泰蓄2号机组抽水工况电气事故跳机分析处理

2019-03-29肖仁军李新煜

水电站机电技术 2019年3期

夏鑫，肖仁军，李新煜

（山东泰山抽水蓄能电站有限责任公司，山东泰安271000）

1 事故现象

2016 年 05月 07日 00：30：00，泰山抽水蓄能电站2号机组抽水工况运行，00：52：53监控系统出现报警信息“GOV WATCHDOG ALARM COMING（调速器看门狗报警出现）”，00：52：54此报警消失，同时出现“ELECTRIC TRIP RELAIS ACTIVE COMING（电气跳机继电器动作）”，2号机组电气事故跳机，2号机发电机出口开关、励磁直流开关跳开，导叶、球阀紧急关闭。

2 事故原因分析

2号机电气事故跳机前出现的“GOV WATCHDOG ALARM COMING”报警信息为判断监控系统CPU与调速器控制系统CPU通信是否正常的一个信号，如图1所示，当机组停机稳态时GOV WATCHGOD监视时间为10s，当机组非停机稳态时GOV WATCHGOD监视时间为5s，也就是说当机组开机时监控系统与调速器控制系统通信异常超过5s，监控系统就会报出“GOV WATCHDOG ALARM COMING”，此报警并非判断调速器控制系统CPU死机的硬件看门狗信号，因此不会导致跳机。

正常运行时机组转速信号为监控与调速器的通信转速信号，而当监控与调速器通信异常时，即“GOV WATCHDOG ALARM COMING”报警时，机组转速信号切换为硬布线输入至监控系统信号PIW592。

图1 GOV WATCHDOG监视时间选择

通过查看监控系统硬件组态可以发现模拟量输入通道PIW592接受信号为4线制4～20mA电流信号，而调速器控制系统输出至监控系统的硬布线转速信号是通过调速器控制系统PLC模拟量输出通道Q400输出0～10V至T01信号隔离转换模块，T01将0～10V输入信号转换为4～20mA电流信号至监控系统PIW592，对应转速为0～200%（图2）。

图2 硬布线转速模拟量信号转化过程

现场检查发现T01模块无论输入信号0～10V怎样变化，输出均为4mA，对应转速为0。而监控程序中换相刀闸在抽水位置、发电机出口开关合闸、机组转速小于95%时将触发Q4.1开关量输出点动作（图3），Q4.1输出励磁-K033继电器，-K033继电器13、14辅助触点闭合励磁-K86U1和K86U2电气跳闸继电器，引起机组电气事故跳机（图4）。

图3 Q4.1开关量输出点动作逻辑

图4 电气事故跳机硬接线逻辑图

3 事故处理

（1）2号机组跳闸后，对机组转动部件、蜗壳以及发电机出口开关进行检查和试验均无异常，没有出现设备损坏。

（2）更换调速器信号转换模块T01，彻底消除此次2号机组跳闸的直接原因。这样，即使监控系统与2号机调速器控制系统通信存在问题、出现通信看门狗报警时，也不会因机组转速信号切换为硬布线输入而导致机组电气事故跳机。

（3）为消除监控系统与2号机调速器控制系统通信看门狗报警问题，进行如下2项工作：

1）检查监控系统与调速器系统通信网线，发现连接网络端口存在不闪烁现象，侧面反映可能存在通信中断现象。将监控与调速器通信网线更换为超6类西门子设备专用网线。

2）为协调、优化监控系统与调速器系统通信看门狗监视功能，将监控系统程序中判断监控系统与2号机调速器控制系统通信功能是否正常看门狗报警的运算块由组织功能块OB38（扫描时间50ms）改至组织功能块OB35中。

上述应对措施从硬件以及程序两个方面进行了有益的探索和实施，从现场观察来看取得一定的效果，经过一段时间的跟踪观察，通信正常，未再出现此类报警。

4 暴露的问题

（1）日常运检工作中，没有采用有效手段或试验项目及时发现损坏的2号机调速器信号转换模块T01，导致当监控与调速器通信异常时，即“GOV WATCHDOG ALARM COMING”报警时，2号机调速器控制系统送往监控的机组转速信号由通信信号切换为硬布线信号时，转速信号采集错误，触发机组电气跳闸逻辑。

（2）监控系统跳闸逻辑设置不合理。监控系统程序中，当换相刀闸在抽水位置、发电机出口开关合闸、机组转速小于95%时电气事故跳机逻辑已经在保护系统中低频切泵保护功能中进行配置，不应在监控程序中再次设置相关保护跳闸逻辑。

（3）监控系统存在CPU扫描周期偏长现象（最短扫描时间为125ms，最长扫描时间为1094ms），加上已连续运行10年，一定程度上干扰了缺陷分析。下一步结合检修进行程序优化、硬件更换升级等手段消除该问题。