大埔電站#3機(jī)組交直流轉(zhuǎn)換電源模塊故障引起#3機(jī)組跳閘分析及處理

歐斌超

摘 要：電源模塊是可以直接貼裝在印刷電路板上的電源供應(yīng)器，其特點(diǎn)是可為專用集成電路（ASIC）、數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）、微處理器、存儲(chǔ)器、現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）及其他數(shù)字或模擬負(fù)載提供供電。AC/DC變換是將交流變換為直流，其功率流向可以是雙向的，功率流由電源流向負(fù)載的稱為“整流”，功率流由負(fù)載返回電源的稱為“有源逆變”。交直流轉(zhuǎn)換電源模塊U0021的內(nèi)部元件短路后其上一級(jí)電源控制開關(guān)F0204未跳閘導(dǎo)致#3機(jī)組LCU2#屏電源開關(guān)2KQ11越級(jí)跳閘，進(jìn)一步使#3機(jī)組緊急停機(jī)按鈕回路接通，進(jìn)而監(jiān)控裝置發(fā)出緊急停機(jī)指令，#3機(jī)組緊急停機(jī)。對(duì)大埔電站交直流轉(zhuǎn)換電源模塊故障原因進(jìn)行分析及處理，從而提高發(fā)電機(jī)組現(xiàn)地控制單元（LCU）的安全性和可靠性。

關(guān)鍵詞：電源模塊；越級(jí)跳閘；緊急停機(jī)按鈕；瞬時(shí)脫扣整定電流

1.概述

大埔水電站位于位于廣西壯族自治區(qū)柳城縣境內(nèi)，是柳江綜合開發(fā)規(guī)劃中的一個(gè)梯級(jí)電站，位于柳江干流融江河段的柳城縣大埔鎮(zhèn)下游約2公里處，距柳州市區(qū)60公里，是一座具有發(fā)電、航運(yùn)、灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖等功能的水利水電工程。工程壩軸線長730米，屬于低水頭徑流式電站，電站總庫容5.25億立方米，正常蓄水位93米，最大壩高35.5米，裝機(jī)容量9萬千瓦，安裝3臺(tái)3萬千瓦由奧地利維奧水電技術(shù)公司生產(chǎn)的3臺(tái)燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組。

大埔水電站發(fā)電機(jī)電壓側(cè)接線：#1、#2機(jī)組采用發(fā)電機(jī)—變壓器擴(kuò)大單元接線；#3機(jī)組采用發(fā)電機(jī)—變壓器單元接線。發(fā)電機(jī)定子外殼和位于上游側(cè)的燈泡頭構(gòu)成密封燈泡體的發(fā)電機(jī)部分。定子用法蘭與水輪機(jī)管形座內(nèi)錐體連接。

2.故障現(xiàn)象

#3發(fā)電機(jī)調(diào)速器柜U03+GA03內(nèi)的交直流轉(zhuǎn)換電源模塊U0021故障導(dǎo)致監(jiān)控裝置發(fā)出緊急停機(jī)指令，#3機(jī)組緊急停機(jī)。

3.故障原因分析

3.1、#3發(fā)電機(jī)調(diào)速器柜U03+GA03內(nèi)的交直流轉(zhuǎn)換電源模塊U0021的內(nèi)部元件短路

3.2、交直流轉(zhuǎn)換電源模塊U0021的內(nèi)部元件短路后其上一級(jí)電源控制開關(guān)F0204未跳閘。

3.3、交直流轉(zhuǎn)換電源模塊U0021的內(nèi)部元件短路導(dǎo)致廠房中控室內(nèi)#2饋電柜No.5內(nèi)的#3機(jī)組LCU2#屏電源開關(guān)2KQ11越級(jí)跳閘。

3.4、#3機(jī)組LCU2#屏電源開關(guān)2KQ11跳閘導(dǎo)致直流電源失電，從而導(dǎo)致#3發(fā)電機(jī)輔機(jī)控制柜U03+GA01柜內(nèi)的直流控制電源開關(guān)F0002失電，進(jìn)一步導(dǎo)致#3發(fā)電機(jī)控制柜U03+GA02內(nèi)的繼電器K0046失電。

3.5、#3發(fā)電機(jī)控制柜U03+GA02內(nèi)的繼電器K0046失電導(dǎo)致其常閉接點(diǎn)11-12閉合，從而使#3機(jī)組緊急停機(jī)按鈕（Emergency push button）回路接通，進(jìn)而監(jiān)控裝置發(fā)出緊急停機(jī)指令，#3機(jī)組緊急停機(jī)。

4.故障處理

對(duì)48V直流系統(tǒng)中交直流轉(zhuǎn)換電源模塊U0021的上一級(jí)電源控制開關(guān)F0204以及#3機(jī)組LCU2#屏電源開關(guān)2KQ11分別對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)脫扣整定電流值進(jìn)行校驗(yàn)：

4.1設(shè)定通過電源控制開關(guān)F0204以及電源開關(guān)2KQ11串聯(lián)電路的電流值稍微大于電源控制開關(guān)F0204的瞬時(shí)脫扣整定電流值時(shí)，分別查看電源控制開關(guān)F0204以及電源開關(guān)2KQ11是否跳閘。如果電源控制開關(guān)F0204跳閘證明其正常，如果不跳閘證明其損壞，更換同型號(hào)的開關(guān)。由于電源開關(guān)2KQ11的瞬時(shí)脫扣整定電流值大于F0204的瞬時(shí)脫扣整定電流值，此時(shí)電源開關(guān)2KQ11應(yīng)該不跳閘。如果此時(shí)電源開關(guān)2KQ11跳閘證明其損壞，更換同型號(hào)的開關(guān)。

4.2設(shè)定通過電源控制開關(guān)F0204以及電源開關(guān)2KQ11串聯(lián)電路的電流值稍微大于電源控制開關(guān)F0204的瞬時(shí)脫扣整定電流值時(shí)，要求電源控制開關(guān)F0204跳閘，電源開關(guān)2KQ11不跳閘。

4.3合上電源控制開關(guān)F0204，設(shè)定通過電源控制開關(guān)F0204以及電源開關(guān)2KQ11串聯(lián)電路的電流值稍微大于電源開關(guān)2KQ11的瞬時(shí)脫扣整定電流值時(shí)，要求電源控制開關(guān)F0204與電源開關(guān)2KQ11均跳閘。

結(jié)語

交直流轉(zhuǎn)換電源模塊故障引起機(jī)組跳閘的這類問題在許多同行水電站同樣出現(xiàn)過。通過對(duì)48V直流系統(tǒng)中交直流轉(zhuǎn)換電源模塊U0021的上一級(jí)電源控制開關(guān)F0204以及#3機(jī)組LCU2#屏電源開關(guān)2KQ11對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)脫扣整定電流值進(jìn)行校驗(yàn)后更換對(duì)應(yīng)損壞的開關(guān)。從而實(shí)現(xiàn)當(dāng)交直流轉(zhuǎn)換電源模塊U0021出現(xiàn)內(nèi)部元件短路時(shí)其上一級(jí)電源控制開關(guān)F0204跳閘，而#3機(jī)組LCU2#屏電源開關(guān)2KQ11不跳閘。這樣48V直流系統(tǒng)中仍可以正常供電，避免出現(xiàn)#3發(fā)電機(jī)控制柜U03+GA02內(nèi)的繼電器K0046失電導(dǎo)致其常閉接點(diǎn)11-12閉合，從而使#3機(jī)組緊急停機(jī)按鈕（Emergency push button）回路接通，進(jìn)而監(jiān)控裝置發(fā)出緊急停機(jī)指令，#3機(jī)組緊急停機(jī)的情況。日常對(duì)機(jī)組交直流轉(zhuǎn)換電源模塊進(jìn)行定期檢查，通過檢查發(fā)現(xiàn)問題并且及時(shí)解決問題，從而提高發(fā)電機(jī)組現(xiàn)地控制單元（LCU）的安全性和可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1] 熊信銀.發(fā)電廠電氣部分[M].北京：中國電力出版社，2009.

[2] 齊占慶，王振臣.電氣控制技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

[3] 劉天琪，邱曉燕.電力系統(tǒng)分析理論[M].北京：科學(xué)出版社，2005.