张河湾电站机组故障录波装置升级改造

张河湾电站机组故障录波装置升级改造李倩;金清山;李国宾;王涛;张帆【摘要】主要介绍了张河湾电厂机组故障录波器改造的必要性，改造后的SHDFR_B型电力故障录波装置的优点以及在实际工作中的使用情况.【期刊名称】《水电站机电技术》【年(卷)，期】2018(041)012【总页数】3页(P32-33,41)【关键词】机组;故障录波装置;改造【作者】李倩;金清山津国宾;王涛;张帆【作者单位】河北张河湾蓄能发电有限责任公司，河北石家庄050300;河北张河湾蓄能发电有限责任公司，河北石家庄050300;河北张河湾蓄能发电有限责任公司，河北石家庄050300;河北张河湾蓄能发电有限责任公司，河北石家庄050300;河北张河湾蓄能发电有限责任公司，河北石家庄050300【正文语种】中文［中图分类】TV7431概述河北张河湾抽水蓄能电站位于河北省石家庄市井陉县境内，距石家庄市直线距离53km，公路里程77km，靠近负荷中心。电站装机容量为100万kW，安装4台25万kW单级混流可逆式水泵水轮发电机组，以一回500kV线路接入廉州500kV变电站。电站在电网中担负调峰、填谷、调频、调相和事故备用等任务。2机组故障录波装置改造的必要性发变组故障录波装置是在发电机和主变设备正常运行时对电气参数的数据进行采集，并能在电力系统发生故障或者振荡时自动记录波形的一种装置。故障录波装置可以记录故障前后电气参数变化的整个过程，同时还可以记录开关量的动作情况并对故障的类型、地点和时间做出提醒，为电厂后期进行事故分析和处理提供了有力的保障。通过装置的录波，可以快速找出发生故障的原因，制定方案消除故障；根据装置的报文，可以快速找出故障地点，缩小排查范围，为处理故障节省大量时间；通过故障录波装置，不仅可以检查出继电保护装置是否存在误动和拒动的情况，还能检查出二次回路接线是否正确；通过故障录波装置对开关量实际情况的记录，可以检测出在发生故障时各个断路器是否存在拒动的情况。因此，故障录波装置是提高电厂安全运行能力，缩短事故排查时间的一个不可缺少的重要装置。张河湾电站1~4号机组故障录波装置原型号为武汉中元华电的ZH-2B，共计4台故障录波装置，都是2007年4月出厂，已投入运行10多年，近年来，装置的故障率大幅增加，软件和硬件都无法保证可靠运行，而且无法满足国网公司对录波器的最新标准及要求，急需对设备进行升级改造。本次改造将原有中元华电电力故障录波测距装置升级为SHDFR_B型电力故障录波装置，故障录波装置改造后将大大减少运维工作量，提高设备安全运行稳定性。3SHDFR_B型电力故障录波装置的优点经过反复比较，电厂最终选择了深圳市双合电气有限公司生产的SHDFR_B型电力故障录波装置，该装置可以使用鼠标、键盘与USB存储设备，再配上大屏显示器，整套装置使用简便快捷。该产品采用嵌入式的硬件结构，采样时使用32位浮点DSP，通过嵌入式计算机对数据进行处理并没有使硬件和软件功能缩水，反而大大提高了装置的稳定性和可靠性，该装置由故障录波单元和录波管理机组成，录波单元采用了先进的Linux操作系统，这种操作系统的运行方式安全性高、可靠性强、使用更加的便捷，并且能避免被恶意病毒的攻击。SHDFR_B录波装置配置了模拟量和开关量，数量分别为32路和64路。也可以根据用户的需要将模拟量和开关量扩展至96路和192路，与原有的ZH-2B型故障录波装置相比多了16路模拟量，32路开关量。除此之外，与原有的武汉中元华电的ZH-2B故障录波装置相比，SHDFR_B录波装置还具有以下优点：3.1采用全嵌入式结构（1） 该故障录波装置采用了全嵌入式结构，如嵌入式硬件和软件平台，从而在很大程度上提高了系统的稳定性和可靠性。（2） 在设计初期经过统筹考虑，将各不相同的功能模块放置在一个机箱内，此种做法将装置功耗大大降低的同时，还对装置的抗干扰能力有了很大的提高。3.2多功能的波形查看功能（1） 可以对波形进行横向、纵向的缩小放大和复原功能。（2） 可以筛选各个通道的波形，并选择特定时间对选择的波形进行细节信号的比较。（3） 可以显示出每个通道的一次值和二次值。3.3功能强大的离线分析软件（1） 界面设计使用了通俗易懂的图形，并在Linux操作系统平台上运行，具有强大的在线帮助系统便于用户操作。（2） 此软件除了编辑和漫游的功能，还提供了较多的分析工具，例如对波形组合、比较、剪辑、添加标注等。（3） 可以对谐波、序量、矢量、频率、功率、过激磁、差流进行分析，阻抗图分析，并能对阻抗变化轨迹进行显示等功能。支持自动分析和手动高级分析故障数据并生成故障报告，故障报告中分析的结果清楚详细。3.4双端测距该装置采用双端测距算法，此算法可以完全消除故障过渡电阻、故障类型、接线方式等影响，大大提高了测距精度。3.5GPS高精度的同步对时该装置采用标准直流B码对时，误差小于等于±1ms。3.6特殊的数据记录格式当系统发生振荡后，使用传统的记录方式只能记录中期状态和系统动态过程数据的有效值。而本装置模拟量通道采用基波相量值的方式记录，通过此种记录方式，使分析功能更加丰富，如：不仅可以输出有效值、相位、有功和无功功率等信息；也可以对相量、序量进行分析等。3.7长时间记录故障前信息传统的故障录波方式对故障前的信息记录时间极短，而本装置在故障前增加了一段，因此可以通过基波相量值的方式，使其能长时间记录故障前的信息，对分析缓慢变换的发展性故障具有很大的帮助。3.8密码安全管理虽然系统应用在专用的网络环境中，但在实际运行中也可能通过磁盘介质等其他方式与外部网络互联。为了提高故障录波网络的安全性，采用了密码方式对装置进行安全管理。密码安全管理主要采用了3种方式，分别是管理员、操作员和浏览者，只有管理员才可以修改与下载装置中的相关信息。综上所述，SHDFR_B型电力故障录波装置具有分析能力更强、可靠性更高、运行速度更快、对时系统更先进、故障分析软件界面更友好等特点。4装置升级改造的实施确定使用深圳市双合电气有限公司生产的SHDFR_B型电力故障录波装置后，电厂组织专业技术人员编写详细的施工改造方案，将原屏柜以及原外部回路采集单元保留，拆除旧录波装置的录波单元、后台管理机及内部其他元件，安装全新的嵌入式机组故障录波装置。在此次改造过程中，应注意以下几点：改造前应将故障录波装置中的定值单进行打印，并做好保存。进行内部空开、模拟量、开关量、电压与电流接线时，应确保接线的准确性和牢固性；交流电流回路不允许开路，交流电压回路不允许短路；正负极端子间应用空端子或者隔片隔开。在通电之前应做好仔细的检查工作，在故障录波装置投入使用之前，应先使用万用表测量电源端的电压是否正常。本次项目实施从组织措施、技术措施、安全措施上保证了改造的顺利完成。经过紧张的安装与调试工作，机组故障录波装置具备投入运行条件，整个升级改造工作顺利完成。5故障录波装置投运后的效果张河湾电厂2号机组故障录波装置升级改造后，装置运行正常，以此次改造为基础，剩余的3台机组故障录波装置也会在检修时进行升级改造。升级改造的SHDFR_B型电力故障录波装置采用了新型的Linux窗口界面，操作更加简单，其可靠性和稳定性更高，数据处理能力相对于ZH-2B型的故障录波装置提高了好几倍，由此提高了电厂人员的学习效率。巡检人员每天通过平面板上的状态灯即可判断装置是否在正常工作。此次故障录波装置的改造，对于电厂及时处