沙溪口水電站監控系統模擬量跳變過大缺陷分析及處理

陳青青

(中電(福建)電力開發有限公司，福建 南平 353000)

1 工程概況

沙溪口水電廠位于福建閩江支流西溪上，裝設4臺單機容量75 MW的軸流轉槳式水輪發電機組，總裝機容量300 MW，擔負系統調峰、調頻和事故備用任務。水輪機型號為ZZF01—LH—800，n=75 r/min，發電機型號為 SF75—80/13000。計算機監控系統采用國電南瑞SJ—500型及施耐德 Quantum系列PLC，現地控制單元 PLC為控制中心，設置一體機和操作面板做為人機界面。PLC采用雙CPU、雙星形以太網結構的模式，配置以太網接口,外加觸摸屏、通信管理設備、供電設備等(見圖1)。

圖1 FDPM弱電部分外部接線原理

2 事件經過

2021年7月27日10∶25，4號機頂蓋水位在低位時，頻繁報頂蓋水位越限(水位在0.22～0.29 m之間跳動)缺陷；清洗變送器感壓頭無效，從點檢庫找到備品更換后仍跳變(4號機在下游水位64.5 m左右漏水大，當時65.14 m，2臺機開機各帶550 MW負荷，處振動區)。停機后觀察頂蓋水位上位機顯示仍跳變。

2021年7月29日15∶20，上位機查“4號機制動氣壓力”、“4號機圍帶充氣壓力”也顯示突變(見圖2)；此2個模擬量均為4號機AI3模塊的模擬量，疑是AI3模塊損壞。咨詢南瑞廠家昆騰模件支持帶電撥插，待4號機停機，更換ACI40系列模塊2塊后，均無法解決模擬量顯示突變問題。

圖2 4號機模擬量跳變示意

2021年7月29日20∶35，4號機AI3外圍變送器電纜一一甩開后仍存在跳變。

2021年7月29日21∶02，1號機無功變送器突變、公用監控高壓氣機壓力通訊量至上位機也突變。

3 原因分析及處理

綜合以上的監控缺陷，初步判斷是電源問題。通過濾波發現，模擬量輸入回路中存在少量的交流電分量，抗干擾器無法全部過濾掉回路中的交流分量，這部分電壓分量使模擬量輸入回路中產生連接電流，導致模擬量信號跳動。斷開直流空開ZK1(見圖3)，利用繼保儀輸出DC 220 V電源至空開下端，監控系統的顯示值突變情況隨即消失。

圖3 FPDM監控電源插箱示意

追溯源頭UPS改造后，部分交流倒送至直流系統，導致其送出的直流中含交流成分，斷開了的UPS直流輸入空開I—6QF、I—7QF，Ⅱ—6QF、Ⅱ—7QF上端測得交流電為70、72 V，71、69 V(見圖4)。

圖4 UPS不間斷電源接線示意

配合運行人員斷開UPS直流輸入空開I—6QF、I—7QF，II—6QF、II —7QF，合上4號機組LCU直流空開ZK1，查LCU模擬量跳變情況，即消失。

4 解決方案

(1)UPS直流輸入端正負極與地之間接入1個濾波電容，采用這一方法能大大降低直流系統中的交流分量；但是交流分量對直流系統的影響仍然存在,而且直流系統接地會導致分布電容波動,容易使控制系統和保護系統誤動作。

(2)UPS交流輸入端增加隔離變壓器使直流系統與交流系統及大地物理分開,同時拆除隔離變壓器二次N線端子接地線,使二次側N端電位懸空；這樣才能切斷直流系統和交流系統可能的電氣耦合，保證隔離變壓器使直流系統與交流系統及大地物理分開，這個方法能有效而安全地消除直流系統的交流分量。

5 結 語

(1)直流系統中串入交流分量時,對直流系統危害很大,會引起開入誤動作或開關等設備誤動作。

(2)當采用交直流雙供電時,應特別注意選用交流輸入端有隔變壓器的開關電源盒;其中隔離變壓器的負荷N端懸空,不能和一次側相連或接地。

(3)完善絕緣裝置的接地故障檢測功能，及時發現交流串入接地故障，有利于減少由此產生的保護誤動事故。