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江苏华电戚墅堰发电有限公司
摘要：针对本公司#2燃机在机组启动过程中，MarkVI系统发生3次采集不到发电机无功4～20mA模拟量信号的现象，查找故障原因，分析原理及二次回路，提出改造方案，最终解决了MARK-VI系统无功采集信号信号采集不可靠的问题，为发电机组的安全稳定运行提供了必要的保障，为同类型机组提供参考。
关键词：查找故障 MarkVI系统 无功采集
一、引言
近年来，国内国外的经济形势不容乐观，发电形势日益严峻，电力企业也遭遇了前所未有的挑战。伴随着两台2台200MW煤机关停， 2台390MW 9F燃气机组、2台220MW 9E燃气供热机组投入运营，2台495MW F级的基建，公司正由传统的煤电机组向自动化程度较高的燃气机组转型。 目前公司2台390MW发电机组采用GE公司生产的S109FA型燃气机组，配套GE公司MarkVI控制系统及ABB公司DCS控制系统。其中#2燃机自投运以来， MarkVI系统共发生3次采集不到发电机无功4～20mA模拟量信号的现象，由于三次故障均发生在机组启动时，MarkVI调节励磁还处手动状态，故仅延缓机组启动，未有其他影响。但若机组在正常运行中发生类似故障，使得MarkVI无法采集无功或采集量偏小，则有可能导致MarkVI不断自动增加无功，直至过励告警或事故跳闸。
从安全生产角度出发，安全是重中之重，维护机组的安全稳定运行是企业生产的基础，机组非正常停运将给企业带来巨大的损失。虽然MarkVI系统目前采集不到发电机无功4～20mA模拟量信号的现象仅延缓机组启动，未有其他影响。但若机组在正常运行中发生类似故障，则有可能导致非正常停运。因此，解决这一问题刻不容缓。
二、查找故障原因
1、首先对MarkVI采集无功信号的数模转换装置96GG-1的输出回路进行测量，发现确实无4～20mA模拟量信号输出；
2、结合发电机的二次接线图纸，对现场接线进行了认真的核对、测试，并未发现二次接线有何错误；
3、对智能型变送器NEXUS 1250的输入电压、电流模拟量进行测试，并与其他组别的电流、电压进行比对，发现该回路的电压、电流正常；
4、从以上检查测试情况可以判定二次回路接线正确，故障部位应该是智能型变送器NEXUS 1250或数模转换装置96GG-1；
5、做好相应的安全措施后，先更换智能型变送器NEXUS 1250，并对其用软件进行校准；
6、更换NEXUS 1250后，测试数模转换装置96GG-1的无功输出回路仍无4～20mA模拟量信号输出；
7、最后更换96GG-1，测试无功输出有信号，且将MarkVI系统的无功与DCS系统的无功数据进行比较基本一致。
以上是第一次发现MarkVI系统采集不到发电机无功4～20mA模拟量信号的现象时查找故障的步骤。在以后两次出现相同故障的情况下也都最终发现是数模转换装置96GG-1损坏无输出，导致MarkVI系统采集不到发电机无功信号，由于该设备是GE公司固定设计与智能型变送器NEXUS 1250配套使用的装置，因此考虑原设计配套使用设备的完整性，决定采取其他措施对该回路进行技改，解决无功采集信号问题。
三、分析研究，提出改造方案
公司燃气机组励磁调节一般采用恒无功运行方式，通过采集发电机出口侧CT及PT二次信号，经智能型功率变送器（NEXUS 1250 GE配套）转换成数字信号，再经数模转换装置（96GG-1）转换成4～20mA模拟量信号送至MarkVI，MarkVI系统根据设定无功值及模拟量反馈信号（-160Mvar～270Mvar之间有效），经控制逻辑自动调节无功功率。
MarkVI控制逻辑图示意图如下：
图1：燃机MarkVI控制逻辑图
从以上的控制逻辑示意图可以看出，MarkVI系统无功的采集只有一组信号，即通过智能型功率变送器NEXUS 1250和数模转换装置96GG-1输出4～20mA模拟量信号，而有功功率的信号采集有两组，除与无功相同的装置输出一组有功信号外，另外增加一只变送器96GW-1输出发电机的有功信号，两个信号取大值进行控制。且变送器96GW-1的电压与NEXUS 1250的电压取自不同的电压回路，NEXUS 1250输入的是发电机出口侧PT的二次电压，而96GW-1输入的是主变低压侧PT的二次电压，这样既可以解决变送器故障无信号输出的问题，也可以解决因为某组电压PT二次回路断线的问题，确保了有功功率信号输出的正确可靠性。要想获得准确可靠的无功功率信号，也应采用与有功信号相同的控制逻辑，因此技改的方案就是在发电机出口侧加装无功功率变送器96GG-2。电流回路与智能型功率变送器NEXUS 1250、有功率变送器96GW-1串联，电压回路与96GW-1并联，这样也使加装的无功变送器与智能型功率变送器NEXUS 1250取不同组别的电压。加装的无功功率变送器96GG-2将发电机无功功率转换成4～20mA模拟量输出信号，并与数模转换装置（96GG-1）转换成的4～20mA模拟量信号一起送至MarkVI。MarkVI将采集的两组模拟量信号取大后再用于励磁调节。
四、方案实施及相关试验
1、在机组停电检修期间，完成了发电机出口无功功率变送器的加装工作。
2、通电测试工作。
变送器加装工作完成后，我们对该逻辑控制回路进行了通电测试。
智能型功率变送器NEXUS 1250为三相四线制变送器，96GG-2为三相三线制变送器，对应的一、二功率参数为：
二次功率： 0-438.8Var
一次功率：0-300MVar 1）对新加装的变送器96GG-2在功率因数为1的条件下通以适当的电流、电压，而智能型功率变送器NEXUS 1250不通电，此时在MarkVI逻辑控制画面上数据如下：
电压（V） 100 100
电流（A） 2.532 1.266
二次功率（Var） 438.6 219.3
MarkVI采样I（MVar） 0 0
MarkVI采样II（MVar） 301.2 150.6
MarkVI逻辑取大后
画面显示无功（MVar） 301.2 150.6
2）对智能型功率变送器NEXUS 1250在功率因数为1的条件下通以适当的电流、电压，而新加装的变送器96GG-2不通电，此时在MarkVI逻辑控制画面上数据如下：
电压（V） 100 100
电流（A） 2.532 1.266
二次功率（Var） 438.6 219.3
MarkVI采样I（MVar） 300.7 150.2
MarkVI采样II（MVar） 0 0
MarkVI逻辑取大后
画面显示无功（MVar） 300.7 150.2
3）对智能型功率变送器NEXUS 1250和新加装的变送器96GG-2在功率因数为1的条件下通以相同的电流、96GG-2通以正常的三相对称电压，而NEXUS 1250的A相不通电压，此时在MarkVI逻辑控制画面上数据如下：
电压（V） 100 100
电流（A） 2.532 1.266
二次功率（Var） 438.6 219.3
MarkVI采样I（MVar） 200.3 100.1
MarkVI采样II（MVar） 301.3 150.6
MarkVI逻辑取大后
画面显示无功（MVar） 301.3 150.6
4）对智能型功率变送器NEXUS 1250和新加装的变送器96GG-2通以相同的电流、NEXUS 1250通以正常的三相对称电压，而96GG-20的A相不通电压，此时在MarkVI逻辑控制画面上数据如下：
电压（V） 100 100
电流（A） 2.532 1.266
二次功率（Var） 438.6 219.3
MarkVI采样I（MVar） 300.8 150.4
MarkVI采样II（MVar） 150.7 75.3
MarkVI逻辑取大后
画面显示无功（MVar） 300.8 150.4
从以上测试的各组数据可以说明，变送器的加装二次接线正确，逻辑控制回路亦正确无误，MarkVI控制系统每次均能取两组无功数据的较大值显示在发电机无功点上，参与励磁的自动调节。
在机组投运后，我们又读取了一组实际运行中发电机参与MarkVI控制调解励磁的无功数据如下：
电压（V） 98.9
电流（A） 3.178
二次功率（Var） 106.9
MarkVI采样I（MVar） 73.1
MarkVI采样II（MVar） 73.3
MarkVI逻辑取大后
画面显示无功（MVar） 73.3
从实际运行的数据，又更清楚的看到，即使发电机的无功数据只有较小的差别，经技改后的MarkVI控制系统仍能正确无误的选择无功较大值参与自动励磁调节。
五、结论
经改造后，提高了MarkVI控制系统采集发电机无功数据正确性、可靠性，从而可以及时正确地进行控制调节，并且未再发生因MarkVI系统采集不到发电机无功模拟量信号而延缓机组启动或正常运行的情况。
通过本次技改工作，使我们认识到电测仪表专业工作对于电力系统监控的作用是不容忽视的，电测仪表准确性、可靠性直接影响监控装置、监控人员的判断正确与否。电测仪表专业的工作人员必须有认真的态度、专业的精神，工作中不断地学习新知识、新技术，才能更好地适应电力生产日益发展的需要。
作者简介：
王建军 （ 1975-），男，电气工程师，高级技师，长期从事燃机发电厂二次设备检修维护工作，近年主要从事燃气机组设备安装、调试、检修、改造、管理工作。
摘要：针对本公司#2燃机在机组启动过程中，MarkVI系统发生3次采集不到发电机无功4～20mA模拟量信号的现象，查找故障原因，分析原理及二次回路，提出改造方案，最终解决了MARK-VI系统无功采集信号信号采集不可靠的问题，为发电机组的安全稳定运行提供了必要的保障，为同类型机组提供参考。
关键词：查找故障 MarkVI系统 无功采集
一、引言
近年来，国内国外的经济形势不容乐观，发电形势日益严峻，电力企业也遭遇了前所未有的挑战。伴随着两台2台200MW煤机关停， 2台390MW 9F燃气机组、2台220MW 9E燃气供热机组投入运营，2台495MW F级的基建，公司正由传统的煤电机组向自动化程度较高的燃气机组转型。 目前公司2台390MW发电机组采用GE公司生产的S109FA型燃气机组，配套GE公司MarkVI控制系统及ABB公司DCS控制系统。其中#2燃机自投运以来， MarkVI系统共发生3次采集不到发电机无功4～20mA模拟量信号的现象，由于三次故障均发生在机组启动时，MarkVI调节励磁还处手动状态，故仅延缓机组启动，未有其他影响。但若机组在正常运行中发生类似故障，使得MarkVI无法采集无功或采集量偏小，则有可能导致MarkVI不断自动增加无功，直至过励告警或事故跳闸。
从安全生产角度出发，安全是重中之重，维护机组的安全稳定运行是企业生产的基础，机组非正常停运将给企业带来巨大的损失。虽然MarkVI系统目前采集不到发电机无功4～20mA模拟量信号的现象仅延缓机组启动，未有其他影响。但若机组在正常运行中发生类似故障，则有可能导致非正常停运。因此，解决这一问题刻不容缓。
二、查找故障原因
1、首先对MarkVI采集无功信号的数模转换装置96GG-1的输出回路进行测量，发现确实无4～20mA模拟量信号输出；
2、结合发电机的二次接线图纸，对现场接线进行了认真的核对、测试，并未发现二次接线有何错误；
3、对智能型变送器NEXUS 1250的输入电压、电流模拟量进行测试，并与其他组别的电流、电压进行比对，发现该回路的电压、电流正常；
4、从以上检查测试情况可以判定二次回路接线正确，故障部位应该是智能型变送器NEXUS 1250或数模转换装置96GG-1；
5、做好相应的安全措施后，先更换智能型变送器NEXUS 1250，并对其用软件进行校准；
6、更换NEXUS 1250后，测试数模转换装置96GG-1的无功输出回路仍无4～20mA模拟量信号输出；
7、最后更换96GG-1，测试无功输出有信号，且将MarkVI系统的无功与DCS系统的无功数据进行比较基本一致。
以上是第一次发现MarkVI系统采集不到发电机无功4～20mA模拟量信号的现象时查找故障的步骤。在以后两次出现相同故障的情况下也都最终发现是数模转换装置96GG-1损坏无输出，导致MarkVI系统采集不到发电机无功信号，由于该设备是GE公司固定设计与智能型变送器NEXUS 1250配套使用的装置，因此考虑原设计配套使用设备的完整性，决定采取其他措施对该回路进行技改，解决无功采集信号问题。
三、分析研究，提出改造方案
公司燃气机组励磁调节一般采用恒无功运行方式，通过采集发电机出口侧CT及PT二次信号，经智能型功率变送器（NEXUS 1250 GE配套）转换成数字信号，再经数模转换装置（96GG-1）转换成4～20mA模拟量信号送至MarkVI，MarkVI系统根据设定无功值及模拟量反馈信号（-160Mvar～270Mvar之间有效），经控制逻辑自动调节无功功率。
MarkVI控制逻辑图示意图如下：
图1：燃机MarkVI控制逻辑图
从以上的控制逻辑示意图可以看出，MarkVI系统无功的采集只有一组信号，即通过智能型功率变送器NEXUS 1250和数模转换装置96GG-1输出4～20mA模拟量信号，而有功功率的信号采集有两组，除与无功相同的装置输出一组有功信号外，另外增加一只变送器96GW-1输出发电机的有功信号，两个信号取大值进行控制。且变送器96GW-1的电压与NEXUS 1250的电压取自不同的电压回路，NEXUS 1250输入的是发电机出口侧PT的二次电压，而96GW-1输入的是主变低压侧PT的二次电压，这样既可以解决变送器故障无信号输出的问题，也可以解决因为某组电压PT二次回路断线的问题，确保了有功功率信号输出的正确可靠性。要想获得准确可靠的无功功率信号，也应采用与有功信号相同的控制逻辑，因此技改的方案就是在发电机出口侧加装无功功率变送器96GG-2。电流回路与智能型功率变送器NEXUS 1250、有功率变送器96GW-1串联，电压回路与96GW-1并联，这样也使加装的无功变送器与智能型功率变送器NEXUS 1250取不同组别的电压。加装的无功功率变送器96GG-2将发电机无功功率转换成4～20mA模拟量输出信号，并与数模转换装置（96GG-1）转换成的4～20mA模拟量信号一起送至MarkVI。MarkVI将采集的两组模拟量信号取大后再用于励磁调节。
四、方案实施及相关试验
1、在机组停电检修期间，完成了发电机出口无功功率变送器的加装工作。
2、通电测试工作。
变送器加装工作完成后，我们对该逻辑控制回路进行了通电测试。
智能型功率变送器NEXUS 1250为三相四线制变送器，96GG-2为三相三线制变送器，对应的一、二功率参数为：
二次功率： 0-438.8Var
一次功率：0-300MVar 1）对新加装的变送器96GG-2在功率因数为1的条件下通以适当的电流、电压，而智能型功率变送器NEXUS 1250不通电，此时在MarkVI逻辑控制画面上数据如下：
电压（V） 100 100
电流（A） 2.532 1.266
二次功率（Var） 438.6 219.3
MarkVI采样I（MVar） 0 0
MarkVI采样II（MVar） 301.2 150.6
MarkVI逻辑取大后
画面显示无功（MVar） 301.2 150.6
2）对智能型功率变送器NEXUS 1250在功率因数为1的条件下通以适当的电流、电压，而新加装的变送器96GG-2不通电，此时在MarkVI逻辑控制画面上数据如下：
电压（V） 100 100
电流（A） 2.532 1.266
二次功率（Var） 438.6 219.3
MarkVI采样I（MVar） 300.7 150.2
MarkVI采样II（MVar） 0 0
MarkVI逻辑取大后
画面显示无功（MVar） 300.7 150.2
3）对智能型功率变送器NEXUS 1250和新加装的变送器96GG-2在功率因数为1的条件下通以相同的电流、96GG-2通以正常的三相对称电压，而NEXUS 1250的A相不通电压，此时在MarkVI逻辑控制画面上数据如下：
电压（V） 100 100
电流（A） 2.532 1.266
二次功率（Var） 438.6 219.3
MarkVI采样I（MVar） 200.3 100.1
MarkVI采样II（MVar） 301.3 150.6
MarkVI逻辑取大后
画面显示无功（MVar） 301.3 150.6
4）对智能型功率变送器NEXUS 1250和新加装的变送器96GG-2通以相同的电流、NEXUS 1250通以正常的三相对称电压，而96GG-20的A相不通电压，此时在MarkVI逻辑控制画面上数据如下：
电压（V） 100 100
电流（A） 2.532 1.266
二次功率（Var） 438.6 219.3
MarkVI采样I（MVar） 300.8 150.4
MarkVI采样II（MVar） 150.7 75.3
MarkVI逻辑取大后
画面显示无功（MVar） 300.8 150.4
从以上测试的各组数据可以说明，变送器的加装二次接线正确，逻辑控制回路亦正确无误，MarkVI控制系统每次均能取两组无功数据的较大值显示在发电机无功点上，参与励磁的自动调节。
在机组投运后，我们又读取了一组实际运行中发电机参与MarkVI控制调解励磁的无功数据如下：
电压（V） 98.9
电流（A） 3.178
二次功率（Var） 106.9
MarkVI采样I（MVar） 73.1
MarkVI采样II（MVar） 73.3
MarkVI逻辑取大后
画面显示无功（MVar） 73.3
从实际运行的数据，又更清楚的看到，即使发电机的无功数据只有较小的差别，经技改后的MarkVI控制系统仍能正确无误的选择无功较大值参与自动励磁调节。
五、结论
经改造后，提高了MarkVI控制系统采集发电机无功数据正确性、可靠性，从而可以及时正确地进行控制调节，并且未再发生因MarkVI系统采集不到发电机无功模拟量信号而延缓机组启动或正常运行的情况。
通过本次技改工作，使我们认识到电测仪表专业工作对于电力系统监控的作用是不容忽视的，电测仪表准确性、可靠性直接影响监控装置、监控人员的判断正确与否。电测仪表专业的工作人员必须有认真的态度、专业的精神，工作中不断地学习新知识、新技术，才能更好地适应电力生产日益发展的需要。
作者简介：
王建军 （ 1975-），男，电气工程师，高级技师，长期从事燃机发电厂二次设备检修维护工作，近年主要从事燃气机组设备安装、调试、检修、改造、管理工作。