【作者】 王宏远； 

      【机构】 长沙国通电力科技有限公司； 

      【摘要】 随着我国小水电的日益发展及改造升级,针对目前0.4KV低压机组自动化设备,我公司自行设计开发的一种实用性很强、高可靠性、高性价比的产品,它将断路器控制、隔离刀闸、互感器、水机顺控、机组测量、发电机保护、机组残压测速、同期回路、温度巡检及事故报警集成于一块屏内。适用于1000KW以下的水轮机组,其主要目的是为了满足低压水轮机组自动化程度及提高整个电站的安全及稳定性。 

      【关键词】 一体化； 测控； 流程； 智能； 

      【正文】摘自河南科技2015年18期，本网整理发布。

      1.核心部件介绍
      GTG-844数字式发电机保护测控装置可适用于1000KW及以下容量的单独运行发电机组的保护与监控。该装置采用最新的软件、硬件技术，软硬件均采用结构化，模块化设计，方便于该系统的后续升级及功能扩展，具有高度集成、可靠性高、操作简便、维护方便等功能。本装置内部还具备可编程逻辑功能，可以实现一键完成开/停机、并网、调节；还可通过可编程逻辑功能来修改顺控流程以实现不同客户对设备的不同控制功能。采用插件式结构，对装置的维护更加方便快捷。
      a.核心插件CPU插件由ARM型32位微处理器、32位DSP微处理器、RAM、A/D变换、FlashMemory、以太网端口、485端口、光端机（选配）及相关电路等构成。ARM型CPU为32位定点处理器，主频60MHz；DSP型CPU为32位浮点处理器，主频60MHz；A/D数据输入精度达16位。集成电路全部采用工业品或军品，使得装置有很高的稳定性和可靠性。
      b.智能插件1智能插件1主要包括8位智能单片机，开入开出驱动电路、CANBUS相关电路、跳闸出口、遥信信号、备用开入开出继电器等。

      c.智能插件2（电源模块）智能插件2主要包括电源模块及扩展开入开出部分。电源模块将外部提供的交、直流电源转换为保护装置工作所需电压，输出+5V、±9V和+24V。扩展开入开出部分包括8位智能单片机，CANBUS相关电路、开入遥信、开出继电器等。
      d.面板模块面板模块包括液晶、智能单片机、按键及驱动电路、信号灯指示电路等。
      2.智能一体化机组系统功能·输出断路器自动控制功能·各类电量、状态量和相关逻辑运算及机组顺控功能·手自动励磁调节功能（增励、减励）·自动准周期并网功能、发电机保护功能·发电机电度测量功能（有功电度、无功电度）·现地数据监视和操作控制功能
      3.智能一体化机组系统配置整个系统包括万能断路器、隔离刀闸、电流互感器、出线母排等设备，发电机出口0.4KV出线直接接入屏内，经出口电流互感器接入万能断路器，经隔离刀闸到出线母排，接入屏内母线排输出。
      a.顺控功能配置各类状态量、电量采集和相关逻辑运算及机组顺控功能机组自动开、停及调节功能，事故急停自动控制，装置内设有固定机组开机流程，机组停机流程，紧急停机流程，负载调节功能，保证水轮发电机安全稳定运行并方便调节。
      b.手自动励磁功能(1)励磁调节器采用专用集成电路控制，提高性能的同时也提高了稳定性和可靠性。(2)采用数字电路给定，克服机械式电位器易磨损、易老化的缺点。(3)采用交直流混合采样技术，具有采样精度高、采样速度快、频率特性好等优点，确保良好的动态、静态调节品质。(4)具备电压跟踪功能，起励后自动将发电机电压从零递升至预置值或保证发电机机端电压与系统电压一致（发电机频率要控制在一定范围内）。(5)设置调差电路，调差率大小可通过面板上DIP开关设定。(6)给定电压采用数码显示，并用LED发光管直观显示控制电压的大小。(7)具备有手动停机灭磁（截止或逆变）功能。(8)具备过电压保护功能，过压时调节器输出无源接点用于保护跳闸。(9)具备PT断线保护功能。(10)设有工作电源、触发脉冲监视电路，直观地指示工作状态，故障时输出无源接点。
      c.同期并网及发电机保护功能GTG-844综合保护测控装置是专门针对小水轮发电机组而开发的测量、控制、同期、保护一体化装置，具有:(a)发电机各电量测量：测量发电机三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、频率等。(b)自动同期：有手动同期和自动同期两种方式，任意选择，保证发电机组能安全迅速同期并网。(c)过载保护：当发电机过载时，经延时（可整定）后，跳开断路器达到保护发电机的目的。(d)过电压保护：当出现过电压时，经延时（可整定）后，跳开断路器达到保护发电机的目的。(e)过频保护：当发电机频率过高时，经延时（可整定）后，跳开断路器达到保护发电机的目的。(f)当线路出现短路或过载保护失灵造成严重过载时，可通过断路器过流速断机构，跳开断路器达到保护的目的。(g)装置设有保护引入接点，当其他设备出现事故需要跳开断路器时，可从该接线端子输入跳闸信号。

       d.发电机电度测量功能上位计算机：可适配台式计算机系统，在中控室对电站进行检测控制，并可通过组建网络，实现多台多站集中控制。
      e.自动控制流程介绍开机流程:
      (1)开机准备条件：断路器在分位、机组无紧停状、无停机状、无转速95%、无开机状。(2)开机准备灯亮表示程序判定机组负荷开机条件，遥控或者按钮发开机令后，进入开机状态。（调速器故障、停机状、紧停状自动复归开机状）。(3)开机状态下，对于调速器为微机液压调速器型号会发开机令到调速器；对于调速器为手电调型号，如果在软压板内该项选择为1，则需要在定值内设置手电调输出脉宽，此方式下开机会直接驱动增速开出（开机令出口同样会开出）。(4)在转速达到95%时判断灭磁开关位置，如分位会进行合灭磁开关开出。（如果达到条件5S装置接受不到灭磁开关合位信息，程序将暂停，合灭磁出口不再开出）。(5)转速95%，灭磁开关合位，电压小于额定的85%，同时满足三项条件后进行自动起励，（如20S电压不能大于额定的85%，程序将暂停，起励出口不再开出）。(6)开机状态，电压大于85%、转速大于95%、同期开关自动位、断路器分位的情况下，同期程序启动，当以上未达到以上任意条件时，同期将退出。自动同期程序将根据电压频率的需求进行调速器励磁的控制。断路器合上后，开机过程结束，开机状态复位。
      停机流程:
      (1)根据现场情况在软压板内设置是否需要该项功能，如开通该功能后到定值设定里检查是否有与该项功能对应的参数，修改参数。(2)遥控或者按钮发停机令后，进入停机状态。(3)停机状态下，程序根据现场整定的软压板与定值进行停机。(4)如选择自动减负荷，程序将进行自动减负荷操作，达到设定条件后进行跳断路器操作。如未选择自动减负荷，请手动减负荷后再发停机令，此时直接跳断路器。(5)当断路器跳开后，程序判断断路器分位后，进行跳灭磁开关操作。(6)当断路器跳开后，程序判断断路器分位后，进行调速器停机。（手电调型号需手动控制关闭导叶）(7)如选择制动控制，在35%转速会进行投入制动器，5%时复归制动器（一般机组完全静止才会达到5%的条件）。(8)如选择蝶阀控制，必须同时选择刹车控制，当机组静止后将进行关闭蝶阀的操作。(9)当未选择制动控制与蝶阀控制时，停机状与紧停状在停调速器后将复位。当选择制动控制后，停机状与紧停状在刹车后复位，当选择蝶阀控制后，停机状与紧停状在关蝶阀后复位。正常停机程序完成后开机准备灯将点亮。
      紧停流程:
      (1)遥控或者按钮发紧停令后，进入紧停状态。(2)紧停状态直接跳断路器，跳灭磁，紧停调速器（同时有调速器停机令）。(3)接正常停机程序。
     本刊其他收录文章：窃电手段及反窃电措施研究（2015年18期 ）