章 亮

（華東桐柏抽水蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江 天臺 317200）

0 引言

桐柏抽水蓄能電站位于浙江省天臺縣，距天臺縣城7 km。電站總裝機容量為120萬kW，單機容量為30萬kW，共四臺水泵水輪機組。抽水蓄能電站與常規(guī)機組相比較，運行工況較多，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、停機等，暫態(tài)工況有靜止、水輪機。因此，勵磁系統(tǒng)的設(shè)計必須考慮到SFC啟動、電氣制動和背靠背啟動時對勵磁系統(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可控硅靜止整流勵磁系統(tǒng)能滿足不同工況下的要求，其勵磁調(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。勵磁調(diào)節(jié)器為雙通道調(diào)節(jié)器，兩個通道彼此獨立，每個通道都有自己的實際信號來源、電源、數(shù)字調(diào)節(jié)器以及脈沖發(fā)生裝置，保證每個通道的獨立性。勵磁系統(tǒng)的正常運作與機組正常啟停與運行息息相關(guān)，勵磁系統(tǒng)啟動失敗原因復(fù)雜多樣，其結(jié)果都將會造成機組啟動失敗或停機超時。

1 事件現(xiàn)象

2011年某日12：49，4號機按計劃發(fā)電開機，流程進行到步序62-1（表示從水輪機轉(zhuǎn)發(fā)電工況的第一步流程），滅磁開關(guān)合上后，上位機發(fā)‘4號機勵磁啟動超時跳閘’，‘4號機事故停機’，‘4號機電氣事故停機’，‘4號機保護動作閉鎖電制動’信號，轉(zhuǎn)停機流程。現(xiàn)場檢查勵磁JD01盤有啟動超時報警信號。

2 原因分析及處理

正常情況下（如圖1），62-1步驟時，機組電壓>90%，有‘勵磁運行是’信號即反饋成功，執(zhí)行下一步流程。查看信號記錄，‘勵磁運行是’信號始終未發(fā)，而勵磁啟動超時信號說明勵磁本身內(nèi)部故障引起勵磁運行失敗。

圖1 勵磁系統(tǒng)流程邏輯（部分）

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

圖2 勵磁系統(tǒng)流程邏輯（部分）

由圖3可知，勵磁啟動1令的重置復(fù)位是通過‘勵磁在運行’和‘保護閉鎖電制動啟動’任一條件滿足。此時保護閉鎖電制動啟動令尚未發(fā)出，那么應(yīng)該是勵磁系統(tǒng)15s內(nèi)未收到‘勵磁在運行’這個信號，導(dǎo)致勵磁啟動1令未復(fù)位進而導(dǎo)致勵磁啟動超時。

圖3 勵磁系統(tǒng)流程邏輯（部分）

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

圖4 勵磁系統(tǒng)流程邏輯（部分）

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

圖5 勵磁系統(tǒng)流程邏輯（部分）

回過頭來再分析，由上位機信號可以得知，此時勵磁ECB，F(xiàn)CB均已在合，圖4的條件均滿足，而電制動刀此時在分，查看當(dāng)時電氣量勵磁尚未起勵，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：整流橋在運行，晶閘管電流，電壓達到定值至勵磁啟動3命令滿足這一段。因為勵磁啟動3命令是整流橋在運行，晶閘管電流，電壓達到定值這些條件滿足的情況下返回的一個命令，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行這段，初步判斷應(yīng)該是勵磁內(nèi)部通訊不通暢引起命令信號丟失，造成內(nèi)部流程中斷。而我廠勵磁信號由調(diào)節(jié)器出令經(jīng)過網(wǎng)線到達交換機，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，那么這次啟動超時應(yīng)該是很偶然的信號丟失造成的。

事后經(jīng)過檢修仔細檢查，確認是因為勵磁內(nèi)部通訊問題引起超時跳閘，而之后的風(fēng)扇未收到啟動命令，應(yīng)該是因為勵磁啟動3命令條件不滿足，造成風(fēng)扇啟動失敗，這個不是此次開機失敗的主因。

3 結(jié)束語

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

（1）在機組檢修時對勵磁系統(tǒng)的內(nèi)部通訊進行檢查和較驗。

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