機組抽水調(diào)相時同期合閘失敗的原因分析及處理

李廣亮，王　昆

（1.華東桐柏抽水蓄能發(fā)電有限責任公司，浙江 天臺 317200；2.浙江浙能紹興濱海熱電有限責任公司，浙江 紹興 312300）

機組抽水調(diào)相時同期合閘失敗的原因分析及處理

李廣亮1，王昆2

（1.華東桐柏抽水蓄能發(fā)電有限責任公司，浙江 天臺 317200；2.浙江浙能紹興濱海熱電有限責任公司，浙江 紹興 312300）

抽水蓄能電站機組電動工況啟動時采用靜止變頻啟動裝置SFC（Static Frequency Converter）和機組背靠背拖動方式。本文針對華東桐柏抽水蓄能電站自投產(chǎn)以來多次出現(xiàn)的由SFC拖動或背靠背拖動機組抽水調(diào)相開機過程中，同期裝置發(fā)出合閘命令后機組開關(guān)未合閘造成開機失敗的原因進行了具體分析，以及對為便于上位機監(jiān)盤同期信號、事故情況分析和提高開機成功率，所做出的有關(guān)同期方面的異動情況進行說明。

抽水調(diào)相；同期合閘；分析

1　引言

桐柏抽水蓄能電站位于浙江省天臺縣，是一座日調(diào)節(jié)純抽水蓄能電站，共安裝4臺立軸單級混流可逆式水泵水輪機組，單機容量300MW，總裝機容量為1 200MW，自2006年底全部投入商業(yè)運行以來，在華東地區(qū)承擔調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相、緊急事故備用任務(wù)。機組正常運行情況下利用自動準同期裝置SYN3000合閘并網(wǎng)。當由SFC或背靠背拖動抽水調(diào)相時，轉(zhuǎn)速大于98%，同時機端電壓大于90%時啟動自動準同期裝置。機組合閘并網(wǎng)期間由自動準同期裝置發(fā)令調(diào)節(jié)機組頻率及電壓直至滿足合閘條件，然后發(fā)出合閘命令。機組開關(guān)同期合閘方式采用SYN3000同期裝置輸出合閘令+AI1304模塊同期檢查實現(xiàn)，兩者同時通過導(dǎo)通合閘回路，使得開關(guān)合閘線圈得電，從而控制開關(guān)操作機構(gòu)實現(xiàn)開關(guān)合閘。

2　異?，F(xiàn)象及分析與處理

桐柏電站自投產(chǎn)以來多次發(fā)生機組在SFC或背靠背拖動抽水調(diào)相開機時，同期裝置發(fā)出合閘命令，開關(guān)未合閘造成開機不成功事件，而后再次開機時基本上會并網(wǎng)成功。

2.1分析機組抽水調(diào)相時同期裝置發(fā)合閘令而開關(guān)未合的原因

如圖1所示，當同期裝置A0001判斷電壓（包括相位）和頻率滿足同期合閘條件，則其一副常開接點50和51閉合，從而使得繼電器K1010得電，發(fā)出機組開關(guān)合閘命令，再通過機組開關(guān)合閘回路（如圖2），控制GCB操作機構(gòu)從而實現(xiàn)機組開關(guān)合閘。而當同期裝置發(fā)出合閘命令，機組開關(guān)卻未合閘，究其原因大致如下：

2.1.1機組開關(guān)本身的原因

機組開關(guān)操作機構(gòu)存在問題，如彈簧儲能不好、合閘線圈損壞；或SF6氣壓低閉鎖合閘等。

2.1.2機組開關(guān)合閘回路不通的原因

由機組開關(guān)的合閘回路圖（圖2）可看出，機組開關(guān)合閘必須滿足的條件是：同期裝置發(fā)出合閘令（K1010三副接點同時導(dǎo)通）；機組處于發(fā)電機或電動機或拖動機模式；同期裝置準備好；AI-1304模塊檢查線路及機端電壓、頻率，檢測到合理范圍值時接通;無快速停機和緊急停機事故；保護方面沒有跳機組開關(guān)的信號；電制動刀位置在分。以上任一條件不滿足合閘回路將不會導(dǎo)通。

事實上經(jīng)現(xiàn)場檢測開關(guān)本身并無任何問題，那么問題就出在開關(guān)合閘回路上。從運行實際情況來看，機組在發(fā)電并網(wǎng)時也曾出現(xiàn)同期發(fā)出合閘令開關(guān)未合上的情況，這說明很可能確實存在SYN3000輸出合閘令與AI1304同期檢查模塊配合不一致的情況，但由于同期具備多次捕捉同期點的功能，在發(fā)電并網(wǎng)時即使第一次同期發(fā)出合閘令開關(guān)未合閘，但在第二次均會成功合閘，此種事例在實際運行中已多次出現(xiàn)。反觀抽水調(diào)相并網(wǎng)由于同期發(fā)出合閘令的同時會去復(fù)歸SFC導(dǎo)致電動機拖動力喪失，導(dǎo)致同期不可能再次出現(xiàn)同期點，也就造成了開機不成功。

2.2問題處理

針對此類開機不成功事件，也同時為便于上位機監(jiān)盤同期信號、事故情況分析和提高開機成功率，運維人員做出如下有關(guān)同期方面的異動：

2.2.1關(guān)于增加機組回路監(jiān)視點的異動

由于廠家設(shè)計時，沒有將機組同期啟動回路、調(diào)節(jié)回路、合閘出口回路等相關(guān)信號上送到LCU及上位機，對運行監(jiān)視和故障判斷帶來很大的不便。2009 年5月，對4臺機組的LCU采集回路進行異動，將同期裝置投入繼電器、頻率電壓調(diào)節(jié)繼電器、合閘回路監(jiān)視繼電器等7個信號分別送入機組LCU，這樣有利于出現(xiàn)類似故障時根據(jù)事件表來分析故障點。大致異動如下：

（1）增加K1010A監(jiān)視繼電器（圖1），并用一副接點將信號送上位機，顯示為“*號機同期裝置輸出合閘命令（K1010）”

（2）增加了K1003A、K1004A兩個監(jiān)視繼電器，并分別用一副接點將信號送上位機，顯示信號為“*號機同期回路頻率增（GCBOFF）”、“*號機同期回路頻率減（GCBOFF）”

分別用GA02盤柜內(nèi)的K1001、K1002兩個繼電器的一副接點，將信號送上位機，顯示信號為“*號機同期回路電壓增（GCBOFF）”、“*號機同期回路電壓減（GCBOFF）”

用GA02-K1009的一副接點，并送上位機，顯示信號為“*號機裝置啟動（K1009）”

用GA02-K1013的一副接點，并送上位機，顯示信號為“*號機GCB合閘回路監(jiān)視繼電器（K1013）”

2.2.2關(guān)于增加AI1304同期條件滿足信號送上位機的異動

機組同期合閘硬布線回路中串入了機組AI1304模塊輸出的同期條件滿足接點，但是，該接點動作、返回均未送上位機事件列表顯示，因機組已發(fā)生多次同期裝置發(fā)出合閘令后機組開關(guān)未合閘的情況，為了便于分析原因，將機組AI1304模塊輸出的同期條件滿足信號送上位機事件列表，顯示為“*號機AI1304模塊同期條件滿足”。

2.2.3關(guān)于*號機有關(guān)交流采樣模塊AI1304同期檢

查接點回路異動

為了便于分析同期合閘回路中同期裝置與交流采樣模塊AI1304同期檢查接點之間的配合問題，同時為了提高背靠背和SFC啟動抽水調(diào)相機組同期合閘的成功率，對*號機有關(guān)交流采樣模塊AI1304同期檢查接點回路進行異動。

如圖3（方框標出）所示，在原有的機組有關(guān)交流采樣模塊AI1304同期檢查接點回路中串接一繼電器K0，其共有3副常開接點：11、14；21、24；31、34。其中一副接點11、14接入機組開關(guān)合閘回路（見圖2）；一副接點31、34接入DI模塊，將交流采樣模塊AI1304同期檢查接點送上位機，上位機顯示信號為“*號機AI1304模塊同期條件滿足”；一副接點21、24接入圖4（串接在K1010的43、44接點前），由圖1和圖4可以看出，異動前，機組抽水調(diào)相開機時，同期裝置發(fā)出合閘命令，K1010得電，常開接點43、44閉合，從而該回路導(dǎo)通，動作去跳拖動機GCB或跳SFC。異動后，除了K1010繼電器的43、44接點閉合外還需K0繼電器的21、24接點閉合，該回路才導(dǎo)通。也就是說在同期裝置發(fā)出合閘令且同時有同期檢查接點滿足信號時才會復(fù)歸拖動機或SFC。這樣就可以在同期裝置發(fā)出合閘令，開關(guān)未合后繼續(xù)捕捉同期點，從而大大提高了開關(guān)合閘的成功率。

3　結(jié)束語

抽水蓄能機組在電網(wǎng)調(diào)節(jié)中扮演重要角色，因此提高抽水調(diào)相開機成功率意義重大。經(jīng)過上述淺談，考慮到實際工作的可行性，提出幾點建議：

（1）巡檢應(yīng)認真仔細，對于機組開關(guān)的SF6壓力和操作機構(gòu)的彈簧儲能情況等出現(xiàn)問題時能夠及時發(fā)現(xiàn)，避免引起事故；

（2）建議編寫同期回路典型檢修作業(yè)指導(dǎo)書，建立定期維護制度，并縮短維護周期。

（3）建議適當延長同期裝置的運行時間周期，以便在機組開關(guān)未合時可以多次發(fā)合閘令，從而提高同期并網(wǎng)的成功率。

[1]陸佑楣，潘家崢.抽水蓄能電站[M].北京：水利電力出版社，1994.

[2]張春生，姜忠見.天荒坪抽水蓄能電站技術(shù)總結(jié)[M].北京：中國電力出版社，2007.

[3]孫建忠，劉鳳春.電機與拖動[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010.

[4]卓樂友，葉念國.微機型自動準同期同步裝置的設(shè)計和應(yīng)用[M].北京：中國電力出版社，2002.

李廣亮（1989-），男，助理工程師，從事抽水蓄能電站設(shè)備運行工作。

TV743

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1672-5387（2015）11-0048-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2015.11.017

2015-07-31