章 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）

0 引言

桐柏抽水蓄能電站位于浙江省天臺(tái)縣，距天臺(tái)縣城7 km。電站總裝機(jī)容量為120萬kW，單機(jī)容量為30萬kW，共四臺(tái)水泵水輪機(jī)組。抽水蓄能電站與常規(guī)機(jī)組相比較，運(yùn)行工況較多，其中穩(wěn)態(tài)工況有發(fā)電、發(fā)電調(diào)相、抽水、抽水調(diào)相、停機(jī)等，暫態(tài)工況有靜止、水輪機(jī)。因此，勵(lì)磁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須考慮到SFC啟動(dòng)、電氣制動(dòng)和背靠背啟動(dòng)時(shí)對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)的要求。由奧地利VATECH-ELIN公司為桐柏抽水蓄能電站提供的自并勵(lì)可控硅靜止整流勵(lì)磁系統(tǒng)能滿足不同工況下的要求，其勵(lì)磁調(diào)節(jié)器采用帶集成順控器的GMR3型數(shù)字電壓調(diào)節(jié)器。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器為雙通道調(diào)節(jié)器，兩個(gè)通道彼此獨(dú)立，每個(gè)通道都有自己的實(shí)際信號(hào)來源、電源、數(shù)字調(diào)節(jié)器以及脈沖發(fā)生裝置，保證每個(gè)通道的獨(dú)立性。勵(lì)磁系統(tǒng)的正常運(yùn)作與機(jī)組正常啟停與運(yùn)行息息相關(guān)，勵(lì)磁系統(tǒng)啟動(dòng)失敗原因復(fù)雜多樣，其結(jié)果都將會(huì)造成機(jī)組啟動(dòng)失敗或停機(jī)超時(shí)。

1 事件現(xiàn)象

2011年某日12：49，4號(hào)機(jī)按計(jì)劃發(fā)電開機(jī)，流程進(jìn)行到步序62-1（表示從水輪機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)電工況的第一步流程），滅磁開關(guān)合上后，上位機(jī)發(fā)‘4號(hào)機(jī)勵(lì)磁啟動(dòng)超時(shí)跳閘’，‘4號(hào)機(jī)事故停機(jī)’，‘4號(hào)機(jī)電氣事故停機(jī)’，‘4號(hào)機(jī)保護(hù)動(dòng)作閉鎖電制動(dòng)’信號(hào)，轉(zhuǎn)停機(jī)流程?，F(xiàn)場(chǎng)檢查勵(lì)磁JD01盤有啟動(dòng)超時(shí)報(bào)警信號(hào)。

2 原因分析及處理

正常情況下（如圖1），62-1步驟時(shí)，機(jī)組電壓>90%，有‘勵(lì)磁運(yùn)行是’信號(hào)即反饋成功，執(zhí)行下一步流程。查看信號(hào)記錄，‘勵(lì)磁運(yùn)行是’信號(hào)始終未發(fā)，而勵(lì)磁啟動(dòng)超時(shí)信號(hào)說明勵(lì)磁本身內(nèi)部故障引起勵(lì)磁運(yùn)行失敗。

圖1 勵(lì)磁系統(tǒng)流程邏輯（部分）

由圖2可知，造成勵(lì)磁啟動(dòng)超時(shí)跳閘的原因有：電制動(dòng)模式啟動(dòng)1；試驗(yàn)?zāi)Ｊ絾?dòng)1；勵(lì)磁啟動(dòng)1；設(shè)定運(yùn)行；以上任一信號(hào)在發(fā)出后經(jīng)15s未復(fù)位便會(huì)發(fā)啟動(dòng)超時(shí)跳閘。這里可以排除電制動(dòng)模式和試驗(yàn)?zāi)Ｊ剑瑒?lì)磁啟動(dòng)1令此時(shí)正在勵(lì)磁系統(tǒng)中作用，因此可以判斷是這一信號(hào)15s未復(fù)位造成的啟動(dòng)超時(shí)。

圖2 勵(lì)磁系統(tǒng)流程邏輯（部分）

由圖3可知，勵(lì)磁啟動(dòng)1令的重置復(fù)位是通過‘勵(lì)磁在運(yùn)行’和‘保護(hù)閉鎖電制動(dòng)啟動(dòng)’任一條件滿足。此時(shí)保護(hù)閉鎖電制動(dòng)啟動(dòng)令尚未發(fā)出，那么應(yīng)該是勵(lì)磁系統(tǒng)15s內(nèi)未收到‘勵(lì)磁在運(yùn)行’這個(gè)信號(hào)，導(dǎo)致勵(lì)磁啟動(dòng)1令未復(fù)位進(jìn)而導(dǎo)致勵(lì)磁啟動(dòng)超時(shí)。

圖3 勵(lì)磁系統(tǒng)流程邏輯（部分）

要滿足‘勵(lì)磁在運(yùn)行’這個(gè)條件，如圖4，我們分析：勵(lì)磁在遠(yuǎn)方模式，勵(lì)磁運(yùn)行，勵(lì)磁準(zhǔn)備好，此時(shí)返回一個(gè)勵(lì)磁啟動(dòng)1命令和電壓預(yù)平衡命令，此二命令由‘勵(lì)磁在運(yùn)行’條件復(fù)歸。邏輯繼續(xù)向下，返回一個(gè)勵(lì)磁變低壓開關(guān)合閘命令，并由勵(lì)磁變低壓開關(guān)合狀態(tài)條件延時(shí)1s后返回一個(gè)滅磁開關(guān)合閘命令。

圖4 勵(lì)磁系統(tǒng)流程邏輯（部分）

接下來看圖5，第一個(gè)與門條件：背靠背模式擴(kuò)展，無線路充電令，滅磁開關(guān)在投，不在背靠背模式并且勵(lì)磁不在啟動(dòng)，未起勵(lì)，背靠背啟動(dòng)勵(lì)磁否；第二個(gè)與門條件：背靠背模式擴(kuò)展，滅磁開關(guān)在投，不在背靠背模式，發(fā)電機(jī)開關(guān)在合；第三個(gè)與門條件：背靠背模式擴(kuò)展，滅磁開關(guān)在投，背靠背啟動(dòng)令釋放或不在電動(dòng)工況。由以上條件可知第二，第三種情況可以排除，接下來看，此時(shí)邏輯會(huì)返回幾個(gè)條件信號(hào)：勵(lì)磁啟動(dòng)2命令，整流橋運(yùn)行命令。當(dāng)滿足第一個(gè)與門條件且整流橋在運(yùn)行，晶閘管電流，電壓達(dá)到定值，則流程將繼續(xù)下行，并返回信號(hào)：勵(lì)磁啟動(dòng)3命令。然后當(dāng)勵(lì)磁尚未起勵(lì)且電制動(dòng)未投或者勵(lì)磁尚未起勵(lì)且電制動(dòng)投入且機(jī)端電流達(dá)到某值，均可使‘勵(lì)磁在運(yùn)行’信號(hào)有效。

圖5 勵(lì)磁系統(tǒng)流程邏輯（部分）

回過頭來再分析，由上位機(jī)信號(hào)可以得知，此時(shí)勵(lì)磁ECB，F(xiàn)CB均已在合，圖4的條件均滿足，而電制動(dòng)刀此時(shí)在分，查看當(dāng)時(shí)電氣量勵(lì)磁尚未起勵(lì)，圖5中只有中間部分條件可能不滿足引起流程中斷。即條件：整流橋在運(yùn)行，晶閘管電流，電壓達(dá)到定值至勵(lì)磁啟動(dòng)3命令滿足這一段。因?yàn)閯?lì)磁啟動(dòng)3命令是整流橋在運(yùn)行，晶閘管電流，電壓達(dá)到定值這些條件滿足的情況下返回的一個(gè)命令，無論它執(zhí)行成功與否，都不影響流程下行，因此故障的原因只能是整流橋運(yùn)行這段，初步判斷應(yīng)該是勵(lì)磁內(nèi)部通訊不通暢引起命令信號(hào)丟失，造成內(nèi)部流程中斷。而我廠勵(lì)磁信號(hào)由調(diào)節(jié)器出令經(jīng)過網(wǎng)線到達(dá)交換機(jī)，再輸送到通訊模塊，經(jīng)過檢查，設(shè)備沒有異常，通訊通道完好，那么這次啟動(dòng)超時(shí)應(yīng)該是很偶然的信號(hào)丟失造成的。

事后經(jīng)過檢修仔細(xì)檢查，確認(rèn)是因?yàn)閯?lì)磁內(nèi)部通訊問題引起超時(shí)跳閘，而之后的風(fēng)扇未收到啟動(dòng)命令，應(yīng)該是因?yàn)閯?lì)磁啟動(dòng)3命令條件不滿足，造成風(fēng)扇啟動(dòng)失敗，這個(gè)不是此次開機(jī)失敗的主因。

3 結(jié)束語

勵(lì)磁系統(tǒng)作為電站的主要設(shè)備之一，確保其健康穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)電站安全生產(chǎn)起著重要作用。此次啟動(dòng)超時(shí)最后分析是內(nèi)部通訊問題造成的，在實(shí)際運(yùn)行過程中，這種情況并不多見，比較常見的情況是由于風(fēng)機(jī)接觸器未動(dòng)作引起的風(fēng)扇啟動(dòng)失敗造成啟動(dòng)超時(shí)或超時(shí)停機(jī)?？紤]到實(shí)際工作中的可行性，提出幾點(diǎn)建議：

（1）在機(jī)組檢修時(shí)對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)的內(nèi)部通訊進(jìn)行檢查和較驗(yàn)。

（2）針對(duì)部分接觸器使用時(shí)間較長(zhǎng)，觸點(diǎn)老化，電阻增大的現(xiàn)象，定期檢查并更換。