丰宁电站3号SFC输入开关运行方式优化

武 波

（河北丰宁抽水蓄能有限公司，河北 丰宁 068350）

0 引言

河北丰宁抽水蓄能电站位于河北省丰宁满族自治县境内。总装机容量360万kW，共安装12台单机容量30万kW的可逆式水泵水轮机组，其中11号、12号机组为变速机组，地处华北电网新能源基地，机组抽水工况需求高。

丰宁电站配置有3套静止变频器（SFC），其中1号SFC为西门子GL150，电源取自1号和3号主变低压侧，电气主接线为高-低-高形式，网桥（输入）和机桥（输出）皆是12脉冲配置，每个桥臂包含3个串联晶闸管（2+1冗余配置），共72个晶闸管，额定功率为22 MW，加速时间小于240 s，冷却方式为内部自循环的去离子水冷却，包括去离子水单元和水-水热交换器；2号SFC为南瑞继保PCS9575，电源取自4号和6号主变低压侧，电气主接线为高-低-高形式，网桥（输入）是12脉冲配置，机桥（输出）是6脉冲配置，共84个晶闸管，额定功率为23 MW，加速时间小于240 s，冷却方式为强迫风循环冷却；1号SFC和2号SFC用于一期6台定速机组抽水或抽水调相工况启动；3号SFC为GESD7622WF66，电源取自8号和10号主变低压侧，用于二期4台定速机组抽水或抽水调相工况启动，3号SFC电气主接线为高-低-高形式，网桥（输入）和机桥（输出）皆是6脉冲配置，每个桥臂包含3个串联晶闸管（2+1冗余配置），额定功率为22 MW，加速时间小于240 s，冷却方式为内部自循环的去离子水冷却，包括去离子水单元和水-水热交换器。3套SFC两路电源均互为备用，相互闭锁，不得同时投入，监控系统选择其中一路电源作为SFC工作电源，主要由输入单元、变频单元、输出单元、控制保护单元及辅助单元组成，电气主接线为高-低-高形式。

目前抽水蓄能电站配置静止变频启动装置的冷却方式主要有风冷、水冷两种形式[1]，若SFC冷却方式采用水冷，运行、维护巡视需要关注冷却系统的去离子水电导率、去离子水压力、去离子水温度、外冷却水流量等参数指标，且需要配置有漏水检测传感器，因此采取水冷方式对于SFC冷却系统的要求更高，条件更苛刻。

丰宁电站3号SFC向监控请求网侧输入断路器ICB合闸，由监控系统选择输入断路器ICB并完成合闸控制；静止变频启动装置输入/输出开关柜的接地开关与其开关进行电气闭锁，且接地开关位置信号通过硬接线送至监控系统[2]；静止变频启动装置拖动机组并网成功且输出断路器OCB分闸后，由监控系统解除静止变频启动装置与被拖动机组之间的故障联跳[3]。

1 缺陷发生情况

2023年5月14日，丰宁电站3号SFC第二路输入断路器作为10号主变低压侧检修隔离点，由工作位置摇至试验位置，SFC报出“D210 Circuit Breaker MVB11/13 not ready”，且无法复归，闭锁SFC启动，且监控系统显示二期机组预启动条件“3号SFC第二路输入开关MVB13在工作位”、“3号SFC第二路输入开关MVB13远程控制”不满足，导致3号SFC无法拖动其他机组。

2 设备原理分析

2.1 断路器工作位置节点接线原理

断路器的“工作位置”与“试验位置”经断路器行程开关位置接点经航空插头送至断路器盘柜端子排；再经断路器柜端子排送至监控系统或者SFC控制柜。

2.2 以3号SFC第二路输入开关MVB13（ICB92）工作位置为例

2.2.1 第一对接点

3号SFC第二路输入开关MVB13“工作位置信号”通过硬接线单独送至监控系统。

（1）3号SFC第二路输入开关MVB13“工作位置信号”通过行程开关辅助接点INSERTED123、124航空插头送至断路器柜端子排X1-135、X1-136。

（2）3号SFC第二路输入开关MVB13“工作位置信号”通过断路器柜端子排X1-135、X1-136送至监控XDI3-20、XDI3C-4H。

2.2.2 第二对接点

3号SFC第二路输入开关MVB13“工作位置信号”作为“断路器准备好”其中的一个信号通过硬接线单独送至SFC本体控制柜。

（1）3号SFC第二路输入开关MVB13“工作位置信号”通过行程开关辅助接点INSERTED133、134航空插头送至断路器柜端子排X1-161、X1-162，作为“断路器准备好”其中的一个点。

（2）3号SFC第二路输入开关MVB13“断路器准备好”通过断路器柜端子排X1-161、X1-162送至控制柜X032C-7、X032C-8。

（3）3号SFC第二路输入开关MVB13“断路器准备好”通过控制柜X032C-7、X032C-8送至监控系统端子排断路器柜端子排XDI3-3、公共端。

3 故障机理复原

（1）该型号SFC断路器“工作位置信号”由断路器直接送至监控系统路径

3号SFC两路输入断路器任意一路的“工作位置信号”会通过断路器本体行程开关辅助接点经航空插头送至SFC断路器柜本体端子排；再经SFC断路器柜本体端子排送至监控系统。

（2）该型号SFC断路器“工作位置信号”由断路器送至SFC中转后送至监控系统路径

3号SFC两路输入断路器任意一路的“工作位置信号”会通过SFC断路器本体行程开关辅助接点经航空插头作为“断路器准备好信号”的一个点，由SFC断路器端子排送至SFC控制柜，SFC控制柜再送至监控系统。

综上，若其中一路输入断路器由工作位置摇至试验位置，需要消除SFC自身故障（即SFC把两路输入断路器“准备好信号”判据由“与”逻辑修改为“或”逻辑）；监控把两路输入断路器的“工作位置信号”由“与”逻辑修改为“或”逻辑。

4 SFC及监控系统临时措施

4.1 临时措施实施原因

5月14日因工作安排，运行操作3号SFC第二路输入电源停电，第二路输入开关摇至试验位置，SFC控制柜报“D00210_Circuit Breaker MVB11/13 not ready”，且无法复归，导致3号SFC无法拖动其他机组；监控系统显示二期定速机组预启动条件“3号SFC第二路输入开关MVB13在工作位”、“3号SFC第二路输入开关MVB13远程控制”不满足，无法启机。

4.2 临时措施实施前

（1）MVB13断路器“准备好信号”未短接

3号SFC控制柜MVB13断路器准备端子X032.C.07、X032.C.08未短接。

（2）监控系统MVB13在工作位测值为0

监控系统二期主变洞公用第84点：II期主变洞3号SFC 2号输入开关柜MVB13在工作位测值为0。

4.3 临时措施实施后

（1）MVB13断路器“准备好信号”短接

3号SFC控制柜MVB13断路器准备端子X032.C.07、X032.C.08短接。

（2）监控系统MVB13在工作位测值强制为1

将监控系统二期主变洞公用第84点：II期主变洞3号SFC2号输入开关柜MVB13在工作位测值强制为1。

5 SFC永久接线及逻辑优化

5.1 SFC接线

SFC两路输入断路器“准备好”信号，硬接线既通过倍福模块送至控制器（程序），亦送给PIBe（硬接线）。

（1）第一路输入开关MVB11“准备好信号”CLC.CC528 K04继电器得电后送至倍福模块B5M111的DI4（P200.6），亦送至PIBe（P65.5）。

（2）第二路输入开关MVB13“准备好信号”CLC.CC529 K04继电器得电后送至倍福模块B5M113的DI1（P202.3），亦送至PIBe（P65.5）；

5.2 逻辑优化

程序Process_T10_15：“Circuit Breaker MVB11/13 not ready”逻辑由“AND”改为“OR”。

图1 程序修改前

图2 程序修改后

5.3 硬接线优化

硬件“MVB11与MVB13准备就绪信号”由串联改为并联，即CC528 K04的11与CC529 K04的11并联，CC528 K04的14与CC529 K04的14并联。

6 后续运行情况

（1）临时措施恢复

图3 硬接线修改前

图5 硬接线修改后

关于3号SFC其中一路输入断路器试验位置故障闭锁SFC启动解决方案（YD-二次-2023-013）异动已执行完毕，申请恢复临时措施。

1）将3号SFC控制柜MVB13断路器准备好端子X032.C.07、X032.C.08短接线拆除。

2）监控系统二期主变洞公用第84点：II期主变洞3号SFC 2号输入开关柜MVB13在工作位测值强制1状态取消强制。

3）SFC作为公用设备，两路输入电源互为备用，任一回路的开关设备不可用，不应闭锁SFC拖动机组抽水启动[4，5]。

（2） 优化后的运行情况

当3号SFC两路输入断路器中的任意一路输入断路器由工作位置摇至试验位置作为机组检修隔离点，不会再报出“D210 Circuit Breaker MVB11/13 not ready”故障，SFC仍可以正常拖动二期其他定速机组抽水启动。

7 结语

机组检修涉及到3号SFC两路输入断路器中的任意一路输入断路器由工作位置摇至试验位置作为隔离点，不会再报出“D210 Circuit Breaker MVB11/13 not ready”故障，SFC仍可以正常拖动机组抽水启动，符合SFC作为公用设备，两路输入电源互为备用，任一回路的开关设备不可用，不应闭锁SFC拖动机组抽水启动逻辑原理，为同型号SFC运行维护提供借鉴经验，提高SFC设备运行可靠性，加强对SFC设备的技术管理。