蓄能電廠換相刀閘拒動(dòng)故障處理

王卓菲 侯桂欣 李珅

X摘 要：換相刀閘是抽水蓄能電站機(jī)組工況變換的重要設(shè)備，直接關(guān)系機(jī)組啟停的可靠性，通過對(duì)本次缺陷處理，為相關(guān)制邏輯設(shè)計(jì)提供參考，避免出現(xiàn)同類型漏洞。

關(guān)鍵詞：五極換相刀閘；軟件邏輯；拒動(dòng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.10.192

0 概述

十三陵蓄能電廠裝有4臺(tái)單機(jī)容量為200MW的混流可逆式水泵/水輪發(fā)電機(jī)機(jī)組，以220kV電壓等級(jí)接入京津唐電網(wǎng)，主要為電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻和緊急事故備用服務(wù)。該電廠采用發(fā)-變組單元接線方式，2組并列發(fā)-變組分別經(jīng)各自的斷路器、五級(jí)換相刀閘接于220kV母線，再經(jīng)陵昌一線、二線并入昌平變電站。

220kV封閉組合電器采用的是由ABB公司生產(chǎn)的成套GIS組合電氣開關(guān)設(shè)備，集成了主斷路器、隔離刀閘、接地刀閘以及CT、PT等電氣一次設(shè)備，其特點(diǎn)是集成度高、占地面積小。GIS的配套控制器負(fù)責(zé)完成GIS組合電氣設(shè)備主斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘等設(shè)備的分合任務(wù)，包括接收機(jī)組同期裝置的信息來完成機(jī)組的同期任務(wù)。抽水蓄能機(jī)組啟停頻繁，工況轉(zhuǎn)換頻繁。發(fā)電工況運(yùn)行時(shí)，機(jī)組相序與系統(tǒng)相序一致；抽水工況運(yùn)行時(shí)，通過GIS五極換相刀閘實(shí)現(xiàn)A、C相換相。1號(hào)機(jī)組A級(jí)檢修試驗(yàn)期間出現(xiàn)發(fā)電工況換相刀閘拒合的情形，影響機(jī)組正常啟動(dòng)。

1 故障處理

運(yùn)維人員現(xiàn)地檢查換相刀閘一次設(shè)備部分接線、機(jī)械接點(diǎn)、皮帶、行程開關(guān)、轉(zhuǎn)動(dòng)部件各部分無異常；檢查控制柜內(nèi)接線無松動(dòng)、元器件外觀無異常；查看REC670控制裝置無報(bào)警燈點(diǎn)亮，EVENT事件記錄無異常。遠(yuǎn)方自動(dòng)模式下，監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)次發(fā)電工況換相刀閘合、分閘操作，換相刀閘正常動(dòng)作，未發(fā)生拒動(dòng)情況。因此，對(duì)五極換相刀閘控制回路關(guān)鍵部位電壓值進(jìn)行錄波觀測，排查原因。

1.1 故障錄波設(shè)置

（1）使用日置8861錄波裝置對(duì)硬件回路關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測。五極換相刀閘發(fā)電工況正常為B、A、C三相順序動(dòng)作。對(duì)B相執(zhí)行回路合閘繼電器線圈、執(zhí)行繼電器線圈、控制器合閘令、執(zhí)行令開出信號(hào)進(jìn)行監(jiān)視。隔離刀閘合、分操作動(dòng)作十余次后，錄波發(fā)現(xiàn)B相控制器合閘令未發(fā)出，合閘繼電器線圈、執(zhí)行繼電器線圈未得電，大概率排除硬件回路方面故障，定位于控制器裝置內(nèi)部邏輯或開出模件。

（2）使用REC670裝置軟件邏輯模塊Disturbance report DRPRDRE內(nèi)部錄波通道，監(jiān)測B相刀閘控制邏輯中合分閘相關(guān)變量及閉鎖條件變量。將發(fā)電工況遠(yuǎn)方合閘令作為錄波觸發(fā)條件，錄波時(shí)長設(shè)置為2秒。

1.2 控制邏輯分析

1.2.1 閉鎖邏輯

影響刀閘閉鎖因素有本間隔閉鎖開出信號(hào)、其他間隔閉鎖輸入信號(hào)、刀閘實(shí)際位置信號(hào)及Bay允許信號(hào)，將信號(hào)加入監(jiān)測。

1.2.2 控制邏輯

遠(yuǎn)方合、分閘令經(jīng)過“與”、“或”邏輯直接送入刀閘控制器，允許刀閘動(dòng)作信號(hào)直接關(guān)系控制器合分閘令是否有輸出，均加入監(jiān)測。

1.3 控制邏輯錄波分析

換相刀閘再次出現(xiàn)拒動(dòng)情況，監(jiān)測變量狀態(tài)變化。

合閘令直接送入SCSWI，同時(shí)站間閉鎖邏輯運(yùn)行開出STATION_BLOCK，REC670裝置通過光耦接收到開入信號(hào)STATION_BLOCK_BI。此過程有約12毫秒的延遲。XOR模塊會(huì)有10ms的1開出（物理回路造成，無法避免）。SCILO模塊運(yùn)行周期為100ms。若在此10ms內(nèi)SCILO模塊周期刷新自己，將邏輯1采集到自身模塊，會(huì)在此100ms時(shí)間內(nèi)開出0（此時(shí)XOR已變?yōu)?，但SCILO模塊開出仍為1）。即en_close信號(hào)有100ms為0，導(dǎo)致有合閘令也不允許B相動(dòng)作。

2 解決方法

在合分閘令送入SCSWI前，先加入pulsetimer脈沖模塊使脈沖變成保持2s的合閘令，再加入timerset延時(shí)模塊延時(shí)200ms；使得SCILO模塊有兩個(gè)周期的時(shí)間采集數(shù)據(jù)，即使第一次采集到XOR開出的1，在第二個(gè)周期也會(huì)采集到0。en_close信號(hào)持續(xù)為1。

3 結(jié)語

換相刀閘出現(xiàn)拒動(dòng)的原因是由于原有邏輯設(shè)計(jì)與模塊采樣周期存在一定沖突的情況造成的，通過軟件邏輯完善，換相刀閘未再發(fā)生拒動(dòng)情況，缺陷消除。通過對(duì)本次缺陷處理，為相關(guān)控制邏輯設(shè)計(jì)提供參考，避免出現(xiàn)同類型漏洞。