一次勵磁發(fā)電機電壓故障引起的發(fā)電開機不成功的分析

章　亮，潘菊芳

（華東桐柏抽水蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江 天臺 317200）

一次勵磁發(fā)電機電壓故障引起的發(fā)電開機不成功的分析

章亮，潘菊芳

（華東桐柏抽水蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江 天臺 317200）

針對一次勵磁發(fā)電機電壓故障引起的發(fā)電開機不成功進行分析，通過對勵磁系統(tǒng)內(nèi)部邏輯控制方式和上位機實時記錄的故障報警信號分析，找出引起異常的原因，并整理處理過程，提出建議。

勵磁；電壓故障；內(nèi)部通訊

1　引言

桐柏抽水蓄能電站位于浙江省天臺縣，距天臺縣城7 km。電站總裝機容量為120萬kW，單機容量為30萬kW，共4臺水泵水輪機組。抽水蓄能機組與常規(guī)機組相比較，運行工況較多，有發(fā)電、發(fā)電調(diào)相、抽水、抽水調(diào)相等數(shù)種工況。因此，勵磁系統(tǒng)的設(shè)計必須考慮到SFC啟動、電氣制動和背靠背起動時對勵磁系統(tǒng)的要求。由奧地利VATECH-ELIN公司為桐柏抽水蓄能電站提供的自并勵可控硅靜止整流勵磁系統(tǒng)能滿足不同工況下的要求，其勵磁調(diào)節(jié)器采用帶集成順控器的GMR3型數(shù)字電壓調(diào)節(jié)器。勵磁調(diào)節(jié)器為雙通道調(diào)節(jié)器，兩個通道彼此獨立，每個通道都有自己的實際信號來源、電源、數(shù)字調(diào)節(jié)器以及脈沖發(fā)生裝置，保證每個通道的獨立性。勵磁系統(tǒng)的正常運作與機組正常啟停與運行息息相關(guān)，勵磁系統(tǒng)啟動失敗原因復(fù)雜多樣，其結(jié)果都將會造成機組啟動失敗或停機超時。

2　事件分析及處理

2.1事件現(xiàn)象

2.2原因分析及處理

發(fā)生報警的時候，機組轉(zhuǎn)速已達到額定轉(zhuǎn)速，ECB已合，勵磁建壓過程中。

如圖1，要發(fā)出電壓故障信號需要達到以下條件：

（1）無頻率啟動令-滿足；

（2）無背靠背啟動令-滿足；

（3）同步電壓監(jiān)視-滿足；

（4）頻率低于5Hz或者（機端電壓故障（與）NM EXT.supply active）-未知；

（5）電制動不在合-滿足；

（6）電壓調(diào)節(jié)模式-滿足。

以上條件必須同時滿足。

或者：

（7）子處理器C板程序停止（子處理器C計算調(diào)節(jié)所需的參數(shù)，傳給MRB，MRB根據(jù)子處理器C計算值進行處理，將處理結(jié)果輸給子處理器B，子處理器B再根據(jù)勵磁電流，計算出觸發(fā)脈沖的角度。然后傳給子處理器A，子處理器A計算出觸發(fā)脈沖，通過脈沖放大器再傳給可控硅。）-跟據(jù)現(xiàn)場信號，不滿足。

或者：

（8）通道1MCB故障且通道1主用-跟據(jù)現(xiàn)場信號，不滿足。

或者：

（9）通道2MCB故障且通道2主用-跟據(jù)現(xiàn)場信號，不滿足。

因為條件（4）頻率低于5 Hz（轉(zhuǎn)速已超過90%額定轉(zhuǎn)速）不滿足；那么只能是機端電壓故障與NM EXT.supply active這個信號同時為H，才會發(fā)出電壓故障信號。

先分析NM EXT.supply active這個信號。

如圖2：要發(fā)出NM EXT.supply active需要達到以下條件：

（1）勵磁程序停止-不滿足，RS門以上邏輯不考慮。

（2）NM TST/BRK ACCBOFF，因為試驗斷路器我廠未設(shè)置，因此NM TST/BRK ACCBOFF恒為L，該路邏輯也可不考慮。

（3）母線運行&NMEXC.ACCBOFF&MEXT.SUPPLY INSTALLED：

正常情況，母線通電運行，ECB在合，而M EXT. SUPPLY INSTALLED恒為H，因此得出在正常運行時，M EXTERNAL SUPPLY ACTIVE為H，而NM EXTERNALSUPPLY ACTIVE則為L。

當(dāng)ECB位置不在合，則有M EXTERNAL SUPPLY ACTIVE為 L，NM EXTERNAL SUPPLY ACTIVE為H。

因此，如果要發(fā)‘勵磁發(fā)電機電壓故障信號’，需要同時滿足ECB位置不在合且有機端電壓故障信號發(fā)出。

如圖3，圖4，由邏輯可知當(dāng)機端電壓與同步電壓差值V501-V37＜=-0.2002時，就會發(fā)MUGFAULT信號，而同步電壓取自勵磁變。

如果

A：機端PT故障

B：勵磁系統(tǒng)起勵有問題

C：設(shè)定延時參數(shù)過小

都會引起機端電壓小于同步變電壓，也即在延時內(nèi)機端電壓建立速度過慢，便會造成電壓故障信號。

而在此同時，ECB再有不在合的狀態(tài)，就會發(fā)‘勵磁發(fā)電機電壓故障信號’。那么這個信號是如何使機組事故停機的呢？

如圖5，繼續(xù)分析，當(dāng)勵磁發(fā)電機電壓故障時，邏輯會迅速將調(diào)節(jié)方式由自動電壓調(diào)節(jié)切至手動電流調(diào)節(jié)方式，而此時機端電壓還未達到＞90%,而手動電流也無法給出設(shè)定值去升壓，所以雖然勵磁尚在運行，但在保持機端電壓一段時間后，最終因為流程超時導(dǎo)致停機。

針對列出的原因，一方面可以采用延時V961設(shè)置加大來躲過事故停機。而另一方面，ECB不在合很明顯應(yīng)該是通訊信號不符引起的（同步變有壓，ECB在合）。

查看事故發(fā)生時的事件列表，ECB狀態(tài)沒有發(fā)生抖動，據(jù)此可知硬布線應(yīng)該沒問題，也即勵磁調(diào)節(jié)器與外部的通訊無異常（上送監(jiān)控信號正常）。那么可能的原因應(yīng)該是模塊與交換機之間，或者交換機與調(diào)節(jié)器的內(nèi)部通訊之間存在故障：也即交換機，DI6101模塊以及內(nèi)部LCOM板都有嫌疑。

事后經(jīng)過檢修仔細檢查，做以下處理：

（1）我廠1號機該延時設(shè)置為0.3 s，查看其他機組也是這個值，可以考慮基于安全的條件下，將這個延時V961值改大，避免類似情況的再次發(fā)生

（2）由于更換交換機與內(nèi)部LCOM板相對困難，且無明確原因能確定這幾個部件有故障，現(xiàn)暫時更換DI模塊A0027，繼續(xù)觀察系統(tǒng)還會否發(fā)類似信號再做確定。

3　結(jié)束語

勵磁系統(tǒng)作為電站的主要設(shè)備之一，確保其健康穩(wěn)定運行，對電站安全生產(chǎn)中起著重要作用。該廠絕大多數(shù)由勵磁造成的啟動不成功的原因歸結(jié)為勵磁系統(tǒng)內(nèi)部通訊問題，因此建議：徹底改造勵磁內(nèi)部通訊，將信號轉(zhuǎn)換與通訊環(huán)節(jié)統(tǒng)一改為硬布線，可以排除以上問題。4號機勵磁已經(jīng)完成了這部分的改造并得到了良好的應(yīng)用反饋，4號機因勵磁通訊引起的故障率已趨近于零。

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[4]李鐘明，劉衛(wèi)國，劉景林，等.稀土永磁電機[M].北京：國防工業(yè)出版社，1999.

[5]竇一平，陳海鎮(zhèn).稀土永磁同步發(fā)電機外特性的向量法分析[J].南京航空航天大學(xué)學(xué)報，1999（3）.

章亮（1982-），男，工程師，從事水電站運行工作。

TV734.2

B

1672-5387（2015）11-0040-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2015.11.014

2015-07-31