機組抽水調相時同期合閘失敗的原因分析及處理

李廣亮，王　昆

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

機組抽水調相時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電有限責任公司，浙江 天臺 317200；2.浙江浙能紹興濱海熱電有限責任公司，浙江 紹興 312300）

抽水蓄能電站機組電動工況啟動時采用靜止變頻啟動裝置SFC（Static Frequency Converter）和機組背靠背拖動方式。本文針對華東桐柏抽水蓄能電站自投產以來多次出現的由SFC拖動或背靠背拖動機組抽水調相開機過程中，同期裝置發出合閘命令后機組開關未合閘造成開機失敗的原因進行了具體分析，以及對為便于上位機監盤同期信號、事故情況分析和提高開機成功率，所做出的有關同期方面的異動情況進行說明。

抽水調相；同期合閘；分析

1　引言

桐柏抽水蓄能電站位于浙江省天臺縣，是一座日調節純抽水蓄能電站，共安裝4臺立軸單級混流可逆式水泵水輪機組，單機容量300MW，總裝機容量為1 200MW，自2006年底全部投入商業運行以來，在華東地區承擔調峰、填谷、調頻、調相、緊急事故備用任務。機組正常運行情況下利用自動準同期裝置SYN3000合閘并網。當由SFC或背靠背拖動抽水調相時，轉速大于98%，同時機端電壓大于90%時啟動自動準同期裝置。機組合閘并網期間由自動準同期裝置發令調節機組頻率及電壓直至滿足合閘條件，然后發出合閘命令。機組開關同期合閘方式采用SYN3000同期裝置輸出合閘令+AI1304模塊同期檢查實現，兩者同時通過導通合閘回路，使得開關合閘線圈得電，從而控制開關操作機構實現開關合閘。

2　異常現象及分析與處理

桐柏電站自投產以來多次發生機組在SFC或背靠背拖動抽水調相開機時，同期裝置發出合閘命令，開關未合閘造成開機不成功事件，而后再次開機時基本上會并網成功。

2.1分析機組抽水調相時同期裝置發合閘令而開關未合的原因

如圖1所示，當同期裝置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50和51閉合，從而使得繼電器K1010得電，發出機組開關合閘命令，再通過機組開關合閘回路（如圖2），控制GCB操作機構從而實現機組開關合閘。而當同期裝置發出合閘命令，機組開關卻未合閘，究其原因大致如下：

2.1.1機組開關本身的原因

機組開關操作機構存在問題，如彈簧儲能不好、合閘線圈損壞；或SF6氣壓低閉鎖合閘等。

2.1.2機組開關合閘回路不通的原因

由機組開關的合閘回路圖（圖2）可看出，機組開關合閘必須滿足的條件是：同期裝置發出合閘令（K1010三副接點同時導通）；機組處于發電機或電動機或拖動機模式；同期裝置準備好；AI-1304模塊檢查線路及機端電壓、頻率，檢測到合理范圍值時接通;無快速停機和緊急停機事故；保護方面沒有跳機組開關的信號；電制動刀位置在分。以上任一條件不滿足合閘回路將不會導通。

事實上經現場檢測開關本身并無任何問題，那么問題就出在開關合閘回路上。從運行實際情況來看，機組在發電并網時也曾出現同期發出合閘令開關未合上的情況，這說明很可能確實存在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的功能，在發電并網時即使第一次同期發出合閘令開關未合閘，但在第二次均會成功合閘，此種事例在實際運行中已多次出現。反觀抽水調相并網由于同期發出合閘令的同時會去復歸SFC導致電動機拖動力喪失，導致同期不可能再次出現同期點，也就造成了開機不成功。

2.2問題處理

針對此類開機不成功事件，也同時為便于上位機監盤同期信號、事故情況分析和提高開機成功率，運維人員做出如下有關同期方面的異動：

2.2.1關于增加機組回路監視點的異動

由于廠家設計時，沒有將機組同期啟動回路、調節回路、合閘出口回路等相關信號上送到LCU及上位機，對運行監視和故障判斷帶來很大的不便。2009 年5月，對4臺機組的LCU采集回路進行異動，將同期裝置投入繼電器、頻率電壓調節繼電器、合閘回路監視繼電器等7個信號分別送入機組LCU，這樣有利于出現類似故障時根據事件表來分析故障點。大致異動如下：

（1）增加K1010A監視繼電器（圖1），并用一副接點將信號送上位機，顯示為“*號機同期裝置輸出合閘命令（K1010）”

（2）增加了K1003A、K1004A兩個監視繼電器，并分別用一副接點將信號送上位機，顯示信號為“*號機同期回路頻率增（GCBOFF）”、“*號機同期回路頻率減（GCBOFF）”

分別用GA02盤柜內的K1001、K1002兩個繼電器的一副接點，將信號送上位機，顯示信號為“*號機同期回路電壓增（GCBOFF）”、“*號機同期回路電壓減（GCBOFF）”

用GA02-K1009的一副接點，并送上位機，顯示信號為“*號機裝置啟動（K1009）”

用GA02-K1013的一副接點，并送上位機，顯示信號為“*號機GCB合閘回路監視繼電器（K1013）”

2.2.2關于增加AI1304同期條件滿足信號送上位機的異動

機組同期合閘硬布線回路中串入了機組AI1304模塊輸出的同期條件滿足接點，但是，該接點動作、返回均未送上位機事件列表顯示，因機組已發生多次同期裝置發出合閘令后機組開關未合閘的情況，為了便于分析原因，將機組AI1304模塊輸出的同期條件滿足信號送上位機事件列表，顯示為“*號機AI1304模塊同期條件滿足”。

2.2.3關于*號機有關交流采樣模塊AI1304同期檢

查接點回路異動

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同期檢查接點之間的配合問題，同時為了提高背靠背和SFC啟動抽水調相機組同期合閘的成功率，對*號機有關交流采樣模塊AI1304同期檢查接點回路進行異動。

如圖3（方框標出）所示，在原有的機組有關交流采樣模塊AI1304同期檢查接點回路中串接一繼電器K0，其共有3副常開接點：11、14；21、24；31、34。其中一副接點11、14接入機組開關合閘回路（見圖2）；一副接點31、34接入DI模塊，將交流采樣模塊AI1304同期檢查接點送上位機，上位機顯示信號為“*號機AI1304模塊同期條件滿足”；一副接點21、24接入圖4（串接在K1010的43、44接點前），由圖1和圖4可以看出，異動前，機組抽水調相開機時，同期裝置發出合閘命令，K1010得電，常開接點43、44閉合，從而該回路導通，動作去跳拖動機GCB或跳SFC。異動后，除了K1010繼電器的43、44接點閉合外還需K0繼電器的21、24接點閉合，該回路才導通。也就是說在同期裝置發出合閘令且同時有同期檢查接點滿足信號時才會復歸拖動機或SFC。這樣就可以在同期裝置發出合閘令，開關未合后繼續捕捉同期點，從而大大提高了開關合閘的成功率。

3　結束語

抽水蓄能機組在電網調節中扮演重要角色，因此提高抽水調相開機成功率意義重大。經過上述淺談，考慮到實際工作的可行性，提出幾點建議：

（1）巡檢應認真仔細，對于機組開關的SF6壓力和操作機構的彈簧儲能情況等出現問題時能夠及時發現，避免引起事故；

（2）建議編寫同期回路典型檢修作業指導書，建立定期維護制度，并縮短維護周期。

（3）建議適當延長同期裝置的運行時間周期，以便在機組開關未合時可以多次發合閘令，從而提高同期并網的成功率。

[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總結[M].北京：中國電力出版社，2007.

[3]孫建忠，劉鳳春.電機與拖動[M].北京：機械工業出版社，2010.

[4]卓樂友，葉念國.微機型自動準同期同步裝置的設計和應用[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備運行工作。

TV743

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1672-5387（2015）11-0048-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2015.11.017

2015-07-31