淺析機(jī)組背靠背啟動中拖動機(jī)的停機(jī)邏輯

段世肖，蔣池劍

（華東桐柏抽水蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江天臺317200）

淺析機(jī)組背靠背啟動中拖動機(jī)的停機(jī)邏輯

段世肖，蔣池劍

（華東桐柏抽水蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江天臺317200）

介紹了華東桐柏抽水蓄能電站機(jī)組背靠背啟動的原理和監(jiān)控流程，分析了拖動機(jī)組在完成背靠背啟動后轉(zhuǎn)停機(jī)的流程，并結(jié)合現(xiàn)場實際、運行經(jīng)驗對流程中存在的異常問題進(jìn)行分析，確證問題原因，以便進(jìn)行相關(guān)異動，保證機(jī)組背靠背啟動的成功率。

抽水蓄能電站；背靠背啟動；拖動機(jī)；預(yù)條件

0 引言

華東桐柏抽水蓄能電站（以下簡稱桐柏電站）位于浙江省天臺縣境內(nèi)，電站以雙回500 kV線路接入華東電網(wǎng)，在華東電網(wǎng)承擔(dān)調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相和事故備用等多種任務(wù)。桐柏電站裝設(shè)了4臺300 MW的可逆式水泵水輪發(fā)電機(jī)組，其正常運行工況主要有發(fā)電、發(fā)電調(diào)相、抽水、抽水調(diào)相等4種。

機(jī)組抽水調(diào)相啟動問題在桐柏電站機(jī)組的日常運行中占據(jù)非常重要的地位。當(dāng)發(fā)電電動機(jī)作為電動機(jī)運行啟動時，為能獲得足夠大的電磁轉(zhuǎn)矩以克服水泵阻轉(zhuǎn)矩、機(jī)械摩擦轉(zhuǎn)矩，而啟動電流不至過大，對電網(wǎng)不產(chǎn)生擾動，并且啟動過程迅速、平穩(wěn)，必須采用專門的電氣設(shè)備及操作方法。

目前最常用的抽水調(diào)相啟動方式是以靜止變頻器啟動為主，背靠背啟動為輔。背靠背啟動作為靜止變頻器啟動的一種輔助備用方式，仍是不可或缺的。在電網(wǎng)或變頻系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，采用背靠背啟動可保證機(jī)組的正常運行，提高桐柏電站機(jī)組運行的可靠性和穩(wěn)定性。

1 背靠背啟動的原理

背靠背啟動是以一臺機(jī)組作為啟動電源，啟動前，將拖動機(jī)組與被拖動機(jī)組通過電氣連接導(dǎo)通，并分別在兩臺機(jī)組的轉(zhuǎn)子上加以適當(dāng)?shù)膭畲牛粏訒r，開啟拖動機(jī)組的導(dǎo)葉，其定子繞組端感應(yīng)的低頻電壓經(jīng)啟動母線施加于被拖動機(jī)組，并產(chǎn)生啟動轉(zhuǎn)矩，使被拖動機(jī)組隨拖動機(jī)組同步旋轉(zhuǎn)。隨著導(dǎo)葉逐漸開啟，拖動機(jī)組和被拖動機(jī)組轉(zhuǎn)速逐漸上升、機(jī)端電壓逐漸增加，而后繼續(xù)同步升速到額定轉(zhuǎn)速后被拖動機(jī)組完成同期并網(wǎng)，進(jìn)入抽水調(diào)相穩(wěn)態(tài)。

2 背靠背啟動的流程

現(xiàn)以桐柏電站實際監(jiān)控流程為例介紹機(jī)組背靠背啟動流程，具體流程如圖1所示。

第一步：合上被拖動機(jī)組換相閘刀電動機(jī)方向，合上啟動母線閘刀，合上拖動機(jī)組拖動閘刀，合上拖動機(jī)組GCB，合上被拖動機(jī)組被拖動閘刀；

第二步：在建立拖動機(jī)組與被拖動機(jī)組電氣連接后分別設(shè)置拖動機(jī)組和被拖動機(jī)組調(diào)速器系統(tǒng)、勵磁系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)的模式以適用拖動過程的不同階段；

第三步：開啟拖動機(jī)組球閥與導(dǎo)葉，啟動拖動機(jī)組與被拖動機(jī)組勵磁系統(tǒng)，待同期條件滿足，啟動被拖動機(jī)組同期裝置進(jìn)行同期并網(wǎng)；

第四步：被拖動機(jī)組同期合上GCB，拖動機(jī)組跳開GCB，被拖動機(jī)組進(jìn)入抽水調(diào)相工況，拖動機(jī)組進(jìn)入水輪機(jī)方向空轉(zhuǎn)隨后轉(zhuǎn)停機(jī)。

3 拖動機(jī)組停機(jī)流程

3.1.動機(jī)組停機(jī)流程中發(fā)現(xiàn)的問題

通過查看多次桐柏電站機(jī)組背靠背啟動流程發(fā)現(xiàn)，當(dāng)機(jī)組背靠背啟動時，被拖動機(jī)組開關(guān)合閘，拖動機(jī)組開關(guān)分閘，被拖動機(jī)組達(dá)到抽水調(diào)相穩(wěn)態(tài)，此時拖動機(jī)組完成拖動，進(jìn)入停機(jī)轉(zhuǎn)換流程。但在Step_SP流程中拖動機(jī)組并未發(fā)出機(jī)組停機(jī)令，而是在SP-3步序完成后，會發(fā)“*號機(jī)流程報警；*號機(jī)步序SP-4前提條件不滿足”而轉(zhuǎn)停機(jī)。

圖1.組背靠背啟動的流程

3.2.動機(jī)組停機(jī)流程問題的分析

為了分析拖動機(jī)組完成拖動過程后如何進(jìn)入停機(jī)轉(zhuǎn)換流程，我們采取順藤摸瓜的方法，先來分析下為什么“*號機(jī)步序SP-4前提條件不滿足”就會使拖動機(jī)組進(jìn)入停機(jī)流程（詳見圖2、圖3）。

圖2.動機(jī)組流程步序SP-4

圖3.序預(yù)條件丟失轉(zhuǎn)停機(jī)

仔細(xì)分析上述機(jī)組順控邏輯圖，再結(jié)合機(jī)組背靠背啟動過程的事件列表，不難分析出，在背靠背啟動時，當(dāng)被拖動機(jī)組開關(guān)合閘后，拖動機(jī)組繼續(xù)走拖動流程，執(zhí)行STEP_SP_3（步序SP-3）后發(fā)出GBX_STP_SP_3_OK（步序SP-3完成），開始執(zhí)行STEP_SP_4（步序SP-4），在完成GB_GCB_OF_SP（拖動機(jī)組開關(guān)分閘令），拖動機(jī)組開關(guān)分閘后，在執(zhí)行GB_EXC_OF_SP（拖動機(jī)組勵磁停止令）過程中，上位機(jī)發(fā)STEP_SP_4前提條件不滿足，圖2中GBX_STP_SP_4_PC（步序SP-4預(yù)條件丟失）輸出，然后圖3中GBX_SEQ_PC（步序預(yù)條件丟失）輸出導(dǎo)致GBX_SPO（拖動機(jī)組停機(jī)令）輸出使拖動機(jī)組進(jìn)入停機(jī)流程。

那為什么會報STEP_SP_4前提條件不滿足呢？分析圖2的順控邏輯可以看出，造成STEP_SP_4前提條件不滿足的原因是GBX_STP_SP_3_OK（步序SP-3完成）被復(fù)位。

分析機(jī)組順控邏輯圖4，造成GBX_STP_SP_3_OK（步序SP-3完成）被復(fù)位的原因有：LBX_LED_GCB_ON（被拖動機(jī)組開關(guān)分閘）; IBP_N＞90（拖動機(jī)組轉(zhuǎn)速大于90%）; GBX_STP_SP_3_OK（步序SP-3完成）; IBN_EXC_ON（拖動機(jī)組勵磁運行）四者任一復(fù)位均會造成GBX_STP_SP_3_OK（步序SP-3完成）被復(fù)位。再結(jié)合機(jī)組背靠背啟動過程的事件列表，分析上述4個條件復(fù)歸可能性，只有LBX_LED_GCB_ON（被拖動機(jī)組開關(guān)分閘）最有可能會被復(fù)歸。

圖4.動機(jī)組流程步序SP-3

分析機(jī)組順控邏輯圖5、圖6，當(dāng)被拖動機(jī)組達(dá)到抽水調(diào)相穩(wěn)態(tài)工況時，GBX_SCP（被拖動機(jī)組抽水調(diào)相穩(wěn)態(tài)）信號發(fā)出，將GBX_LERO→U*（被拖動機(jī)組發(fā)出由U*拖動令）信號復(fù)歸，然后查看被拖動機(jī)組的O_BUS邏輯，GBX_LERO→U*（被拖動機(jī)組發(fā)出由U*拖動令）信號的五段2地址為1-10-2-1-2，根據(jù)被拖動機(jī)組的路由表可知（DST212代表拖動機(jī)組），該信號被送至拖動機(jī)組，再查看拖動機(jī)組的I_BUS邏輯，GBX_LERO→U*（被拖動機(jī)組發(fā)出由U*拖動令）信號在拖動機(jī)組的邏輯圖中為IB*_LERO（被拖動機(jī)組發(fā)出的拖動令），IB*_LERO（被拖動機(jī)組發(fā)出的拖動令）被復(fù)歸，造成LBX_LED_GCB_ON（被拖動機(jī)組開關(guān)合閘）被復(fù)歸，從而引起拖動機(jī)組SP-4前提條件不滿足而轉(zhuǎn)停機(jī)。

圖5.拖動機(jī)組發(fā)背靠背拖動令

圖6.動機(jī)組流程中被拖動機(jī)組開關(guān)分合閘狀態(tài)

4 結(jié)論

通過分析拖動機(jī)組在完成背靠背啟動后轉(zhuǎn)停機(jī)的流程中存在的異常問題，仔細(xì)查找并確證問題原因，以便提出相關(guān)異動，防止同類事故的再次發(fā)生，為保證機(jī)組背靠背啟動的成功率提供有力的技術(shù)保障。

[1]梅祖彥.抽水蓄能技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，1988.

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TV743

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1672-5387（2017）09-0003-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.09.002

2017-06-19

段世肖（1988-），男，助理工程師，從事抽水蓄能電站運維工作。