【摘要】本文介紹了溧陽抽水蓄能電站機(jī)組轉(zhuǎn)速信號裝置測頻回路及相關(guān)工作原理，針對過速信號誤動、拒動影響機(jī)組安全運(yùn)行的可靠性，總結(jié)了一些處理方法和防范措施。本文對后續(xù)類似問題的分析和處理具有指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】抽水蓄能機(jī)組；測速裝置；過速信號；冗余設(shè)計

前言

過速信號是抽水蓄能機(jī)組保護(hù)裝置的一個重要組成部分。大部分測速裝置是通過采集發(fā)電機(jī)機(jī)端殘壓信號和機(jī)組大軸齒盤脈沖信號作為測速裝置的信號輸入。測速裝置信號輸出的可靠性將直接影響機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性。本文介紹了溧陽抽水蓄能電站測速裝置的工作原理及防止過速信號誤動、拒動的修改方案。對后續(xù)類似問題的分析和處理具有指導(dǎo)意義。

1、測速裝置簡介

電站選用西安江河ZKZ-5型雙PLC冗余轉(zhuǎn)速監(jiān)控裝置。該測速裝置外接轉(zhuǎn)速脈沖傳感器、電壓互感器信號實(shí)時監(jiān)測發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速，并在機(jī)組各轉(zhuǎn)速點(diǎn)輸出開關(guān)量信號和與機(jī)組轉(zhuǎn)速對應(yīng)的模擬量信號，為機(jī)組自動開、停機(jī)及電站監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)。

該測速裝置集頻率表、轉(zhuǎn)速表、轉(zhuǎn)速繼電器、轉(zhuǎn)速測試儀表于一體；裝置內(nèi)部采用雙路電源供電、雙PLC主從熱備方式工作，可以容錯運(yùn)行，提供裝置運(yùn)行的可靠性。

2、轉(zhuǎn)速輸出設(shè)計

（1）轉(zhuǎn)速小于0%。經(jīng)過K01開出繼電器擴(kuò)展輸出，一個作為機(jī)組LCU DI點(diǎn)輸入判斷機(jī)組停機(jī)態(tài)條件，一個作為機(jī)組LCU 水機(jī)保護(hù)閉鎖邏輯判斷條件。

（2）轉(zhuǎn)速小于1%。直接硬布線接點(diǎn)輸出至勵磁調(diào)節(jié)柜，用于判斷機(jī)組停機(jī)穩(wěn)態(tài)，停勵磁。

（3）轉(zhuǎn)速小于5%。經(jīng)過K02開出繼電器擴(kuò)展輸出，一個作為機(jī)組LCU DI點(diǎn)輸入判斷機(jī)組停機(jī)控制流程，電氣制動投入成功后轉(zhuǎn)速小于5%執(zhí)行投入機(jī)械制動器，一個作為機(jī)組LCU 水機(jī)保護(hù)回路保護(hù)閉鎖邏輯條件。

（4）轉(zhuǎn)速大于5%。直接硬布線接點(diǎn)輸出至機(jī)組LCU DI點(diǎn)輸入，用于機(jī)組LCU開機(jī)啟動控制流程中升速過程判斷條件。

（5）轉(zhuǎn)速小于20%。經(jīng)過K03開出繼電器擴(kuò)展輸出，一個作為機(jī)組LCU DI點(diǎn)輸入判斷機(jī)組停機(jī)控制流程，電氣制動投入失敗后轉(zhuǎn)速小于20%執(zhí)行投入機(jī)械制動器，一個作為機(jī)組LCU水機(jī)保護(hù)閉鎖邏輯條件。

（6）轉(zhuǎn)速小于30%。經(jīng)過K04開出繼電器擴(kuò)展輸出，分別送至機(jī)組發(fā)電機(jī)保護(hù)A/B屏DI點(diǎn)輸入。

（7）轉(zhuǎn)速大于50%。直接硬布線接點(diǎn)輸出至機(jī)組LCU DI點(diǎn)輸入，用于機(jī)組LCU停機(jī)控制流程中投入電氣制動邏輯判斷條件。

（8）轉(zhuǎn)速小于90%。經(jīng)過K05開出繼電器擴(kuò)展輸出，一個送至機(jī)組LCU主機(jī)DI點(diǎn)輸入，一個送至機(jī)組LCU水機(jī)保護(hù)回路。

（9）轉(zhuǎn)速大于90%。直接硬布線接點(diǎn)輸出至機(jī)組LCU主機(jī)DI點(diǎn)輸入判斷停止高壓油頂起裝置。

（10）轉(zhuǎn)速大于95%。經(jīng)過K06開出繼電器擴(kuò)展輸出，一個送至機(jī)組LCU主機(jī)DI點(diǎn)輸入判斷投勵磁用，一個送至勵磁調(diào)節(jié)柜用來判斷機(jī)組轉(zhuǎn)速。

（11）轉(zhuǎn)速大于115%。經(jīng)過K07開出繼電器擴(kuò)展輸出，一個送至機(jī)組LCU主機(jī)DI點(diǎn)輸入，一個送至機(jī)組LCU水機(jī)保護(hù)回路。

（12）轉(zhuǎn)速大于128%。經(jīng)過K08開出繼電器擴(kuò)展輸出，一個送至機(jī)組LCU主機(jī)DI點(diǎn)輸入作為跳機(jī)信號，一個送至機(jī)組LCU水機(jī)保護(hù)回路作為跳機(jī)信號。

3、測速裝置冗余設(shè)計

ZKZ-5轉(zhuǎn)速監(jiān)測裝置外接2路齒盤信號，1路殘壓信號，三路信號做冗余配置，當(dāng)主PLC工作時，以齒盤1 為主，當(dāng)齒盤1異常時，會自動無擾切換至殘壓；當(dāng)主PLC故障時，備PLC投入運(yùn)行，此時以齒盤2為主，當(dāng)齒盤2異常時，會自動無擾至殘壓。為防止干擾信號使輸出接點(diǎn)誤動作，過速信號繼電器（設(shè)定值128%）必須檢測到頻率信號在中心頻率，并有3s左右延時，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到設(shè)定值，繼電器才會動作開出信號。

4、過速信號拒動、誤動案例

（1）拒動案例：調(diào)速器接力器主用位移傳感器滑塊接頭斷裂，機(jī)組正常啟動，從零轉(zhuǎn)速升至140%額定轉(zhuǎn)速，純機(jī)械過速保護(hù)動作停機(jī)，過速信號未開出。

（2）誤動案例：抽水蓄能機(jī)組正常停機(jī)，轉(zhuǎn)速降至50%額定轉(zhuǎn)速時，電制動投入，PT信號丟失，此時若齒盤1信號丟失，機(jī)組存在高轉(zhuǎn)速加閘風(fēng)險。

5、測速裝置冗余改進(jìn)方案

（1）信號源冗余設(shè)計：當(dāng)主PLC工作時，以齒盤1 為主，當(dāng)齒盤1異常時，會自動無擾切換到齒盤2，當(dāng)齒盤2異常時，會自動無擾切換至殘壓；當(dāng)主PLC故障時，備PLC投入運(yùn)行，此時以齒盤2為主，當(dāng)齒盤2異常時，會自動無擾切換至齒盤1，當(dāng)齒盤1異常時，會自動無擾切換至殘壓。

（2）輸出接點(diǎn)冗余設(shè)計：ZKZ-5轉(zhuǎn)速監(jiān)測裝置輸出12路轉(zhuǎn)速報警開關(guān)量，其中10路報警信號可任意設(shè)置為升速或降速報警，轉(zhuǎn)速報警設(shè)定值范圍為0-200%，J11，J12為飛逸轉(zhuǎn)速報警點(diǎn)，只能設(shè)定為升速報警，轉(zhuǎn)速報警設(shè)定值>100%。為了防止干擾，J11，J12要報警開出需要機(jī)組轉(zhuǎn)速正常上升，需經(jīng)過90%-95%之間，或者經(jīng)過105%-110%之間，然后在上升至J11，J12報警設(shè)定值，J11，J12可報警開出。

6、結(jié)論

對于測速裝置這種重要系統(tǒng)，原先的測頻冗余是不夠完善的。增加1路齒盤測頻方式冗余，可以大大提高測頻的可靠性；設(shè)計測頻區(qū)間捕捉，可以防止測頻信號干擾，大大提高了輸出信號的可靠性。

溧陽電站針對測速裝置的冗余設(shè)計修改方案，大大提高了機(jī)組運(yùn)行的安全可靠性，消除了機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行中誤發(fā)過速信號的潛在隱患，對其它電站機(jī)組測速裝置冗余設(shè)計有一定的借鑒意義。

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