桐柏上水库电源丢失对机组影响的分析与处理

李广亮

（华东桐柏抽水蓄能发电有限责任公司，浙江天台317200）

桐柏上水库电源丢失对机组影响的分析与处理

李广亮

（华东桐柏抽水蓄能发电有限责任公司，浙江天台317200）

桐柏抽水蓄能电站上水库设备电源主要为400 V交流电，通过上库变引自厂用电1 0 kV。本文针对桐柏抽水蓄能电站上水库电源丢失后，对机组在不同工况下的影响进行分析，并提出相关处理措施。

上水库；电源丢失；机组启停；分析；处理

1 引言

桐柏抽水蓄能电站位于浙江省天台县，是一座日调节纯抽水蓄能电站，共安装4台立轴单级混流可逆式水泵水轮机组，单机容量300 MW，总装机容量为1 200 MW，自2006年底全部投入商业运行以来，在华东地区承担调峰、填谷、调频、调相、紧急事故备用任务。输水系统采用一洞二机，共两个输水系统，每个输水系统有一个上库闸门。上库闸门启闭机电源为交流电400 V，正常情况下通过启闭机将闸门保持全开，经上水库公共设备现地控制单元（以下简称LCU8）将信号反馈到上位机，参与机组的启停控制，同时也通过LCU8接收来自上位机闸门动作的命令。

2 异常现象及分析与处理

根据新源发布典型事故分析案例，倘若桐柏抽水蓄能电站机组在运行或停机备用时，由于某种原因（电缆被老鼠咬断或由于山火导致电缆烧断等）导致上水库电源突然全部丢失，分析机组将会受到哪些影响。

2.1.库400 V的主要用户

查看上库400 V系统接线图，可知上库400 V重要用户有：1、2号启闭机，空压机，1、2号溢洪道工作闸门启闭机电源，上库LCU柜电源，送上库直流48 V充电装置的两路交流电源（负荷有：上库设备现地控制盘I=50S+GA01，上库水位测量柜=50S+HM01、=50S+HM02）。

2.2.库400 V电源丢失对主要用户造成的影响

由于上库闸门的安全制动装置采用液压失效保护盘式制动器（用于闸门悬吊时的安全锁定），采用弹簧制动，液压释放。而当交流电源失去时，液压油泵无法启动，致使没有液压可使安全制动闸松闸，因此闸门不会坠落，仍保持正常全开状态，如果上位机有关闸门命令也无法执行。溢洪道闸门因启闭机电源消失无法开启，仍保持全关状态。而由于空压机失电，在水位测量时不能正常开启补气，会使水位测量值不断减小。

当上库刚失电时，由于蓄电池的供电，使得上库直流48 V的用户短时能够正常供电。

图1.库电源回路图

如图1，蓄电池可以使上库LCU8 DI/DO采集模块短时能够正常供电。

由图2、图3可知，DI-2110模块将上库进出水口闸门1（以1号闸门为例介绍，下同）全开位置信号经I_PER硬布线转化为IBP_IG1_OP信号，作为上送LCU8逻辑判断的一个中间量。

图2.I-2110模块信号图

图3.库闸门硬布线输入回路图

如图4，上库信号作为机组启停的条件有：

发电方向：在水位测量没有低1跳闸和低2跳闸信号的同时，1号进出水口闸门打开时1、2号机发电预条件满足，2号进出水口闸门打开时3、4号机发电预条件满足。

抽水方向：在水位测量没有高1跳闸和高2跳闸信号且水位测量4个浮子没有高信号的同时，1号进出水口闸门打开时1、2号机抽水预条件满足，2号进出水口闸门打开时3、4号机抽水预条件满足。

图4.组启动预条件逻辑图

经图5、6，将上库LCU8送来的上述信号送到机组LCU，作为判断机组开机的条件。再将IBH_PC_GO_UR和IBH_STT_PC_PO_UR送到机组LCU的PRE_CON,作为机组各个工况转换的预条件。

图5.组启动预条件转通讯量图

图6.组启动预条件通讯输入图

由此可知，失电后短时间内机组可以正常使用，但随着时间的推移，水位测量值减小到低1跳闸和低2跳闸会影响机组发电开机，不影响抽水开机。但当蓄电池电压消失以后，直流48 V电完全消失，LCU8 DI/DO信号会全部丢失，而图4中所说开机条件将不会满足，机组将闭锁开机。

若1、2号机组在运行，上库直流48 V电源消失，将导致1号闸门全开信号丢失，如图7，若上库1号闸门全开信号丢失，延时10 s，将会使1、2号机组机械事故停机。

图7.组机械快速停机逻辑图（上库）

综上所述：

（1）当上库交流电源消失而48 V直流电源正常时，若机组在运行，不会跳机；若机组在备用状态，在没有出现上库水位低1跳闸和低2跳闸信号前，不影响发电方向开机，在水位测量没有高1跳闸和高2跳闸信号且水位测量4个浮子没有高信号时，不会影响机组抽水方向开机。但出现紧急情况需关上库进出水口闸门时，却不能关闭，闸门会保持正常全开。

（2）当上库交流电源和48 V直流电源均消失时，若机组在运行，则会因为上库闸门全开信号丢失而跳机；若机组在备用状态，则会因为上库闸门全开信号和水位测量信号丢失，致使机组开机预条件不满足，机组发电和抽水方向均不能开机。同样，出现紧急情况需关上库进出水口闸门时，却不能关闭。

3 结束语

抽水蓄能机组在电网调节中扮演重要角色，因此减少上库电源丢失对机组造成的影响意义重大。经过上述浅谈，考虑到实际工作的可行性，提出几点建议：

（1）加强对上库电缆线的监视，尤其是在高温干燥的夏天，做好防止电缆线着火的准备，并作好相应的事故预想。

（2）尽管上库交流电源消失的概率较小，但结合我厂历年发生的事故，上库直流电，尤其是LCU8的直流电源消失的概率还是较大的，上库进出水口闸门全开的信号消失仍会引起相应机组事故停机或开机条件不满足。对此，运维人员已经做出相应异动。

图8.库闸门全开位逻辑判断图

如图8，在LCU8逻辑中用1号闸门开度与41.90 m比较后得出一个1号闸门全开量，与原来经硬布线送DI模块的1号闸门全开信号相或后，再送1、2号机作为闸门全开信号。这样就避免了由于上库直流48 V电源消失致使闸门全开信号丢失影响机组备用或运行。但厂房或下库其他设备是否存在类似问题，应认真检查，防患未然。

（3）上库LCU8 DI/DO采集模块只有一路直流电源供电，是否可以考虑增加一路直流电源，增加可靠性。

[1]陆佑楣，潘家峥.抽水蓄能电站[M].北京：水利电力出版社，1994.

[2]张春生，姜忠见.天荒坪抽水蓄能电站技术总结[M].北京：中国电力出版社，2007.

[3]孙建忠，刘凤春.电机与拖动[M].北京：机械工业出版社，2010.

[4]孙建忠.抽水蓄能技术[M].北京：清华大学出版社，1988.

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1672-5387（2017）09-0067-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.09.023

2017-06-19

李广亮（1989-），男，助理工程师，从事抽水蓄能电站设备运维工作。