桐柏上水庫電源丟失對機組影響的分析與處理

李廣亮

（華東桐柏抽水蓄能發(fā)電有限責任公司，浙江天臺317200）

桐柏上水庫電源丟失對機組影響的分析與處理

李廣亮

（華東桐柏抽水蓄能發(fā)電有限責任公司，浙江天臺317200）

桐柏抽水蓄能電站上水庫設備電源主要為400 V交流電，通過上庫變引自廠用電1 0 kV。本文針對桐柏抽水蓄能電站上水庫電源丟失后，對機組在不同工況下的影響進行分析，并提出相關處理措施。

上水庫；電源丟失；機組啟停；分析；處理

1 引言

桐柏抽水蓄能電站位于浙江省天臺縣，是一座日調(diào)節(jié)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300 MW，總裝機容量為1 200 MW，自2006年底全部投入商業(yè)運行以來，在華東地區(qū)承擔調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相、緊急事故備用任務。輸水系統(tǒng)采用一洞二機，共兩個輸水系統(tǒng)，每個輸水系統(tǒng)有一個上庫閘門。上庫閘門啟閉機電源為交流電400 V，正常情況下通過啟閉機將閘門保持全開，經(jīng)上水庫公共設備現(xiàn)地控制單元（以下簡稱LCU8）將信號反饋到上位機，參與機組的啟停控制，同時也通過LCU8接收來自上位機閘門動作的命令。

2 異常現(xiàn)象及分析與處理

根據(jù)新源發(fā)布典型事故分析案例，倘若桐柏抽水蓄能電站機組在運行或停機備用時，由于某種原因（電纜被老鼠咬斷或由于山火導致電纜燒斷等）導致上水庫電源突然全部丟失，分析機組將會受到哪些影響。

2.1.庫400 V的主要用戶

查看上庫400 V系統(tǒng)接線圖，可知上庫400 V重要用戶有：1、2號啟閉機，空壓機，1、2號溢洪道工作閘門啟閉機電源，上庫LCU柜電源，送上庫直流48 V充電裝置的兩路交流電源（負荷有：上庫設備現(xiàn)地控制盤I=50S+GA01，上庫水位測量柜=50S+HM01、=50S+HM02）。

2.2.庫400 V電源丟失對主要用戶造成的影響

由于上庫閘門的安全制動裝置采用液壓失效保護盤式制動器（用于閘門懸吊時的安全鎖定），采用彈簧制動，液壓釋放。而當交流電源失去時，液壓油泵無法啟動，致使沒有液壓可使安全制動閘松閘，因此閘門不會墜落，仍保持正常全開狀態(tài)，如果上位機有關閘門命令也無法執(zhí)行。溢洪道閘門因啟閉機電源消失無法開啟，仍保持全關狀態(tài)。而由于空壓機失電，在水位測量時不能正常開啟補氣，會使水位測量值不斷減小。

當上庫剛失電時，由于蓄電池的供電，使得上庫直流48 V的用戶短時能夠正常供電。

圖1.庫電源回路圖

如圖1，蓄電池可以使上庫LCU8 DI/DO采集模塊短時能夠正常供電。

由圖2、圖3可知，DI-2110模塊將上庫進出水口閘門1（以1號閘門為例介紹，下同）全開位置信號經(jīng)I_PER硬布線轉化為IBP_IG1_OP信號，作為上送LCU8邏輯判斷的一個中間量。

圖2.I-2110模塊信號圖

圖3.庫閘門硬布線輸入回路圖

如圖4，上庫信號作為機組啟停的條件有：

發(fā)電方向：在水位測量沒有低1跳閘和低2跳閘信號的同時，1號進出水口閘門打開時1、2號機發(fā)電預條件滿足，2號進出水口閘門打開時3、4號機發(fā)電預條件滿足。

抽水方向：在水位測量沒有高1跳閘和高2跳閘信號且水位測量4個浮子沒有高信號的同時，1號進出水口閘門打開時1、2號機抽水預條件滿足，2號進出水口閘門打開時3、4號機抽水預條件滿足。

圖4.組啟動預條件邏輯圖

經(jīng)圖5、6，將上庫LCU8送來的上述信號送到機組LCU，作為判斷機組開機的條件。再將IBH_PC_GO_UR和IBH_STT_PC_PO_UR送到機組LCU的PRE_CON,作為機組各個工況轉換的預條件。

圖5.組啟動預條件轉通訊量圖

圖6.組啟動預條件通訊輸入圖

由此可知，失電后短時間內(nèi)機組可以正常使用，但隨著時間的推移，水位測量值減小到低1跳閘和低2跳閘會影響機組發(fā)電開機，不影響抽水開機。但當蓄電池電壓消失以后，直流48 V電完全消失，LCU8 DI/DO信號會全部丟失，而圖4中所說開機條件將不會滿足，機組將閉鎖開機。

若1、2號機組在運行，上庫直流48 V電源消失，將導致1號閘門全開信號丟失，如圖7，若上庫1號閘門全開信號丟失，延時10 s，將會使1、2號機組機械事故停機。

圖7.組機械快速停機邏輯圖（上庫）

綜上所述：

（1）當上庫交流電源消失而48 V直流電源正常時，若機組在運行，不會跳機；若機組在備用狀態(tài)，在沒有出現(xiàn)上庫水位低1跳閘和低2跳閘信號前，不影響發(fā)電方向開機，在水位測量沒有高1跳閘和高2跳閘信號且水位測量4個浮子沒有高信號時，不會影響機組抽水方向開機。但出現(xiàn)緊急情況需關上庫進出水口閘門時，卻不能關閉，閘門會保持正常全開。

（2）當上庫交流電源和48 V直流電源均消失時，若機組在運行，則會因為上庫閘門全開信號丟失而跳機；若機組在備用狀態(tài)，則會因為上庫閘門全開信號和水位測量信號丟失，致使機組開機預條件不滿足，機組發(fā)電和抽水方向均不能開機。同樣，出現(xiàn)緊急情況需關上庫進出水口閘門時，卻不能關閉。

3 結束語

抽水蓄能機組在電網(wǎng)調(diào)節(jié)中扮演重要角色，因此減少上庫電源丟失對機組造成的影響意義重大。經(jīng)過上述淺談，考慮到實際工作的可行性，提出幾點建議：

（1）加強對上庫電纜線的監(jiān)視，尤其是在高溫干燥的夏天，做好防止電纜線著火的準備，并作好相應的事故預想。

（2）盡管上庫交流電源消失的概率較小，但結合我廠歷年發(fā)生的事故，上庫直流電，尤其是LCU8的直流電源消失的概率還是較大的，上庫進出水口閘門全開的信號消失仍會引起相應機組事故停機或開機條件不滿足。對此，運維人員已經(jīng)做出相應異動。

圖8.庫閘門全開位邏輯判斷圖

如圖8，在LCU8邏輯中用1號閘門開度與41.90 m比較后得出一個1號閘門全開量，與原來經(jīng)硬布線送DI模塊的1號閘門全開信號相或后，再送1、2號機作為閘門全開信號。這樣就避免了由于上庫直流48 V電源消失致使閘門全開信號丟失影響機組備用或運行。但廠房或下庫其他設備是否存在類似問題，應認真檢查，防患未然。

（3）上庫LCU8 DI/DO采集模塊只有一路直流電源供電，是否可以考慮增加一路直流電源，增加可靠性。

[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(yè)出版社，2010.

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1672-5387（2017）09-0067-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.09.023

2017-06-19

李廣亮（1989-），男，助理工程師，從事抽水蓄能電站設備運維工作。