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        機(jī)組抽水調(diào)相時(shí)同期合閘失敗的原因分析及處理

        2015-04-06 18:59:43李廣亮
        水電站機(jī)電技術(shù) 2015年11期
        關(guān)鍵詞:接點(diǎn)合閘上位

        李廣亮,王 昆

        (1.華東桐柏抽水蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司,浙江 天臺(tái) 317200;2.浙江浙能紹興濱海熱電有限責(zé)任公司,浙江 紹興 312300)

        機(jī)組抽水調(diào)相時(shí)同期合閘失敗的原因分析及處理

        李廣亮1,王昆2

        (1.華東桐柏抽水蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司,浙江 天臺(tái) 317200;2.浙江浙能紹興濱海熱電有限責(zé)任公司,浙江 紹興 312300)

        抽水蓄能電站機(jī)組電動(dòng)工況啟動(dòng)時(shí)采用靜止變頻啟動(dòng)裝置SFC(Static Frequency Converter)和機(jī)組背靠背拖動(dòng)方式。本文針對(duì)華東桐柏抽水蓄能電站自投產(chǎn)以來多次出現(xiàn)的由SFC拖動(dòng)或背靠背拖動(dòng)機(jī)組抽水調(diào)相開機(jī)過程中,同期裝置發(fā)出合閘命令后機(jī)組開關(guān)未合閘造成開機(jī)失敗的原因進(jìn)行了具體分析,以及對(duì)為便于上位機(jī)監(jiān)盤同期信號(hào)、事故情況分析和提高開機(jī)成功率,所做出的有關(guān)同期方面的異動(dòng)情況進(jìn)行說明。

        抽水調(diào)相;同期合閘;分析

        1 引言

        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300MW,總裝機(jī)容量為1 200MW,自2006年底全部投入商業(yè)運(yùn)行以來,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)。機(jī)組正常運(yùn)行情況下利用自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置SYN3000合閘并網(wǎng)。當(dāng)由SFC或背靠背拖動(dòng)抽水調(diào)相時(shí),轉(zhuǎn)速大于98%,同時(shí)機(jī)端電壓大于90%時(shí)啟動(dòng)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置。機(jī)組合閘并網(wǎng)期間由自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置發(fā)令調(diào)節(jié)機(jī)組頻率及電壓直至滿足合閘條件,然后發(fā)出合閘命令。機(jī)組開關(guān)同期合閘方式采用SYN3000同期裝置輸出合閘令+AI1304模塊同期檢查實(shí)現(xiàn),兩者同時(shí)通過導(dǎo)通合閘回路,使得開關(guān)合閘線圈得電,從而控制開關(guān)操作機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)開關(guān)合閘。

        2 異常現(xiàn)象及分析與處理

        桐柏電站自投產(chǎn)以來多次發(fā)生機(jī)組在SFC或背靠背拖動(dòng)抽水調(diào)相開機(jī)時(shí),同期裝置發(fā)出合閘命令,開關(guān)未合閘造成開機(jī)不成功事件,而后再次開機(jī)時(shí)基本上會(huì)并網(wǎng)成功。

        2.1分析機(jī)組抽水調(diào)相時(shí)同期裝置發(fā)合閘令而開關(guān)未合的原因

        如圖1所示,當(dāng)同期裝置A0001判斷電壓(包括相位)和頻率滿足同期合閘條件,則其一副常開接點(diǎn)50和51閉合,從而使得繼電器K1010得電,發(fā)出機(jī)組開關(guān)合閘命令,再通過機(jī)組開關(guān)合閘回路(如圖2),控制GCB操作機(jī)構(gòu)從而實(shí)現(xiàn)機(jī)組開關(guān)合閘。而當(dāng)同期裝置發(fā)出合閘命令,機(jī)組開關(guān)卻未合閘,究其原因大致如下:

        2.1.1機(jī)組開關(guān)本身的原因

        機(jī)組開關(guān)操作機(jī)構(gòu)存在問題,如彈簧儲(chǔ)能不好、合閘線圈損壞;或SF6氣壓低閉鎖合閘等。

        2.1.2機(jī)組開關(guān)合閘回路不通的原因

        由機(jī)組開關(guān)的合閘回路圖(圖2)可看出,機(jī)組開關(guān)合閘必須滿足的條件是:同期裝置發(fā)出合閘令(K1010三副接點(diǎn)同時(shí)導(dǎo)通);機(jī)組處于發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī)或拖動(dòng)機(jī)模式;同期裝置準(zhǔn)備好;AI-1304模塊檢查線路及機(jī)端電壓、頻率,檢測(cè)到合理范圍值時(shí)接通;無快速停機(jī)和緊急停機(jī)事故;保護(hù)方面沒有跳機(jī)組開關(guān)的信號(hào);電制動(dòng)刀位置在分。以上任一條件不滿足合閘回路將不會(huì)導(dǎo)通。

        事實(shí)上經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)開關(guān)本身并無任何問題,那么問題就出在開關(guān)合閘回路上。從運(yùn)行實(shí)際情況來看,機(jī)組在發(fā)電并網(wǎng)時(shí)也曾出現(xiàn)同期發(fā)出合閘令開關(guān)未合上的情況,這說明很可能確實(shí)存在SYN3000輸出合閘令與AI1304同期檢查模塊配合不一致的情況,但由于同期具備多次捕捉同期點(diǎn)的功能,在發(fā)電并網(wǎng)時(shí)即使第一次同期發(fā)出合閘令開關(guān)未合閘,但在第二次均會(huì)成功合閘,此種事例在實(shí)際運(yùn)行中已多次出現(xiàn)。反觀抽水調(diào)相并網(wǎng)由于同期發(fā)出合閘令的同時(shí)會(huì)去復(fù)歸SFC導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)力喪失,導(dǎo)致同期不可能再次出現(xiàn)同期點(diǎn),也就造成了開機(jī)不成功。

        2.2問題處理

        針對(duì)此類開機(jī)不成功事件,也同時(shí)為便于上位機(jī)監(jiān)盤同期信號(hào)、事故情況分析和提高開機(jī)成功率,運(yùn)維人員做出如下有關(guān)同期方面的異動(dòng):

        2.2.1關(guān)于增加機(jī)組回路監(jiān)視點(diǎn)的異動(dòng)

        由于廠家設(shè)計(jì)時(shí),沒有將機(jī)組同期啟動(dòng)回路、調(diào)節(jié)回路、合閘出口回路等相關(guān)信號(hào)上送到LCU及上位機(jī),對(duì)運(yùn)行監(jiān)視和故障判斷帶來很大的不便。2009 年5月,對(duì)4臺(tái)機(jī)組的LCU采集回路進(jìn)行異動(dòng),將同期裝置投入繼電器、頻率電壓調(diào)節(jié)繼電器、合閘回路監(jiān)視繼電器等7個(gè)信號(hào)分別送入機(jī)組LCU,這樣有利于出現(xiàn)類似故障時(shí)根據(jù)事件表來分析故障點(diǎn)。大致異動(dòng)如下:

        (1)增加K1010A監(jiān)視繼電器(圖1),并用一副接點(diǎn)將信號(hào)送上位機(jī),顯示為“*號(hào)機(jī)同期裝置輸出合閘命令(K1010)”

        (2)增加了K1003A、K1004A兩個(gè)監(jiān)視繼電器,并分別用一副接點(diǎn)將信號(hào)送上位機(jī),顯示信號(hào)為“*號(hào)機(jī)同期回路頻率增(GCBOFF)”、“*號(hào)機(jī)同期回路頻率減(GCBOFF)”

        分別用GA02盤柜內(nèi)的K1001、K1002兩個(gè)繼電器的一副接點(diǎn),將信號(hào)送上位機(jī),顯示信號(hào)為“*號(hào)機(jī)同期回路電壓增(GCBOFF)”、“*號(hào)機(jī)同期回路電壓減(GCBOFF)”

        用GA02-K1009的一副接點(diǎn),并送上位機(jī),顯示信號(hào)為“*號(hào)機(jī)裝置啟動(dòng)(K1009)”

        用GA02-K1013的一副接點(diǎn),并送上位機(jī),顯示信號(hào)為“*號(hào)機(jī)GCB合閘回路監(jiān)視繼電器(K1013)”

        2.2.2關(guān)于增加AI1304同期條件滿足信號(hào)送上位機(jī)的異動(dòng)

        機(jī)組同期合閘硬布線回路中串入了機(jī)組AI1304模塊輸出的同期條件滿足接點(diǎn),但是,該接點(diǎn)動(dòng)作、返回均未送上位機(jī)事件列表顯示,因機(jī)組已發(fā)生多次同期裝置發(fā)出合閘令后機(jī)組開關(guān)未合閘的情況,為了便于分析原因,將機(jī)組AI1304模塊輸出的同期條件滿足信號(hào)送上位機(jī)事件列表,顯示為“*號(hào)機(jī)AI1304模塊同期條件滿足”。

        2.2.3關(guān)于*號(hào)機(jī)有關(guān)交流采樣模塊AI1304同期檢

        查接點(diǎn)回路異動(dòng)

        為了便于分析同期合閘回路中同期裝置與交流采樣模塊AI1304同期檢查接點(diǎn)之間的配合問題,同時(shí)為了提高背靠背和SFC啟動(dòng)抽水調(diào)相機(jī)組同期合閘的成功率,對(duì)*號(hào)機(jī)有關(guān)交流采樣模塊AI1304同期檢查接點(diǎn)回路進(jìn)行異動(dòng)。

        如圖3(方框標(biāo)出)所示,在原有的機(jī)組有關(guān)交流采樣模塊AI1304同期檢查接點(diǎn)回路中串接一繼電器K0,其共有3副常開接點(diǎn):11、14;21、24;31、34。其中一副接點(diǎn)11、14接入機(jī)組開關(guān)合閘回路(見圖2);一副接點(diǎn)31、34接入DI模塊,將交流采樣模塊AI1304同期檢查接點(diǎn)送上位機(jī),上位機(jī)顯示信號(hào)為“*號(hào)機(jī)AI1304模塊同期條件滿足”;一副接點(diǎn)21、24接入圖4(串接在K1010的43、44接點(diǎn)前),由圖1和圖4可以看出,異動(dòng)前,機(jī)組抽水調(diào)相開機(jī)時(shí),同期裝置發(fā)出合閘命令,K1010得電,常開接點(diǎn)43、44閉合,從而該回路導(dǎo)通,動(dòng)作去跳拖動(dòng)機(jī)GCB或跳SFC。異動(dòng)后,除了K1010繼電器的43、44接點(diǎn)閉合外還需K0繼電器的21、24接點(diǎn)閉合,該回路才導(dǎo)通。也就是說在同期裝置發(fā)出合閘令且同時(shí)有同期檢查接點(diǎn)滿足信號(hào)時(shí)才會(huì)復(fù)歸拖動(dòng)機(jī)或SFC。這樣就可以在同期裝置發(fā)出合閘令,開關(guān)未合后繼續(xù)捕捉同期點(diǎn),從而大大提高了開關(guān)合閘的成功率。

        3 結(jié)束語

        抽水蓄能機(jī)組在電網(wǎng)調(diào)節(jié)中扮演重要角色,因此提高抽水調(diào)相開機(jī)成功率意義重大。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)巡檢應(yīng)認(rèn)真仔細(xì),對(duì)于機(jī)組開關(guān)的SF6壓力和操作機(jī)構(gòu)的彈簧儲(chǔ)能情況等出現(xiàn)問題時(shí)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn),避免引起事故;

        (2)建議編寫同期回路典型檢修作業(yè)指導(dǎo)書,建立定期維護(hù)制度,并縮短維護(hù)周期。

        (3)建議適當(dāng)延長同期裝置的運(yùn)行時(shí)間周期,以便在機(jī)組開關(guān)未合時(shí)可以多次發(fā)合閘令,從而提高同期并網(wǎng)的成功率。

        [1]陸佑楣,潘家崢.抽水蓄能電站[M].北京:水利電力出版社,1994.

        [2]張春生,姜忠見.天荒坪抽水蓄能電站技術(shù)總結(jié)[M].北京:中國電力出版社,2007.

        [3]孫建忠,劉鳳春.電機(jī)與拖動(dòng)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2010.

        [4]卓樂友,葉念國.微機(jī)型自動(dòng)準(zhǔn)同期同步裝置的設(shè)計(jì)和應(yīng)用[M].北京:中國電力出版社,2002.

        李廣亮(1989-),男,助理工程師,從事抽水蓄能電站設(shè)備運(yùn)行工作。

        TV743

        B

        1672-5387(2015)11-0048-03

        10.13599/j.cnki.11-5130.2015.11.017

        2015-07-31

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