李廣亮
(華東桐柏抽水蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司,浙江天臺(tái)317200)
桐柏上水庫(kù)電源丟失對(duì)機(jī)組影響的分析與處理
李廣亮
(華東桐柏抽水蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司,浙江天臺(tái)317200)
桐柏抽水蓄能電站上水庫(kù)設(shè)備電源主要為400 V交流電,通過上庫(kù)變引自廠用電1 0 kV。本文針對(duì)桐柏抽水蓄能電站上水庫(kù)電源丟失后,對(duì)機(jī)組在不同工況下的影響進(jìn)行分析,并提出相關(guān)處理措施。
上水庫(kù);電源丟失;機(jī)組啟停;分析;處理
桐柏抽水蓄能電站位于浙江省天臺(tái)縣,是一座日調(diào)節(jié)純抽水蓄能電站,共安裝4臺(tái)立軸單級(jí)混流可逆式水泵水輪機(jī)組,單機(jī)容量300 MW,總裝機(jī)容量為1 200 MW,自2006年底全部投入商業(yè)運(yùn)行以來(lái),在華東地區(qū)承擔(dān)調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相、緊急事故備用任務(wù)。輸水系統(tǒng)采用一洞二機(jī),共兩個(gè)輸水系統(tǒng),每個(gè)輸水系統(tǒng)有一個(gè)上庫(kù)閘門。上庫(kù)閘門啟閉機(jī)電源為交流電400 V,正常情況下通過啟閉機(jī)將閘門保持全開,經(jīng)上水庫(kù)公共設(shè)備現(xiàn)地控制單元(以下簡(jiǎn)稱LCU8)將信號(hào)反饋到上位機(jī),參與機(jī)組的啟??刂?,同時(shí)也通過LCU8接收來(lái)自上位機(jī)閘門動(dòng)作的命令。
根據(jù)新源發(fā)布典型事故分析案例,倘若桐柏抽水蓄能電站機(jī)組在運(yùn)行或停機(jī)備用時(shí),由于某種原因(電纜被老鼠咬斷或由于山火導(dǎo)致電纜燒斷等)導(dǎo)致上水庫(kù)電源突然全部丟失,分析機(jī)組將會(huì)受到哪些影響。
2.1.庫(kù)400 V的主要用戶
查看上庫(kù)400 V系統(tǒng)接線圖,可知上庫(kù)400 V重要用戶有:1、2號(hào)啟閉機(jī),空壓機(jī),1、2號(hào)溢洪道工作閘門啟閉機(jī)電源,上庫(kù)LCU柜電源,送上庫(kù)直流48 V充電裝置的兩路交流電源(負(fù)荷有:上庫(kù)設(shè)備現(xiàn)地控制盤I=50S+GA01,上庫(kù)水位測(cè)量柜=50S+HM01、=50S+HM02)。
2.2.庫(kù)400 V電源丟失對(duì)主要用戶造成的影響
由于上庫(kù)閘門的安全制動(dòng)裝置采用液壓失效保護(hù)盤式制動(dòng)器(用于閘門懸吊時(shí)的安全鎖定),采用彈簧制動(dòng),液壓釋放。而當(dāng)交流電源失去時(shí),液壓油泵無(wú)法啟動(dòng),致使沒有液壓可使安全制動(dòng)閘松閘,因此閘門不會(huì)墜落,仍保持正常全開狀態(tài),如果上位機(jī)有關(guān)閘門命令也無(wú)法執(zhí)行。溢洪道閘門因啟閉機(jī)電源消失無(wú)法開啟,仍保持全關(guān)狀態(tài)。而由于空壓機(jī)失電,在水位測(cè)量時(shí)不能正常開啟補(bǔ)氣,會(huì)使水位測(cè)量值不斷減小。
當(dāng)上庫(kù)剛失電時(shí),由于蓄電池的供電,使得上庫(kù)直流48 V的用戶短時(shí)能夠正常供電。
圖1.庫(kù)電源回路圖
如圖1,蓄電池可以使上庫(kù)LCU8 DI/DO采集模塊短時(shí)能夠正常供電。
由圖2、圖3可知,DI-2110模塊將上庫(kù)進(jìn)出水口閘門1(以1號(hào)閘門為例介紹,下同)全開位置信號(hào)經(jīng)I_PER硬布線轉(zhuǎn)化為IBP_IG1_OP信號(hào),作為上送LCU8邏輯判斷的一個(gè)中間量。
圖2.I-2110模塊信號(hào)圖
圖3.庫(kù)閘門硬布線輸入回路圖
如圖4,上庫(kù)信號(hào)作為機(jī)組啟停的條件有:
發(fā)電方向:在水位測(cè)量沒有低1跳閘和低2跳閘信號(hào)的同時(shí),1號(hào)進(jìn)出水口閘門打開時(shí)1、2號(hào)機(jī)發(fā)電預(yù)條件滿足,2號(hào)進(jìn)出水口閘門打開時(shí)3、4號(hào)機(jī)發(fā)電預(yù)條件滿足。
抽水方向:在水位測(cè)量沒有高1跳閘和高2跳閘信號(hào)且水位測(cè)量4個(gè)浮子沒有高信號(hào)的同時(shí),1號(hào)進(jìn)出水口閘門打開時(shí)1、2號(hào)機(jī)抽水預(yù)條件滿足,2號(hào)進(jìn)出水口閘門打開時(shí)3、4號(hào)機(jī)抽水預(yù)條件滿足。
圖4.組啟動(dòng)預(yù)條件邏輯圖
經(jīng)圖5、6,將上庫(kù)LCU8送來(lái)的上述信號(hào)送到機(jī)組LCU,作為判斷機(jī)組開機(jī)的條件。再將IBH_PC_GO_UR和IBH_STT_PC_PO_UR送到機(jī)組LCU的PRE_CON,作為機(jī)組各個(gè)工況轉(zhuǎn)換的預(yù)條件。
圖5.組啟動(dòng)預(yù)條件轉(zhuǎn)通訊量圖
圖6.組啟動(dòng)預(yù)條件通訊輸入圖
由此可知,失電后短時(shí)間內(nèi)機(jī)組可以正常使用,但隨著時(shí)間的推移,水位測(cè)量值減小到低1跳閘和低2跳閘會(huì)影響機(jī)組發(fā)電開機(jī),不影響抽水開機(jī)。但當(dāng)蓄電池電壓消失以后,直流48 V電完全消失,LCU8 DI/DO信號(hào)會(huì)全部丟失,而圖4中所說開機(jī)條件將不會(huì)滿足,機(jī)組將閉鎖開機(jī)。
若1、2號(hào)機(jī)組在運(yùn)行,上庫(kù)直流48 V電源消失,將導(dǎo)致1號(hào)閘門全開信號(hào)丟失,如圖7,若上庫(kù)1號(hào)閘門全開信號(hào)丟失,延時(shí)10 s,將會(huì)使1、2號(hào)機(jī)組機(jī)械事故停機(jī)。
圖7.組機(jī)械快速停機(jī)邏輯圖(上庫(kù))
綜上所述:
(1)當(dāng)上庫(kù)交流電源消失而48 V直流電源正常時(shí),若機(jī)組在運(yùn)行,不會(huì)跳機(jī);若機(jī)組在備用狀態(tài),在沒有出現(xiàn)上庫(kù)水位低1跳閘和低2跳閘信號(hào)前,不影響發(fā)電方向開機(jī),在水位測(cè)量沒有高1跳閘和高2跳閘信號(hào)且水位測(cè)量4個(gè)浮子沒有高信號(hào)時(shí),不會(huì)影響機(jī)組抽水方向開機(jī)。但出現(xiàn)緊急情況需關(guān)上庫(kù)進(jìn)出水口閘門時(shí),卻不能關(guān)閉,閘門會(huì)保持正常全開。
(2)當(dāng)上庫(kù)交流電源和48 V直流電源均消失時(shí),若機(jī)組在運(yùn)行,則會(huì)因?yàn)樯蠋?kù)閘門全開信號(hào)丟失而跳機(jī);若機(jī)組在備用狀態(tài),則會(huì)因?yàn)樯蠋?kù)閘門全開信號(hào)和水位測(cè)量信號(hào)丟失,致使機(jī)組開機(jī)預(yù)條件不滿足,機(jī)組發(fā)電和抽水方向均不能開機(jī)。同樣,出現(xiàn)緊急情況需關(guān)上庫(kù)進(jìn)出水口閘門時(shí),卻不能關(guān)閉。
抽水蓄能機(jī)組在電網(wǎng)調(diào)節(jié)中扮演重要角色,因此減少上庫(kù)電源丟失對(duì)機(jī)組造成的影響意義重大。經(jīng)過上述淺談,考慮到實(shí)際工作的可行性,提出幾點(diǎn)建議:
(1)加強(qiáng)對(duì)上庫(kù)電纜線的監(jiān)視,尤其是在高溫干燥的夏天,做好防止電纜線著火的準(zhǔn)備,并作好相應(yīng)的事故預(yù)想。
(2)盡管上庫(kù)交流電源消失的概率較小,但結(jié)合我廠歷年發(fā)生的事故,上庫(kù)直流電,尤其是LCU8的直流電源消失的概率還是較大的,上庫(kù)進(jìn)出水口閘門全開的信號(hào)消失仍會(huì)引起相應(yīng)機(jī)組事故停機(jī)或開機(jī)條件不滿足。對(duì)此,運(yùn)維人員已經(jīng)做出相應(yīng)異動(dòng)。
圖8.庫(kù)閘門全開位邏輯判斷圖
如圖8,在LCU8邏輯中用1號(hào)閘門開度與41.90 m比較后得出一個(gè)1號(hào)閘門全開量,與原來(lái)經(jīng)硬布線送DI模塊的1號(hào)閘門全開信號(hào)相或后,再送1、2號(hào)機(jī)作為閘門全開信號(hào)。這樣就避免了由于上庫(kù)直流48 V電源消失致使閘門全開信號(hào)丟失影響機(jī)組備用或運(yùn)行。但廠房或下庫(kù)其他設(shè)備是否存在類似問題,應(yīng)認(rèn)真檢查,防患未然。
(3)上庫(kù)LCU8 DI/DO采集模塊只有一路直流電源供電,是否可以考慮增加一路直流電源,增加可靠性。
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TV738
B
1672-5387(2017)09-0067-03
10.13599/j.cnki.11-5130.2017.09.023
2017-06-19
李廣亮(1989-),男,助理工程師,從事抽水蓄能電站設(shè)備運(yùn)維工作。