浅析机组背靠背启动中拖动机的停机逻辑

2017-09-26段世肖蒋池剑

水电站机电技术 2017年9期

关键词：步序闸刀桐柏

段世肖，蒋池剑

（华东桐柏抽水蓄能发电有限责任公司，浙江天台317200）

浅析机组背靠背启动中拖动机的停机逻辑

段世肖，蒋池剑

（华东桐柏抽水蓄能发电有限责任公司，浙江天台317200）

介绍了华东桐柏抽水蓄能电站机组背靠背启动的原理和监控流程，分析了拖动机组在完成背靠背启动后转停机的流程，并结合现场实际、运行经验对流程中存在的异常问题进行分析，确证问题原因，以便进行相关异动，保证机组背靠背启动的成功率。

抽水蓄能电站；背靠背启动；拖动机；预条件

0 引言

华东桐柏抽水蓄能电站（以下简称桐柏电站）位于浙江省天台县境内，电站以双回500 kV线路接入华东电网，在华东电网承担调峰、填谷、调频、调相和事故备用等多种任务。桐柏电站装设了4台300 MW的可逆式水泵水轮发电机组，其正常运行工况主要有发电、发电调相、抽水、抽水调相等4种。

机组抽水调相启动问题在桐柏电站机组的日常运行中占据非常重要的地位。当发电电动机作为电动机运行启动时，为能获得足够大的电磁转矩以克服水泵阻转矩、机械摩擦转矩，而启动电流不至过大，对电网不产生扰动，并且启动过程迅速、平稳，必须采用专门的电气设备及操作方法。

目前最常用的抽水调相启动方式是以静止变频器启动为主，背靠背启动为辅。背靠背启动作为静止变频器启动的一种辅助备用方式，仍是不可或缺的。在电网或变频系统出现故障时，采用背靠背启动可保证机组的正常运行，提高桐柏电站机组运行的可靠性和稳定性。

1 背靠背启动的原理

背靠背启动是以一台机组作为启动电源，启动前，将拖动机组与被拖动机组通过电气连接导通，并分别在两台机组的转子上加以适当的励磁；启动时，开启拖动机组的导叶，其定子绕组端感应的低频电压经启动母线施加于被拖动机组，并产生启动转矩，使被拖动机组随拖动机组同步旋转。随着导叶逐渐开启，拖动机组和被拖动机组转速逐渐上升、机端电压逐渐增加，而后继续同步升速到额定转速后被拖动机组完成同期并网，进入抽水调相稳态。

2 背靠背启动的流程

现以桐柏电站实际监控流程为例介绍机组背靠背启动流程，具体流程如图1所示。

第一步：合上被拖动机组换相闸刀电动机方向，合上启动母线闸刀，合上拖动机组拖动闸刀，合上拖动机组GCB，合上被拖动机组被拖动闸刀；

第二步：在建立拖动机组与被拖动机组电气连接后分别设置拖动机组和被拖动机组调速器系统、励磁系统和保护系统的模式以适用拖动过程的不同阶段；

第三步：开启拖动机组球阀与导叶，启动拖动机组与被拖动机组励磁系统，待同期条件满足，启动被拖动机组同期装置进行同期并网；

第四步：被拖动机组同期合上GCB，拖动机组跳开GCB，被拖动机组进入抽水调相工况，拖动机组进入水轮机方向空转随后转停机。

3 拖动机组停机流程

3.1.动机组停机流程中发现的问题

通过查看多次桐柏电站机组背靠背启动流程发现，当机组背靠背启动时，被拖动机组开关合闸，拖动机组开关分闸，被拖动机组达到抽水调相稳态，此时拖动机组完成拖动，进入停机转换流程。但在Step_SP流程中拖动机组并未发出机组停机令，而是在SP-3步序完成后，会发“*号机流程报警；*号机步序SP-4前提条件不满足”而转停机。

图1.组背靠背启动的流程

3.2.动机组停机流程问题的分析

为了分析拖动机组完成拖动过程后如何进入停机转换流程，我们采取顺藤摸瓜的方法，先来分析下为什么“*号机步序SP-4前提条件不满足”就会使拖动机组进入停机流程（详见图2、图3）。

图2.动机组流程步序SP-4

图3.序预条件丢失转停机

仔细分析上述机组顺控逻辑图，再结合机组背靠背启动过程的事件列表，不难分析出，在背靠背启动时，当被拖动机组开关合闸后，拖动机组继续走拖动流程，执行STEP_SP_3（步序SP-3）后发出GBX_STP_SP_3_OK（步序SP-3完成），开始执行STEP_SP_4（步序SP-4），在完成GB_GCB_OF_SP（拖动机组开关分闸令），拖动机组开关分闸后，在执行GB_EXC_OF_SP（拖动机组励磁停止令）过程中，上位机发STEP_SP_4前提条件不满足，图2中GBX_STP_SP_4_PC（步序SP-4预条件丢失）输出，然后图3中GBX_SEQ_PC（步序预条件丢失）输出导致GBX_SPO（拖动机组停机令）输出使拖动机组进入停机流程。

那为什么会报STEP_SP_4前提条件不满足呢？分析图2的顺控逻辑可以看出，造成STEP_SP_4前提条件不满足的原因是GBX_STP_SP_3_OK（步序SP-3完成）被复位。

分析机组顺控逻辑图4，造成GBX_STP_SP_3_OK（步序SP-3完成）被复位的原因有：LBX_LED_GCB_ON（被拖动机组开关分闸）; IBP_N＞90（拖动机组转速大于90%）; GBX_STP_SP_3_OK（步序SP-3完成）; IBN_EXC_ON（拖动机组励磁运行）四者任一复位均会造成GBX_STP_SP_3_OK（步序SP-3完成）被复位。再结合机组背靠背启动过程的事件列表，分析上述4个条件复归可能性，只有LBX_LED_GCB_ON（被拖动机组开关分闸）最有可能会被复归。

图4.动机组流程步序SP-3

分析机组顺控逻辑图5、图6，当被拖动机组达到抽水调相稳态工况时，GBX_SCP（被拖动机组抽水调相稳态）信号发出，将GBX_LERO→U*（被拖动机组发出由U*拖动令）信号复归，然后查看被拖动机组的O_BUS逻辑，GBX_LERO→U*（被拖动机组发出由U*拖动令）信号的五段2地址为1-10-2-1-2，根据被拖动机组的路由表可知（DST212代表拖动机组），该信号被送至拖动机组，再查看拖动机组的I_BUS逻辑，GBX_LERO→U*（被拖动机组发出由U*拖动令）信号在拖动机组的逻辑图中为IB*_LERO（被拖动机组发出的拖动令），IB*_LERO（被拖动机组发出的拖动令）被复归，造成LBX_LED_GCB_ON（被拖动机组开关合闸）被复归，从而引起拖动机组SP-4前提条件不满足而转停机。