发电厂电测计量回路技术探讨
一．前言
科学技术的发展，自动化水平的提高，计算机监控系统、综合保护、综合表计等微机电子设备在新建电厂的普及，发电厂电测计量回路设备，基本淘汰电磁机械式的测量表计，形成了以计费系统、DCS分散控制系统、ECS厂用电监控系统、NCS变电站电气监控系统、综合保护、多功能综合表计等组成的电气测量计量系统。由于设计过程中对计量电测回路考虑不周，加之发电厂庞大的厂用系统，设备型号众多，功能性能参差不齐，发电厂电气测量计量精度和可靠性难以保证，对运行监控和厂用电经济分析不便。本文根据扬州二电厂电测计量回路的具体问题提出自己的探讨观点。
二．关口计量回路：
发电厂关口点一般为所有出线线路和启备变高压侧，双母线主接线的发电厂，线路计量电压取自线路电压互感器二次侧计量绕组（0.2级）直接接入电能表，启备变计量电压取自高压母线电压互感器二次侧计量绕组（0.2级），经启备变保护电压切换装置接入电能表。两段母线电压回路设有专门的母线并列装置，在某一段母线电压互感器退出运行时，将电压二次回路并列，满足保护、测量及计量回路采集电压需要。
关口计量表计分两面屏柜安装布置，启备变电能表安装在1号机组继保室内1号机电度表屏上，出线线路电能表安装在网控室线路电能表屏上。电能量远方终端安装在网控室线路电能表屏上，厂内计费小主站安装在1号机组继保室桌面布置。
存在问题和改进方案：
1.启备变关口电能表和线路关口电能表由电力计量部门定期检验维护，启备变关口电能表同1号机组电能表在同一屏内布置。正常情况下电力计量部门要对整面屏柜进行铅封，当机组检修时要经电力计量部门许可才能开展工作，且日常不能巡视检查机组表计回路，对厂内的检修维护造成不便。建议将启备变、线路关口电能表共同组屏安装与网控室，可以方便厂内的检修维护，也防止启备变关口电能表定期维护时误碰机组计量设备。
2. 启备变计量电压回路经启备变保护电压切换装置接入电能表。一方面增加了电缆线路的长度，增加了回路压降和回路故障几率，另一方面计量电压回路经过启备变保护屏顶小母线，启备变保护电压切换装置，把计量回路和保护回路置于同一装置之中，保护装置检修时将直接影响计量回路，保护专业的设备检修试验考虑专业接线划分，只注重于保护的相关回路试验传动，仪表专业对保护回路相关知识理解相对薄弱，在检修过程中为计量回路的完整性、安全性留下隐患，将直接影响安全运行，甚至经济效益。建议对于关口计量电压回路在电能表屏柜安装计量专用的电压切换装置，减小回路电缆的长度，减小回路压降和回路故障几率，计量回路简单明了也利于专业维护和管理。
3.电能量远方终端用于接收电能表数据，通过电力调度数据网电厂端接口接入电力调度部门，为省公司电量自动结算和线损自动监测分析，提供实时准确的电量数据。目前电能表主副表双配置，传输方式具有计算机通信的网络接口(通过电力调度数据网)和拨号通信接口两种途径，远方终端电能量处理器设备却单台配置，在设备故障时直接影响关口电能表数据传输。建议在电厂设计时配置两套不同厂家的远方终端电能量处理器，使用相同的参数设置，电能表的数据同时接入两套远方终端电能量处理器，一台工作，另一台备用，当一台发生故障时只需将网线和通信线插接在另一台备用的设备上。保证电能量计费主站系统采集关口电能表数据的准确性和可靠性。
4. 计费小主站是发电厂关口点、考核点电能计量的数据分析、存储、报表打印的工作站。具有对电能量终端处理器进行远方测试和诊断功能，当电能量处理器故障或通信失效时，终端可进行自动告警及打印记录，提醒运行人员进行维护。将小主站安装在继保室，虽然能保证数据分析、存储、报表打印的工作，但在计费系统发生故障时运行人员不能及时发现，延误处理缺陷的时间。建议计费小主站还是安装在集控室比较合适。
三．发电机系统电气测量
随着DCS分散控制系统在发电厂的普及，发电机系统的电气测量在DCS中实现，满足回路测量要使用大量的变送器，单台机组各种电气量变送器组一面屏，变送器4-20mA输出送至DCS供运行监视。
存在问题和改进方案：
设计时简化接线，屏柜内电流回路在变送器之间直接串接，运行中当其中一台变送器故障时无法短接电流回路更换变送器，必须将柜内该组电流回路的所有变送器短接，使该电流回路的电流、功率无法监视，DCS控制系统的部分逻辑无法实现，甚至相关系统误动作。回路的设计过程中，在保证回路简单可靠的同时，还要考虑故障检修维护的便利，应采用单台变送器电压、电流回路从端子排引接，保证各个变送器回路相对独立。再者电气二次回路、变送器和DCS属于不同的专业管理维护，保证测量回路的准确性，应从管理上明确DCS和电气回路的分工，检修时应对整个测量回路进行完整性的试验检查。
四．厂用系统计量测量
DCS分散控制系统、ECS厂用电监控系统、其他附属厂房程控系统的部分功能已替代传统的测量、计量回路。ECS厂用监控系统有庞大的硬件平台，辅以各间隔层的综合保护、综合表计、马达保护器等，组成厂用部分的电气测量计量系统。
存在问题和改进方案：
1.厂用6kV设备的电气测量、计量数据采集设备是综合保护中测控单元，380V系统电气测量、计量数据采集设备是马达保护器和综合表计。马达保护器和部分综合表计没有电能量计数功能，要想取得电能量需在监控系统中使用软件累积计算。况且现场使用的产品型号、生产厂家众多质量参差不齐，测量精度难以保证。
2. ECS厂用电监控系统和间隔层综合保护、马达保护器、综合表计用RC-485接口通过总线的方式进行数据传输，大量的厂用设备数据量很大，传输速度慢，容易造成监控系统运行不稳定和死机。加之厂ECS和DCS 之间的通信不稳定，经常造成数据中断，影响运行人员监控。
3.厂用电气监控系统和综合保护等电气设备选型，应认真进行方案论证，严格把关产品质量，保证技术方案成熟，生产工艺先进，运行稳定的产品在现场使用。有必要时对重要设备在开关柜安装电流电压变送器，DCS增加电气测量单元，保证运行监控数据的准确。对核算电能量的辅机在开关柜安装电能表，通过电能表4-20mA输出送至厂用监控系统，用于记录、分析、统计厂用电。
五．调度自动化设备的测量
远动RTU负责采集所在发电厂电力运行状态的模拟量和状态量，监视并向调度中心传送这些模拟量和状态量，执行调度中心发往所在发电厂或变电站的控制和调度命令。远动RTU在电力系统中的作用，它的稳定直接关系到电力系统的稳定，特别是在调度对电厂机组进行AVC控制和AGC控制投入的情况下。
存在问题和改进方案：
运动终端测量精度要求±0.2％，配置有足够的满足运动精度要求的模拟量和状态量输入单元。在设计时未采用运动终端的测量输入，用其他系统如变电站电气监控系统NCS通过通信方式转发模拟量和状态量的信息。往往变电站电气监控系统的测量精度没有远动RTU的精度要求高。运动终端信息测量的精度受转发系统的制约，当NCS故障或异常时还直接影响调度自动化信息传输，使发电企业来说面临调度部门的考核。
在系统设计时应考虑，调度自动化系统设备如远动RTU、AGC，应通过自己的变送器、开入板单独采集信号，既可以保证测量的精度，还可以保证系统的独立性，不受其他系统运行工况的影响。
六．结论
在发电厂电测计量回路设计时尽量保证电测计量回路的独立性和简洁性，选用技术成熟性能稳定的产品，设备安装布局利于检修和运行维护方便。
信息来源：中国大唐集团公司