一次勵磁發電機電壓故障引起的發電開機不成功的分析

章　亮，潘菊芳

（華東桐柏抽水蓄能發電有限責任公司，浙江 天臺 317200）

一次勵磁發電機電壓故障引起的發電開機不成功的分析

章亮，潘菊芳

（華東桐柏抽水蓄能發電有限責任公司，浙江 天臺 317200）

針對一次勵磁發電機電壓故障引起的發電開機不成功進行分析，通過對勵磁系統內部邏輯控制方式和上位機實時記錄的故障報警信號分析，找出引起異常的原因，并整理處理過程，提出建議。

勵磁；電壓故障；內部通訊

1　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4臺水泵水輪機組。抽水蓄能機組與常規機組相比較，運行工況較多，有發電、發電調相、抽水、抽水調相等數種工況。因此，勵磁系統的設計必須考慮到SFC啟動、電氣制動和背靠背起動時對勵磁系統的要求。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能滿足不同工況下的要求，其勵磁調節器采用帶集成順控器的GMR3型數字電壓調節器。勵磁調節器為雙通道調節器，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、數字調節器以及脈沖發生裝置，保證每個通道的獨立性。勵磁系統的正常運作與機組正常啟停與運行息息相關，勵磁系統啟動失敗原因復雜多樣，其結果都將會造成機組啟動失敗或停機超時。

2　事件分析及處理

2.1事件現象

2.2原因分析及處理

發生報警的時候，機組轉速已達到額定轉速，ECB已合，勵磁建壓過程中。

如圖1，要發出電壓故障信號需要達到以下條件：

（1）無頻率啟動令-滿足；

（2）無背靠背啟動令-滿足；

（3）同步電壓監視-滿足；

（4）頻率低于5Hz或者（機端電壓故障（與）NM EXT.supply active）-未知；

（5）電制動不在合-滿足；

（6）電壓調節模式-滿足。

以上條件必須同時滿足。

或者：

（7）子處理器C板程序停止（子處理器C計算調節所需的參數，傳給MRB，MRB根據子處理器C計算值進行處理，將處理結果輸給子處理器B，子處理器B再根據勵磁電流，計算出觸發脈沖的角度。然后傳給子處理器A，子處理器A計算出觸發脈沖，通過脈沖放大器再傳給可控硅。）-跟據現場信號，不滿足。

或者：

（8）通道1MCB故障且通道1主用-跟據現場信號，不滿足。

或者：

（9）通道2MCB故障且通道2主用-跟據現場信號，不滿足。

因為條件（4）頻率低于5 Hz（轉速已超過90%額定轉速）不滿足；那么只能是機端電壓故障與NM EXT.supply active這個信號同時為H，才會發出電壓故障信號。

先分析NM EXT.supply active這個信號。

如圖2：要發出NM EXT.supply active需要達到以下條件：

（1）勵磁程序停止-不滿足，RS門以上邏輯不考慮。

（2）NM TST/BRK ACCBOFF，因為試驗斷路器我廠未設置，因此NM TST/BRK ACCBOFF恒為L，該路邏輯也可不考慮。

（3）母線運行&NMEXC.ACCBOFF&MEXT.SUPPLY INSTALLED：

正常情況，母線通電運行，ECB在合，而M EXT. SUPPLY INSTALLED恒為H，因此得出在正常運行時，M EXTERNAL SUPPLY ACTIVE為H，而NM EXTERNALSUPPLY ACTIVE則為L。

當ECB位置不在合，則有M EXTERNAL SUPPLY ACTIVE為 L，NM EXTERNAL SUPPLY ACTIVE為H。

因此，如果要發‘勵磁發電機電壓故障信號’，需要同時滿足ECB位置不在合且有機端電壓故障信號發出。

如圖3，圖4，由邏輯可知當機端電壓與同步電壓差值V501-V37＜=-0.2002時，就會發MUGFAULT信號，而同步電壓取自勵磁變。

如果

A：機端PT故障

B：勵磁系統起勵有問題

C：設定延時參數過小

都會引起機端電壓小于同步變電壓，也即在延時內機端電壓建立速度過慢，便會造成電壓故障信號。

而在此同時，ECB再有不在合的狀態，就會發‘勵磁發電機電壓故障信號’。那么這個信號是如何使機組事故停機的呢？

如圖5，繼續分析，當勵磁發電機電壓故障時，邏輯會迅速將調節方式由自動電壓調節切至手動電流調節方式，而此時機端電壓還未達到＞90%,而手動電流也無法給出設定值去升壓，所以雖然勵磁尚在運行，但在保持機端電壓一段時間后，最終因為流程超時導致停機。

針對列出的原因，一方面可以采用延時V961設置加大來躲過事故停機。而另一方面，ECB不在合很明顯應該是通訊信號不符引起的（同步變有壓，ECB在合）。

查看事故發生時的事件列表，ECB狀態沒有發生抖動，據此可知硬布線應該沒問題，也即勵磁調節器與外部的通訊無異常（上送監控信號正常）。那么可能的原因應該是模塊與交換機之間，或者交換機與調節器的內部通訊之間存在故障：也即交換機，DI6101模塊以及內部LCOM板都有嫌疑。

事后經過檢修仔細檢查，做以下處理：

（1）我廠1號機該延時設置為0.3 s，查看其他機組也是這個值，可以考慮基于安全的條件下，將這個延時V961值改大，避免類似情況的再次發生

（2）由于更換交換機與內部LCOM板相對困難，且無明確原因能確定這幾個部件有故障，現暫時更換DI模塊A0027，繼續觀察系統還會否發類似信號再做確定。

3　結束語

勵磁系統作為電站的主要設備之一，確保其健康穩定運行，對電站安全生產中起著重要作用。該廠絕大多數由勵磁造成的啟動不成功的原因歸結為勵磁系統內部通訊問題，因此建議：徹底改造勵磁內部通訊，將信號轉換與通訊環節統一改為硬布線，可以排除以上問題。4號機勵磁已經完成了這部分的改造并得到了良好的應用反饋，4號機因勵磁通訊引起的故障率已趨近于零。

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章亮（1982-），男，工程師，從事水電站運行工作。

TV734.2

B

1672-5387（2015）11-0040-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2015.11.014

2015-07-31