對(duì)國(guó)內(nèi)100MW及以下機(jī)組保護(hù)產(chǎn)品研發(fā)方向的探討和思考
0 引言 隨著國(guó)內(nèi)市場(chǎng)和產(chǎn)品的進(jìn)一步細(xì)分,我國(guó)的機(jī)組保護(hù)發(fā)展到今天,歸納起來(lái),主要經(jīng)歷了兩種意義上的市場(chǎng)細(xì)分。 一種是基于大小機(jī)組保護(hù)判據(jù)上的細(xì)分。這次細(xì)分幾乎是伴隨著機(jī)組保護(hù)的產(chǎn)生而產(chǎn)生的,它是由于100MW以上大機(jī)組和100MW及以下小機(jī)組本身不同的需求所決定的。隨著工程應(yīng)用數(shù)量的增多和保護(hù)經(jīng)驗(yàn)的不斷積累,該種意義上的細(xì)分也必將會(huì)變得越來(lái)越細(xì)微。 另一種是基于高低端市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)上的細(xì)分。這次細(xì)分是從最近兩年才開(kāi)始出現(xiàn)的,它是市場(chǎng)行為直接導(dǎo)致的結(jié)果。這次細(xì)分的直接表現(xiàn),就是大機(jī)組保護(hù)仍然被國(guó)內(nèi)幾家機(jī)組保護(hù)供應(yīng)商所壟斷,但是小機(jī)組保護(hù)市場(chǎng)卻有了更多廠家的介入。 伴隨著國(guó)內(nèi)機(jī)組保護(hù)領(lǐng)域的第二次細(xì)分,國(guó)內(nèi)機(jī)組保護(hù)行業(yè)尤其是小機(jī)組保護(hù)行業(yè),表現(xiàn)出了一定的混亂性和茫然性特點(diǎn)。在小機(jī)組保護(hù)領(lǐng)域所表現(xiàn)出來(lái)的這些新特點(diǎn)中,有一些是積極的,應(yīng)該繼續(xù)提倡的,但有一些卻是消極的,必須堅(jiān)決予以摒棄的。 1 第一次市場(chǎng)細(xì)分——基于大小機(jī)組保護(hù)判據(jù)上的細(xì)分 由于大小機(jī)組的主接線方式、各自所面對(duì)的運(yùn)行條件不盡相同,使得大小機(jī)組保護(hù)在一些保護(hù)判據(jù)的使用上也不盡相同。 這次細(xì)分的主要表現(xiàn)有: 1)大機(jī)組保護(hù)中需要的失步保護(hù)、過(guò)激磁保護(hù)、非全相保護(hù)、低頻累加、失靈啟動(dòng)、不完全縱差、裂相橫差、零序差動(dòng)、注入式定子接地保護(hù)等,對(duì)小機(jī)組而言,往往涉獵不多或考慮較少。 2)小機(jī)組擴(kuò)大單元接線的定子接地保護(hù),應(yīng)該強(qiáng)調(diào)保護(hù)的選擇性問(wèn)題。而大機(jī)組,根本不可能遇到這樣的主接線方式。 3)小機(jī)組發(fā)電機(jī)保護(hù)大多與變壓器保護(hù)分開(kāi)配置,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)發(fā)電機(jī)帶主變壓器、備用變壓器空載合閘的工況,這就需要發(fā)差保護(hù)考慮怎樣有效防止誤動(dòng)作的問(wèn)題。而該工況對(duì)大機(jī)組保護(hù)基本上也是不需要考慮的。 4)小機(jī)組保護(hù)有時(shí)主變壓器阻抗較小,對(duì)自并勵(lì)機(jī)組,該種情形下尚需對(duì)主高壓側(cè)配置帶有記憶功能的過(guò)流保護(hù)。否則,不帶記憶功能的常規(guī)復(fù)壓過(guò)流保護(hù)有可能拒動(dòng)作。 5)小機(jī)組保護(hù)有時(shí)受運(yùn)行方式影響,變壓器高壓側(cè)有時(shí)需配置電流閉鎖的過(guò)壓保護(hù)。如果仍然象大機(jī)組一樣采用電壓閉鎖的電流保護(hù),也有可能出現(xiàn)拒動(dòng)作情況。 我們有理由對(duì)該種意義上的細(xì)分進(jìn)行充分地鼓勵(lì),因?yàn)樵摲N意義上的細(xì)分,有利于機(jī)組保護(hù)事業(yè)的健康發(fā)展。 當(dāng)然,我們也有理由相信,隨著近幾年各生產(chǎn)廠家對(duì)小機(jī)組保護(hù)產(chǎn)品的越來(lái)越重視,隨著大小機(jī)組保護(hù)專(zhuān)業(yè)上的不斷細(xì)化和深入,大小機(jī)組保護(hù)產(chǎn)品在原理判據(jù)上的細(xì)分一定會(huì)越來(lái)越細(xì)微,也必定會(huì)越來(lái)越有針對(duì)性。 2 第二次市場(chǎng)細(xì)分——基于高低端市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)上的細(xì)分 在32位機(jī)保護(hù)裝置出現(xiàn)之前,國(guó)內(nèi)機(jī)組(包括大機(jī)組和小機(jī)組)保護(hù)市場(chǎng)被國(guó)內(nèi)兩三家企業(yè)獨(dú)占,屬壟斷性市場(chǎng)。 小機(jī)組保護(hù)產(chǎn)品和大機(jī)組保護(hù)產(chǎn)品只存在保護(hù)判據(jù)細(xì)分上的差異。 當(dāng)時(shí)的機(jī)組保護(hù)基本上都是采用主保護(hù)、后備保護(hù)分箱配置的方式來(lái)完成機(jī)組的保護(hù)功能。 小機(jī)組保護(hù)一直緊跟大機(jī)組保護(hù)的發(fā)展步伐,大小機(jī)組保護(hù)共享判據(jù)經(jīng)驗(yàn)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。 但是,這種局面的維持不是一成不變的。隨著32位機(jī)保護(hù)產(chǎn)品研發(fā)的開(kāi)始,第二次市場(chǎng)細(xì)分也就悄然地拉開(kāi)了帷幕。當(dāng)前,由于第二次市場(chǎng)細(xì)分所帶來(lái)的一些新特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面。 2.1 大機(jī)組保護(hù)產(chǎn)品全部采用雙主雙后雙套配置方式 針對(duì)大機(jī)組保護(hù)雙主雙后的配置需求,穩(wěn)穩(wěn)占據(jù)壟斷地位的國(guó)內(nèi)幾大廠家對(duì)發(fā)變組雙套配置保護(hù)進(jìn)行了全新的解讀,并迅速在大機(jī)組主后共用CT、主后共箱、每箱多CPU、兩箱互備的技術(shù)方案上達(dá)成了一致。 自此,一些新原理、新判據(jù)、新思路,甚至是新變革應(yīng)孕而生。大機(jī)組保護(hù)領(lǐng)域,表現(xiàn)出了蓬勃、快速的發(fā)展勢(shì)頭。 2.2 小機(jī)組保護(hù)產(chǎn)品開(kāi)始考慮綜合性功能的實(shí)現(xiàn) 與大機(jī)組保護(hù)市場(chǎng)依然被國(guó)內(nèi)幾家企業(yè)壟斷的局面相比,小機(jī)組保護(hù)就顯得熱鬧異常。 近兩年,隨著國(guó)內(nèi)機(jī)組保護(hù)領(lǐng)域高低端市場(chǎng)的進(jìn)一步細(xì)分,國(guó)內(nèi)電氣行業(yè)涉足機(jī)組保護(hù)領(lǐng)域低端市場(chǎng)的廠家逐漸增多。小機(jī)組保護(hù)產(chǎn)品越來(lái)越得到大家的重視和關(guān)注,許多原本不具備大機(jī)組保護(hù)的小機(jī)組保護(hù)設(shè)備供應(yīng)廠家也加入到了小機(jī)組保護(hù)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)行列。 面對(duì)著國(guó)內(nèi)低端小機(jī)組保護(hù)市場(chǎng)愈演愈烈的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境,小機(jī)組保護(hù)產(chǎn)品市場(chǎng)的價(jià)格大戰(zhàn)也就在所難免。剛剛進(jìn)入到這一市場(chǎng)的小機(jī)組保護(hù)供應(yīng)廠家,低價(jià)位是他們唯一的競(jìng)爭(zhēng)王牌,想法設(shè)法的降低產(chǎn)品造價(jià)往往成為大家的首要著眼點(diǎn)。 基于產(chǎn)品性價(jià)比考慮,當(dāng)前的小機(jī)組保護(hù)產(chǎn)品,在裝置硬件的搭建上幾乎都兼顧考慮到了機(jī)組的測(cè)量控制功能和操作回路功能。而這些功能,對(duì)當(dāng)前雙配置的大機(jī)組保護(hù)產(chǎn)品,是由另外的裝置實(shí)現(xiàn)的,根本不需要保護(hù)產(chǎn)品兼顧考慮。 也就是說(shuō),和大機(jī)組單純的保護(hù)功能相比,當(dāng)前的小機(jī)組保護(hù)基本上都采用了集保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量、控制、通信功能于一體的開(kāi)發(fā)模式。 2.3 混亂的小機(jī)組保護(hù)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)方式 在第二次市場(chǎng)細(xì)分中,國(guó)內(nèi)小機(jī)組保護(hù)產(chǎn)品的研發(fā)思路,主要表現(xiàn)為下列五種。 1)許繼電氣WFB811方式; 2)國(guó)電南自DGT801C方式; 3)南瑞繼保RCS-985R/985S方式; 4)傳統(tǒng)的主后兩箱配置方式; 5)主保護(hù)、后備保護(hù)、接地保護(hù)三箱配置方式。 許繼電氣WFB811方式與傳統(tǒng)的主后分箱方式相比,實(shí)際上是把主、后兩箱合并為了一個(gè)箱。主后兩套保護(hù)在一個(gè)箱內(nèi)共用一套電氣信息采集系統(tǒng)和一套人機(jī)接口,其它部分包括電源模塊、CPU模塊、開(kāi)入開(kāi)出模塊都是按一主一后兩套搭建,幾乎和主后分箱的配置思路沒(méi)有差別。 國(guó)電南自DGT801C方式,也是采用了兩套保護(hù)CPU,這兩套保護(hù)CPU正常時(shí)“與”門(mén)出口,一旦某CPU或某處硬件、軟件故障,或者自檢回路告警,該CPU即自行退出,而由另一正常CPU單獨(dú)運(yùn)行。兩套CPU均承擔(dān)主保護(hù)和后備保護(hù)功能,并具有各自的電源模塊、信息采集模塊和開(kāi)入開(kāi)出模塊。 南瑞繼保RCS-985R/985S方式,采用分箱配置模式,其分箱思路雖然并未完全按主后分箱思路進(jìn)行,而也借鑒了主后分箱思路,采用了相似保護(hù)功能分開(kāi)的分箱原理。一套機(jī)組采用兩箱配置,每箱均采用雙保護(hù) CPU(一單片機(jī)、一DSP)并行處理方式。 傳統(tǒng)的主后分箱方式,采用主保護(hù)、后備保護(hù)分箱配置的思路。每套保護(hù)設(shè)置一個(gè)CPU,一箱用于主保護(hù),一箱用于后備保護(hù)。 主保護(hù)、后備保護(hù)、接地保護(hù)三箱配置方式,是在傳統(tǒng)的主后分箱方式上的再發(fā)展,把接地保護(hù)單獨(dú)配置為一個(gè)箱。 后兩種實(shí)現(xiàn)方式,也是大部分廠家采用的方式。不具備大機(jī)組保護(hù)的小機(jī)組保護(hù)設(shè)備供應(yīng)廠家,其基于小機(jī)組保護(hù)產(chǎn)品的研發(fā)實(shí)現(xiàn),基本上都采用了后邊兩種較為傳統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式。 通過(guò)上述對(duì)小機(jī)組保護(hù)五種實(shí)現(xiàn)方式的初步分析,我們不難看出,相比于研發(fā)思路高度統(tǒng)一的大機(jī)組保護(hù)產(chǎn)品,當(dāng)前國(guó)內(nèi)的小機(jī)組保護(hù)產(chǎn)品種類(lèi)繁多,各小機(jī)組保護(hù)供應(yīng)廠家對(duì)小機(jī)組保護(hù)未來(lái)的發(fā)展也尚未達(dá)成統(tǒng)一的共識(shí),各自都是按著自己的判斷和理解在埋頭做事,這也直接導(dǎo)致了小機(jī)組保護(hù)產(chǎn)品研發(fā)思路上的諸多差異。這種差異,使得大小機(jī)組保護(hù)產(chǎn)品在研發(fā)思路、方案配置、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、生產(chǎn)調(diào)試等關(guān)鍵環(huán)節(jié)上,產(chǎn)生了更多的分歧。大小機(jī)組保護(hù)產(chǎn)品在一定程度上已經(jīng)表現(xiàn)出了漸行漸遠(yuǎn)的分化態(tài)勢(shì)。 3 對(duì)小機(jī)組保護(hù)產(chǎn)品采用雙主雙后雙套配置模式的探討 許繼電氣、國(guó)電南自和南瑞繼保,基于大機(jī)組保護(hù)思路所開(kāi)發(fā)出來(lái)的小機(jī)組保護(hù)產(chǎn)品雖然也在某種程度上進(jìn)行了諸多有益的探索和嘗試。但是,仍然沒(méi)有一套真正能夠滿足雙主雙后的雙套配置要求。 國(guó)電南自DGT801C產(chǎn)品,是氣質(zhì)上最接近雙主雙后配置思路的產(chǎn)品,但美中不足的是產(chǎn)品把雙主雙后全部放在了一個(gè)箱里,僅僅實(shí)現(xiàn)了單套配置,如果雙套配置,造價(jià)將難以承受。 南瑞繼保RCS-985R/985S,是硬件上最接近雙主雙后雙套配置的產(chǎn)品,但產(chǎn)品卻在軟硬件實(shí)現(xiàn)上僅僅完成了單主單后功能。 實(shí)際上,小機(jī)組保護(hù)完全可以仿照大機(jī)組保護(hù)的研發(fā)思路,搭建出造價(jià)較低的主后共箱、主后共用CT、每箱雙CPU、雙主雙后的配置產(chǎn)品。 從有利于保護(hù)發(fā)展的角度上看,主后共箱、雙主雙后的配置方式更有利于大小機(jī)組保護(hù)的齊頭并進(jìn)和共同發(fā)展。它不僅可以使小機(jī)組保護(hù)繼續(xù)保持與大機(jī)組保護(hù)的傳承作用和經(jīng)驗(yàn)共享,而且也有利于實(shí)現(xiàn)大小機(jī)組保護(hù)在設(shè)計(jì)等相關(guān)環(huán)節(jié)中的一致性問(wèn)題。 我們不能說(shuō)主后分箱模式或者類(lèi)似主后分箱的模式不好,但是,我們可以肯定地說(shuō),主后共箱、雙主雙后的配置方式更好,這種更好已經(jīng)在大機(jī)組保護(hù)產(chǎn)品的實(shí)踐中得到了充分的印證。 同時(shí),不容忽視的是,主后共箱、雙主雙后的雙套配置方式更有利于機(jī)組保護(hù)的進(jìn)步和發(fā)展。其有利因素主要表現(xiàn)在如下兩個(gè)方面。 3.1 有利于弱化后備保護(hù) 本元件主保護(hù)雙重化,本元件近后備的保護(hù)作用就有可能被弱化或者被調(diào)整;相鄰元件主保護(hù)雙重化,本元件的遠(yuǎn)后備保護(hù)作用就有可能會(huì)被弱化或者被調(diào)整。 比如,發(fā)電機(jī)相間主保護(hù)差動(dòng)保護(hù)雙重化配置后,其后備保護(hù)復(fù)壓過(guò)流保護(hù)對(duì)發(fā)電機(jī)的近后備保護(hù)作用就可以弱化,而只需強(qiáng)調(diào)其遠(yuǎn)后備保護(hù)功能(比如對(duì)主變的相間遠(yuǎn)后備保護(hù)功能)。如果變壓器相間主保護(hù)差動(dòng)保護(hù)雙重化配置,那么,發(fā)電機(jī)側(cè)所配置的對(duì)主變的遠(yuǎn)后備保護(hù)作用也將被弱化。 如果各廠家能打造出適合于小機(jī)組雙主雙后配置的產(chǎn)品平臺(tái),那么這種平臺(tái)就可以推廣到主變保護(hù)和110KV以下的線路保護(hù),小電廠保護(hù)配置就可以像大電廠那樣,全部實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)、主變、線路主保護(hù)的雙重化配置。 電廠中的全部元件都采用雙重化配置后,就會(huì)使得各自原有的后備保護(hù)作用(包括其近后備和遠(yuǎn)后備保護(hù)作用)面臨著被弱化或者被調(diào)整保護(hù)視角的可能。 這種對(duì)后備保護(hù)的弱化或者調(diào)整,雖然現(xiàn)在尚未變成現(xiàn)實(shí),但畢竟已經(jīng)具備了條件,極有可能導(dǎo)致后備保護(hù)原理判據(jù)、定值整定等一系列較為重大的變革。 3.2 有利于全部信息的共享 主后共箱、雙主雙后的配置方式,單獨(dú)一套保護(hù)裝置既包括了主保護(hù)又包括了后備保護(hù),主保護(hù)、后備保護(hù)共用一套信息采集系統(tǒng)。 這種共用采集系統(tǒng)的思路,使得機(jī)組保護(hù)可以采集到機(jī)組完整的電量、非電量信息,并為裝置內(nèi)的各種保護(hù)算法所共享。這種信息上的共享,再加上主后保護(hù)共箱后為主后保護(hù)間所創(chuàng)造的方便的聯(lián)系條件,將會(huì)極大地推進(jìn)新一輪保護(hù)判據(jù)的產(chǎn)生。 比如,當(dāng)前大機(jī)組主保護(hù)、后備保護(hù)由于共享了采集信息,出現(xiàn)了循環(huán)閉鎖方式的差動(dòng)保護(hù)判據(jù)。該保護(hù)判據(jù)就是在原有電流差動(dòng)保護(hù)判據(jù)中引入了電壓信息。 再比如,當(dāng)前大機(jī)組主保護(hù)、后備保護(hù)共箱后,轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)與橫差保護(hù)在配合的方式上已無(wú)需采用傳統(tǒng)的硬接點(diǎn)方式,而可以直接通過(guò)軟件邏輯方便實(shí)現(xiàn)。 4 結(jié)論 綜觀當(dāng)前各廠家紛繁不一的小機(jī)組保護(hù)產(chǎn)品,小機(jī)組保護(hù)所表現(xiàn)出來(lái)的與大機(jī)組保護(hù)漸行漸遠(yuǎn)的分化態(tài)勢(shì),已經(jīng)成為事實(shí)。 其實(shí),大小機(jī)組保護(hù)之間既有聯(lián)系又有不同,片面的強(qiáng)調(diào)相同和不同都是不可取的。 一方面,我們應(yīng)該積極倡導(dǎo)基于大小機(jī)組保護(hù)判據(jù)上的細(xì)分。 一方面,我們也要積極地對(duì)待小機(jī)組保護(hù)產(chǎn)品基于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)需要,對(duì)測(cè)控、操作回路、計(jì)量功能的兼顧實(shí)現(xiàn)。因?yàn)檫@些綜合性功能的實(shí)現(xiàn),有助于降低小機(jī)組配置上的造價(jià)。 另一方面,我們也要注意兼顧到大小機(jī)組保護(hù)產(chǎn)品之間的傳承關(guān)系,避免出現(xiàn)不該有的分歧,應(yīng)該盡可能多地共享經(jīng)驗(yàn)、相互借鑒、共同發(fā)展。面對(duì)大機(jī)組雙主雙后雙配置思路所帶來(lái)的全新變革,小機(jī)組保護(hù)在注重造價(jià)的前提下,應(yīng)該積極探索并奮起直追,避免出現(xiàn)與大機(jī)組保護(hù)產(chǎn)品徹底分道揚(yáng)鑣局面的發(fā)生。以便使小機(jī)組保護(hù)產(chǎn)品在研發(fā)思路、方案配置、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、生產(chǎn)調(diào)試等關(guān)鍵環(huán)節(jié)上,象過(guò)去一樣能夠與大機(jī)組保持一致,以促進(jìn)我國(guó)的大小機(jī)組保護(hù)產(chǎn)業(yè)更快、更好、更健康的發(fā)展。
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