一起機組由發電工況轉發電調相工況失敗原因淺析

單鋒，王炯

(華東桐柏抽水蓄能發電有限責任公司，浙江天臺317200)

0 簡述

華東桐柏抽水蓄能電站位于佛宗道源、風景秀麗的天臺山境內，距天臺縣城7km，與杭州直線距離為150km。電站樞紐包括上水庫、下水庫、輸水系統、地下廠房和開關站等。電站裝機共4臺，單機容量為30萬kW，總裝機容量120萬kW，在華東電網中承擔調峰填谷、調頻調相及緊急事故備用的作用。

抽水蓄能機組具有發電和抽水兩個旋轉方向，具備水輪機、發電、發電調相、抽水、抽水調相及線路充電等多種運行工況。當機組運行于發電調相或抽水調相工況時，機組向電網輸出無功，而只從電網吸收很少一部分有功，該工況用于調節電網的無功潮流和電網電壓。

1 事件現象簡述

某次4號機需運行于發電調相工況，機組發電并網正常，當機組執行發電工況至發電調相工況流程第三步(以下簡稱流程23-3)時，上位機顯示壓水失敗，隨后流程報警，23-3執行超時報警，機組轉停機。

如圖1，機組執行發電工況至發電調相工況流程第二步(以下簡稱流程23-2)時動作打開迷宮冷卻水電動閥并關閉球閥，當迷宮冷卻水電動閥打開后，流程23-2執行完成，該步流程不要求反饋球閥全關，此時球閥正在關閉過程中。

圖1 流程23-2

圖2為步序23-3流程圖，在23-2執行完成后，23-3開始執行，動作機組尾水壓水，反饋條件為壓水成功。

圖2 流程23-3

2 原因淺析

下面分析機組壓水不成功原因，在壓水子程序中共分五步，前四步將尾水水位壓至壓水水位以下，第五步在收到球閥全關信號及球閥旁通閥全關信號后打開蝸殼泄壓閥，如圖3，該步完成則上位機將發“壓水完成開始壓水保持”信號。

圖3 尾水壓水流程

此外，動作壓水失敗信號如圖4，可見當壓水流程任一步序超時或步序預條件丟失則可發壓水失敗信號。預條件由上一步流程執行完畢作為預條件，第一步預條件為迷宮閥打開、導葉全關、蝸殼排氣閥全關、轉輪排氣閥全關，這些條件在程序執行過程中始終都滿足，可以排除預條件丟失導致壓水失敗的可能，導致壓水失敗的原因可能為某步執行超時。由上位機信號顯示，壓水前四步執行正常，尾水管水位已壓至水位太高與水位高浮子以下。當時執行到壓水第五步，即將打開蝸殼泄壓閥，而執行該步流程有兩個條件:球閥全關、球閥工作旁通閥全關，球閥工作旁通閥在流程執行過程中始終關閉，問題可能出在球閥全關信號上。

圖4 壓水失敗動作邏輯圖

當天4號機共發電調相開機試驗三次，第一次從壓水第四步反饋確認到第五步壓水失敗共計30s，期間未收到球閥全關信號；第二次從壓水第四步反饋確認到第五步壓水失敗也共計30s，也未收到球閥全關信號；第三次工況轉換成功，從壓水第四步反饋確認到第五步反饋確認共計28s，且收到了球閥全關信號。

隨機統計幾次機組開停機時球閥打開關閉時間，如表1(球閥壓油罐壓力基本相同):

表1 球閥全關全開時間采樣表單位:s

由表1可見4號球閥打開的時間與其他機組球閥基本無異，只是全關時間較其他球閥要長，出現這種情況的可能原因:①球閥接力器關腔油路不暢；②球閥操作油源油閥或繼電器動作機構存在一定個體差異；③球閥全關位置接點松動、位移；④信號傳送延時。

由分析可知，導致前兩次發電調相開機壓水失敗的原因為4號機球閥因某原因關閉過慢或全關信號上送過慢，導致壓水子程序在步序時間內未收到球閥全關信號，從而導致流程超時，壓水失敗。

3 處理對策

鑒于上位機接收球閥全關時間與該步流程超時設定時間較為接近，實際轉換成功率較低，適當修改了機組流程中該步流程超時設定時間，避免類似事件再次發生。

4 結語

雖4號機發電工況轉發電調相工況球閥全關信號接收延時導致工況轉換不成功暫時得到了解決，但具體球閥關閉時間較長原因還沒有徹底得到查明，需進一步查明其關閉時間較長原因:

(1)檢查4號機球閥油路，進行四臺機球閥開關對比試驗，確認4號機球閥是否存在關閉過慢的現象，并查明是否有機械方面原因。

(2)上位機強制現場繼電器；現場動作球閥全關位置接點，通過比對檢查確認有無信號延時原因。