机组抽水调相时同期合闸失败的原因分析及处理

李广亮，王　昆

（1.华东桐柏抽水蓄能发电有限责任公司，浙江 天台 317200；2.浙江浙能绍兴滨海热电有限责任公司，浙江 绍兴 312300）

机组抽水调相时同期合闸失败的原因分析及处理

李广亮1，王昆2

（1.华东桐柏抽水蓄能发电有限责任公司，浙江 天台 317200；2.浙江浙能绍兴滨海热电有限责任公司，浙江 绍兴 312300）

抽水蓄能电站机组电动工况启动时采用静止变频启动装置SFC（Static Frequency Converter）和机组背靠背拖动方式。本文针对华东桐柏抽水蓄能电站自投产以来多次出现的由SFC拖动或背靠背拖动机组抽水调相开机过程中，同期装置发出合闸命令后机组开关未合闸造成开机失败的原因进行了具体分析，以及对为便于上位机监盘同期信号、事故情况分析和提高开机成功率，所做出的有关同期方面的异动情况进行说明。

抽水调相；同期合闸；分析

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300MW，总装机容量为1 200MW，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。机组正常运行情况下利用自动准同期装置SYN3000合闸并网。当由SFC或背靠背拖动抽水调相时，转速大于98%，同时机端电压大于90%时启动自动准同期装置。机组合闸并网期间由自动准同期装置发令调节机组频率及电压直至满足合闸条件，然后发出合闸命令。机组开关同期合闸方式采用SYN3000同期装置输出合闸令+AI1304模块同期检查实现，两者同时通过导通合闸回路，使得开关合闸线圈得电，从而控制开关操作机构实现开关合闸。

2　异常现象及分析与处理

桐柏电站自投产以来多次发生机组在SFC或背靠背拖动抽水调相开机时，同期装置发出合闸命令，开关未合闸造成开机不成功事件，而后再次开机时基本上会并网成功。

2.1分析机组抽水调相时同期装置发合闸令而开关未合的原因

如图1所示，当同期装置A0001判断电压（包括相位）和频率满足同期合闸条件，则其一副常开接点50和51闭合，从而使得继电器K1010得电，发出机组开关合闸命令，再通过机组开关合闸回路（如图2），控制GCB操作机构从而实现机组开关合闸。而当同期装置发出合闸命令，机组开关却未合闸，究其原因大致如下：

2.1.1机组开关本身的原因

机组开关操作机构存在问题，如弹簧储能不好、合闸线圈损坏；或SF6气压低闭锁合闸等。

2.1.2机组开关合闸回路不通的原因

由机组开关的合闸回路图（图2）可看出，机组开关合闸必须满足的条件是：同期装置发出合闸令（K1010三副接点同时导通）；机组处于发电机或电动机或拖动机模式；同期装置准备好；AI-1304模块检查线路及机端电压、频率，检测到合理范围值时接通;无快速停机和紧急停机事故；保护方面没有跳机组开关的信号；电制动刀位置在分。以上任一条件不满足合闸回路将不会导通。

事实上经现场检测开关本身并无任何问题，那么问题就出在开关合闸回路上。从运行实际情况来看，机组在发电并网时也曾出现同期发出合闸令开关未合上的情况，这说明很可能确实存在SYN3000输出合闸令与AI1304同期检查模块配合不一致的情况，但由于同期具备多次捕捉同期点的功能，在发电并网时即使第一次同期发出合闸令开关未合闸，但在第二次均会成功合闸，此种事例在实际运行中已多次出现。反观抽水调相并网由于同期发出合闸令的同时会去复归SFC导致电动机拖动力丧失，导致同期不可能再次出现同期点，也就造成了开机不成功。

2.2问题处理

针对此类开机不成功事件，也同时为便于上位机监盘同期信号、事故情况分析和提高开机成功率，运维人员做出如下有关同期方面的异动：

2.2.1关于增加机组回路监视点的异动

由于厂家设计时，没有将机组同期启动回路、调节回路、合闸出口回路等相关信号上送到LCU及上位机，对运行监视和故障判断带来很大的不便。2009 年5月，对4台机组的LCU采集回路进行异动，将同期装置投入继电器、频率电压调节继电器、合闸回路监视继电器等7个信号分别送入机组LCU，这样有利于出现类似故障时根据事件表来分析故障点。大致异动如下：

（1）增加K1010A监视继电器（图1），并用一副接点将信号送上位机，显示为“*号机同期装置输出合闸命令（K1010）”

（2）增加了K1003A、K1004A两个监视继电器，并分别用一副接点将信号送上位机，显示信号为“*号机同期回路频率增（GCBOFF）”、“*号机同期回路频率减（GCBOFF）”

分别用GA02盘柜内的K1001、K1002两个继电器的一副接点，将信号送上位机，显示信号为“*号机同期回路电压增（GCBOFF）”、“*号机同期回路电压减（GCBOFF）”

用GA02-K1009的一副接点，并送上位机，显示信号为“*号机装置启动（K1009）”

用GA02-K1013的一副接点，并送上位机，显示信号为“*号机GCB合闸回路监视继电器（K1013）”

2.2.2关于增加AI1304同期条件满足信号送上位机的异动

机组同期合闸硬布线回路中串入了机组AI1304模块输出的同期条件满足接点，但是，该接点动作、返回均未送上位机事件列表显示，因机组已发生多次同期装置发出合闸令后机组开关未合闸的情况，为了便于分析原因，将机组AI1304模块输出的同期条件满足信号送上位机事件列表，显示为“*号机AI1304模块同期条件满足”。

2.2.3关于*号机有关交流采样模块AI1304同期检

查接点回路异动

为了便于分析同期合闸回路中同期装置与交流采样模块AI1304同期检查接点之间的配合问题，同时为了提高背靠背和SFC启动抽水调相机组同期合闸的成功率，对*号机有关交流采样模块AI1304同期检查接点回路进行异动。

如图3（方框标出）所示，在原有的机组有关交流采样模块AI1304同期检查接点回路中串接一继电器K0，其共有3副常开接点：11、14；21、24；31、34。其中一副接点11、14接入机组开关合闸回路（见图2）；一副接点31、34接入DI模块，将交流采样模块AI1304同期检查接点送上位机，上位机显示信号为“*号机AI1304模块同期条件满足”；一副接点21、24接入图4（串接在K1010的43、44接点前），由图1和图4可以看出，异动前，机组抽水调相开机时，同期装置发出合闸命令，K1010得电，常开接点43、44闭合，从而该回路导通，动作去跳拖动机GCB或跳SFC。异动后，除了K1010继电器的43、44接点闭合外还需K0继电器的21、24接点闭合，该回路才导通。也就是说在同期装置发出合闸令且同时有同期检查接点满足信号时才会复归拖动机或SFC。这样就可以在同期装置发出合闸令，开关未合后继续捕捉同期点，从而大大提高了开关合闸的成功率。

3　结束语

抽水蓄能机组在电网调节中扮演重要角色，因此提高抽水调相开机成功率意义重大。经过上述浅谈，考虑到实际工作的可行性，提出几点建议：

（1）巡检应认真仔细，对于机组开关的SF6压力和操作机构的弹簧储能情况等出现问题时能够及时发现，避免引起事故；

（2）建议编写同期回路典型检修作业指导书，建立定期维护制度，并缩短维护周期。

（3）建议适当延长同期装置的运行时间周期，以便在机组开关未合时可以多次发合闸令，从而提高同期并网的成功率。

[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]卓乐友，叶念国.微机型自动准同期同步装置的设计和应用[M].北京：中国电力出版社，2002.

李广亮（1989-），男，助理工程师，从事抽水蓄能电站设备运行工作。

TV743

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1672-5387（2015）11-0048-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2015.11.017

2015-07-31