关于发电开机过程中励磁启动超时转停机的分析

2012-07-04章亮

水电站机电技术 2012年4期

章亮

（华东桐柏抽水蓄能发电有限责任公司，浙江天台 317200）

0 引言

桐柏抽水蓄能电站位于浙江省天台县，距天台县城7 km。电站总装机容量为120万kW，单机容量为30万kW，共四台水泵水轮机组。抽水蓄能电站与常规机组相比较，运行工况较多，其中稳态工况有发电、发电调相、抽水、抽水调相、停机等，暂态工况有静止、水轮机。因此，励磁系统的设计必须考虑到SFC启动、电气制动和背靠背启动时对励磁系统的要求。由奥地利VATECH-ELIN公司为桐柏抽水蓄能电站提供的自并励可控硅静止整流励磁系统能满足不同工况下的要求，其励磁调节器采用带集成顺控器的GMR3型数字电压调节器。励磁调节器为双通道调节器，两个通道彼此独立，每个通道都有自己的实际信号来源、电源、数字调节器以及脉冲发生装置，保证每个通道的独立性。励磁系统的正常运作与机组正常启停与运行息息相关，励磁系统启动失败原因复杂多样，其结果都将会造成机组启动失败或停机超时。

1 事件现象

2011年某日12：49，4号机按计划发电开机，流程进行到步序62-1（表示从水轮机转发电工况的第一步流程），灭磁开关合上后，上位机发‘4号机励磁启动超时跳闸’，‘4号机事故停机’，‘4号机电气事故停机’，‘4号机保护动作闭锁电制动’信号，转停机流程。现场检查励磁JD01盘有启动超时报警信号。

2 原因分析及处理

正常情况下（如图1），62-1步骤时，机组电压>90%，有‘励磁运行是’信号即反馈成功，执行下一步流程。查看信号记录，‘励磁运行是’信号始终未发，而励磁启动超时信号说明励磁本身内部故障引起励磁运行失败。

图1 励磁系统流程逻辑（部分）

由图2可知，造成励磁启动超时跳闸的原因有：电制动模式启动1；试验模式启动1；励磁启动1；设定运行；以上任一信号在发出后经15s未复位便会发启动超时跳闸。这里可以排除电制动模式和试验模式，励磁启动1令此时正在励磁系统中作用，因此可以判断是这一信号15s未复位造成的启动超时。

图2 励磁系统流程逻辑（部分）

由图3可知，励磁启动1令的重置复位是通过‘励磁在运行’和‘保护闭锁电制动启动’任一条件满足。此时保护闭锁电制动启动令尚未发出，那么应该是励磁系统15s内未收到‘励磁在运行’这个信号，导致励磁启动1令未复位进而导致励磁启动超时。

图3 励磁系统流程逻辑（部分）

要满足‘励磁在运行’这个条件，如图4，我们分析：励磁在远方模式，励磁运行，励磁准备好，此时返回一个励磁启动1命令和电压预平衡命令，此二命令由‘励磁在运行’条件复归。逻辑继续向下，返回一个励磁变低压开关合闸命令，并由励磁变低压开关合状态条件延时1s后返回一个灭磁开关合闸命令。

图4 励磁系统流程逻辑（部分）

接下来看图5，第一个与门条件：背靠背模式扩展，无线路充电令，灭磁开关在投，不在背靠背模式并且励磁不在启动，未起励，背靠背启动励磁否；第二个与门条件：背靠背模式扩展，灭磁开关在投，不在背靠背模式，发电机开关在合；第三个与门条件：背靠背模式扩展，灭磁开关在投，背靠背启动令释放或不在电动工况。由以上条件可知第二，第三种情况可以排除，接下来看，此时逻辑会返回几个条件信号：励磁启动2命令，整流桥运行命令。当满足第一个与门条件且整流桥在运行，晶闸管电流，电压达到定值，则流程将继续下行，并返回信号：励磁启动3命令。然后当励磁尚未起励且电制动未投或者励磁尚未起励且电制动投入且机端电流达到某值，均可使‘励磁在运行’信号有效。

图5 励磁系统流程逻辑（部分）

回过头来再分析，由上位机信号可以得知，此时励磁ECB，FCB均已在合，图4的条件均满足，而电制动刀此时在分，查看当时电气量励磁尚未起励，图5中只有中间部分条件可能不满足引起流程中断。即条件：整流桥在运行，晶闸管电流，电压达到定值至励磁启动3命令满足这一段。因为励磁启动3命令是整流桥在运行，晶闸管电流，电压达到定值这些条件满足的情况下返回的一个命令，无论它执行成功与否，都不影响流程下行，因此故障的原因只能是整流桥运行这段，初步判断应该是励磁内部通讯不通畅引起命令信号丢失，造成内部流程中断。而我厂励磁信号由调节器出令经过网线到达交换机，再输送到通讯模块，经过检查，设备没有异常，通讯通道完好，那么这次启动超时应该是很偶然的信号丢失造成的。

事后经过检修仔细检查，确认是因为励磁内部通讯问题引起超时跳闸，而之后的风扇未收到启动命令，应该是因为励磁启动3命令条件不满足，造成风扇启动失败，这个不是此次开机失败的主因。