一起机组由发电工况转发电调相工况失败原因浅析

单锋，王炯

(华东桐柏抽水蓄能发电有限责任公司，浙江天台317200)

0 简述

华东桐柏抽水蓄能电站位于佛宗道源、风景秀丽的天台山境内，距天台县城7km，与杭州直线距离为150km。电站枢纽包括上水库、下水库、输水系统、地下厂房和开关站等。电站装机共4台，单机容量为30万kW，总装机容量120万kW，在华东电网中承担调峰填谷、调频调相及紧急事故备用的作用。

抽水蓄能机组具有发电和抽水两个旋转方向，具备水轮机、发电、发电调相、抽水、抽水调相及线路充电等多种运行工况。当机组运行于发电调相或抽水调相工况时，机组向电网输出无功，而只从电网吸收很少一部分有功，该工况用于调节电网的无功潮流和电网电压。

1 事件现象简述

某次4号机需运行于发电调相工况，机组发电并网正常，当机组执行发电工况至发电调相工况流程第三步(以下简称流程23-3)时，上位机显示压水失败，随后流程报警，23-3执行超时报警，机组转停机。

如图1，机组执行发电工况至发电调相工况流程第二步(以下简称流程23-2)时动作打开迷宫冷却水电动阀并关闭球阀，当迷宫冷却水电动阀打开后，流程23-2执行完成，该步流程不要求反馈球阀全关，此时球阀正在关闭过程中。

图1 流程23-2

图2为步序23-3流程图，在23-2执行完成后，23-3开始执行，动作机组尾水压水，反馈条件为压水成功。

图2 流程23-3

2 原因浅析

下面分析机组压水不成功原因，在压水子程序中共分五步，前四步将尾水水位压至压水水位以下，第五步在收到球阀全关信号及球阀旁通阀全关信号后打开蜗壳泄压阀，如图3，该步完成则上位机将发“压水完成开始压水保持”信号。

图3 尾水压水流程

此外，动作压水失败信号如图4，可见当压水流程任一步序超时或步序预条件丢失则可发压水失败信号。预条件由上一步流程执行完毕作为预条件，第一步预条件为迷宫阀打开、导叶全关、蜗壳排气阀全关、转轮排气阀全关，这些条件在程序执行过程中始终都满足，可以排除预条件丢失导致压水失败的可能，导致压水失败的原因可能为某步执行超时。由上位机信号显示，压水前四步执行正常，尾水管水位已压至水位太高与水位高浮子以下。当时执行到压水第五步，即将打开蜗壳泄压阀，而执行该步流程有两个条件:球阀全关、球阀工作旁通阀全关，球阀工作旁通阀在流程执行过程中始终关闭，问题可能出在球阀全关信号上。

图4 压水失败动作逻辑图

当天4号机共发电调相开机试验三次，第一次从压水第四步反馈确认到第五步压水失败共计30s，期间未收到球阀全关信号；第二次从压水第四步反馈确认到第五步压水失败也共计30s，也未收到球阀全关信号；第三次工况转换成功，从压水第四步反馈确认到第五步反馈确认共计28s，且收到了球阀全关信号。

随机统计几次机组开停机时球阀打开关闭时间，如表1(球阀压油罐压力基本相同):

表1 球阀全关全开时间采样表单位:s

由表1可见4号球阀打开的时间与其他机组球阀基本无异，只是全关时间较其他球阀要长，出现这种情况的可能原因:①球阀接力器关腔油路不畅；②球阀操作油源油阀或继电器动作机构存在一定个体差异；③球阀全关位置接点松动、位移；④信号传送延时。

由分析可知，导致前两次发电调相开机压水失败的原因为4号机球阀因某原因关闭过慢或全关信号上送过慢，导致压水子程序在步序时间内未收到球阀全关信号，从而导致流程超时，压水失败。

3 处理对策

鉴于上位机接收球阀全关时间与该步流程超时设定时间较为接近，实际转换成功率较低，适当修改了机组流程中该步流程超时设定时间，避免类似事件再次发生。

4 结语

虽4号机发电工况转发电调相工况球阀全关信号接收延时导致工况转换不成功暂时得到了解决，但具体球阀关闭时间较长原因还没有彻底得到查明，需进一步查明其关闭时间较长原因:

(1)检查4号机球阀油路，进行四台机球阀开关对比试验，确认4号机球阀是否存在关闭过慢的现象，并查明是否有机械方面原因。

(2)上位机强制现场继电器；现场动作球阀全关位置接点，通过比对检查确认有无信号延时原因。