某电厂远动遥测数据异常原因分析与应对措施

2020-12-10邱书斌

科学技术创新 2020年35期

邱书斌

（江西东津发电有限责任公司,江西修水362400）

某电厂装机2×30MW水轮发电机组，通过两回110kV 输电线路上网，远动信号传输通过计算机监控系统远动通信工作站以网络104 规约方式与调度主站D5000 系统通信实现。该电厂远动遥测量数据有变送器采集和交流采样表采集两种方式，均接自电压互感器、电流互感器二次侧。变送器采集方式：变送器将互感器二次侧实时功率转换为4～20mA 电气量通过硬接点方式输出至计算机监控系统PLC 模拟量输入模块，上位机程序读取PLC 通信区后进行工程量换算成一次侧功率值，写入上位机实时数据库并显示；交流采样表采集方式：交流采样表将互感器二次侧实时功率进行模数转换计算处理后通过MODBUS RTU 协议以RS485 方式传送至通信控制器，再由通信控制器程序以网络方式写入到计算机监控系统PLC 通信变量区，上位机程序读取PLC 通信变量区后进行工程量换算写入上位机实时数据库并显示。变送器采集方式，硬接点、安装简单，可靠性高，但采集电压、电流、功率等电气量需安装不同的变送器；交流采样表采集方式，程序通信，一台交流采样表可集中采集同一对象的电压、电流、功率等不同的电气量，且具备统计功能，通过通信控制器读取数据后写入计算机监控系统PLC，可靠性略低。该电厂机组功率数据采用变送器采集方式，110kV 线路功率数据采用交流采样采集方式。两种采集方式工作流程，分别如图1-2所示。

1 远动遥测数据异常现象及原因分析

图1 变送器采集方式工作流程

图2 交流采样表采集方式工作流程

1.1 某日，该电厂110kV 开关站一次设备停电检修期间，工作人员开工作票对计算机监控系统开关站LCU 屏内设备进行停电清扫后，恢复LCU 屏内设备送电运行后，计算机监控系统和调度D5000 系统画面均分别显示该电厂110kV 线路遥测量有功无功功率实时值跳变为“-1100”，影响地区电网功率总加。经现场检查，发现通信控制器硬件故障，更换通信控制器后，数据恢复正常，故障排除。进一步分析功率实时值跳变为“-1100”原因，发现在恢复计算机监控LCU 供电、PLC 上电后，PLC 将通讯区初始化为0，导致上位机读取PLC 源码值后换算为110kV线路功率下量程值“-1100”。计算机监控系统PLC 源码转换为上位机实时值公式如下：

公式1：PLC 源码转换为上位机实时值

1.2 某日，该电厂一条110kV 线路遥测量有功功率、无功功率实时数据不刷新。经现场检查，交流采样表、监控系统PLC、上位机工作均正常，进一步检查发现通信控制器通信程序中断，重启通信控制器通信进程，数据恢复正常，故障排除。

1.3 某日，该电厂工作人员做1 号机组检修安全措施后，上位机显示机组无功功率遥测量为"-51.31Mvar"，接近下量程"-51.96var"。通过现场询问工作人员、查看PLC 程序后，发现做安全措施时，工作人员先断开功率变送器电源，导致变送器（输出参数：DC4-12-20mA/866Var）输出电流从12mA 下降至接近于4mA 时被PLC 记录。因PLC 源码量程为0～16000，PLC 程序判断输入小于100 的值不再更新，根据公式1 计算得PLC 源码100 对应上位机实时值为-51.31Mvar，在上位机操作员站手动将该遥测量实时值设置为"0"，故障排除。PLC 源码100 对应机组无功功率，计算如下：

式中：

PLC 源码过滤参数：100

PLC 源码量程：0～16000

工程上量程：51.96Mvar

工程下量程：-51.96Mvar

1.4 通过对上述前两起远动遥测数据异常事件分析发现，在采用交流采样表采集方式时，通信控制器软件或硬件故障，均会导致遥测数据异常；对比交流采样表采集方式、变送器采集方式工作流程也可发现，前者采集方式较后者采集方式在忽略变送器和交流采样表的可靠性差异的情况下，后者较前者增加了通信控制器，增加了复杂性，降低了可靠性。通过对第三起异常事件分析发现，做安全措施时先断开变送器电源，会发生负值遥测数据异常。

2 解决办法和应对措施

电厂远动遥测数据异常跳变传送至调度主站系统，严重影响电力调度工作人员对电网实时运行状况分析、判断，可能导致发生自动化考核电量事件。通过上述对该电厂三起远动遥测数据异常事件的原因分析，发现并提出以下解决办法和应对措施，提高远动遥测数据的可靠性，有效防止遥测数据异常跳变事件发生。

2.1 将全厂远动遥测数据采集方式全部统一采用变送器采集方式，减少采集处理环节。

2.2 根据该电厂设备参数，参照监控系统PLC 源码转换为上位机实时值公式，修改PLC 程序，进行不合理的负值过滤。以1 号机组进相深度不超过“-5Mvar”、裕度20%，即过滤小于-6Mvar 以下数据为例，无功功率PLC 源码过滤参数可通过“公式1”计算如下：

1 号机组PLC 程序修改前：

2.3 该电厂进行机组、110kV 升压站检修工作做安全措施，在完成一次设备安全措施后，监控系统LCU 柜停电操作时，应先断开PLC 电源、后断开变送器电源；拆除安全措施，监控系统LCU 柜送电操作时，应先合上变送器电源、后合上PLC 电源；检修工作开始前，闭锁相关遥测信号量；检修工作结束后，应解除相关遥测信号量闭锁状态。