入电网。

备用机组的台号由“备机选择”开关（图1中S1）设定。

地下工程电站的发电机数目一般在三台以上，一台机组运行时，不运行机组的备用设置存在排序问题。例如一个有四台机组的电站，2号机在供电运行，如果设定3号机为第一备用，余下的机组究竟哪台机作为第二备用呢？一般是采用顺序后续的方法。如果设定3号机为第一备用，4号机就自动成为第二备用，1号机就成为第三备用。

对不能参与运行的机组（待修、检修和有故障等），控制箱上的“手动／自动”选择开关可置于手动位置，后续备用的设置将自动“转移”，例如3号机组设定为第一备用，而3号机置于手动位置，备用设置自动转移到4号，4号机成为第一备用，1号机成为第二备用。

 

3 电网的故障处理

属于监控系统处理的电网故障有三种：电压过高或过低、频率过高或过低和失电。对电网故障的处理要遵循“连续供电”的原则。

电网失电后，必须立即起动备用发电机投入供电运行。检测的指标是电压等于零。

备用机组起动建立起电压可以供电时，还要满足所有发电机ACB都在分闸位置才允许合闸。

电压和频率在什么情况下可视为故障，这是处理的依据。

发电机由调压器保证的电压调整率在±2.5％以内；发电机电压应比设备额定电压高5％；电器设备应能在电压变化-10％～＋6％的范围内正常运行。由这三个数据看，电压超过调压器所保证的静态指标数据，可认为是不正常状态或故障。考虑到与设备承受能力的协调，一般把电压故障的监测值定在±5％，即电网电压超过＋5％或低于-5％，并持续一段时间作为故障信号。确认的时间一般都定为5s。处理的方式是报警、起动备用机组。

柴油发电机由调速器保证的静态调速特性为5％，所对应的频率变化也是5％；电气、电子设备应能在频率静态变化±5％的范围内正常工作。一般频率的检测值定在±2.5％，当频率超过这个检测值并持续一段时间作为故障信号。确认时间为5～60s。处理的方式是报警、起动备用机组。

有的设计把故障分为两级，1级故障为：电压是±5％、持续时间5s，频率是±2.5％，为轻度故障；2级作为严重故障。发生1级故障，备用机组起动，同步操作投入并联运行，故障机组解列退出运行，实现不停电地交换机组。发生2级故障，备用机组起动，故障机分闸，备用机合闸投入运行，实现短时停电的交换机组。

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