淺析機組背靠背啟動中拖動機的停機邏輯

段世肖，蔣池劍

（華東桐柏抽水蓄能發(fā)電有限責任公司，浙江天臺317200）

淺析機組背靠背啟動中拖動機的停機邏輯

段世肖，蔣池劍

（華東桐柏抽水蓄能發(fā)電有限責任公司，浙江天臺317200）

介紹了華東桐柏抽水蓄能電站機組背靠背啟動的原理和監(jiān)控流程，分析了拖動機組在完成背靠背啟動后轉(zhuǎn)停機的流程，并結合現(xiàn)場實際、運行經(jīng)驗對流程中存在的異常問題進行分析，確證問題原因，以便進行相關異動，保證機組背靠背啟動的成功率。

抽水蓄能電站；背靠背啟動；拖動機；預條件

0 引言

華東桐柏抽水蓄能電站（以下簡稱桐柏電站）位于浙江省天臺縣境內(nèi)，電站以雙回500 kV線路接入華東電網(wǎng)，在華東電網(wǎng)承擔調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相和事故備用等多種任務。桐柏電站裝設了4臺300 MW的可逆式水泵水輪發(fā)電機組，其正常運行工況主要有發(fā)電、發(fā)電調(diào)相、抽水、抽水調(diào)相等4種。

機組抽水調(diào)相啟動問題在桐柏電站機組的日常運行中占據(jù)非常重要的地位。當發(fā)電電動機作為電動機運行啟動時，為能獲得足夠大的電磁轉(zhuǎn)矩以克服水泵阻轉(zhuǎn)矩、機械摩擦轉(zhuǎn)矩，而啟動電流不至過大，對電網(wǎng)不產(chǎn)生擾動，并且啟動過程迅速、平穩(wěn)，必須采用專門的電氣設備及操作方法。

目前最常用的抽水調(diào)相啟動方式是以靜止變頻器啟動為主，背靠背啟動為輔。背靠背啟動作為靜止變頻器啟動的一種輔助備用方式，仍是不可或缺的。在電網(wǎng)或變頻系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，采用背靠背啟動可保證機組的正常運行，提高桐柏電站機組運行的可靠性和穩(wěn)定性。

1 背靠背啟動的原理

背靠背啟動是以一臺機組作為啟動電源，啟動前，將拖動機組與被拖動機組通過電氣連接導通，并分別在兩臺機組的轉(zhuǎn)子上加以適當?shù)膭畲牛粏訒r，開啟拖動機組的導葉，其定子繞組端感應的低頻電壓經(jīng)啟動母線施加于被拖動機組，并產(chǎn)生啟動轉(zhuǎn)矩，使被拖動機組隨拖動機組同步旋轉(zhuǎn)。隨著導葉逐漸開啟，拖動機組和被拖動機組轉(zhuǎn)速逐漸上升、機端電壓逐漸增加，而后繼續(xù)同步升速到額定轉(zhuǎn)速后被拖動機組完成同期并網(wǎng)，進入抽水調(diào)相穩(wěn)態(tài)。

2 背靠背啟動的流程

現(xiàn)以桐柏電站實際監(jiān)控流程為例介紹機組背靠背啟動流程，具體流程如圖1所示。

第一步：合上被拖動機組換相閘刀電動機方向，合上啟動母線閘刀，合上拖動機組拖動閘刀，合上拖動機組GCB，合上被拖動機組被拖動閘刀；

第二步：在建立拖動機組與被拖動機組電氣連接后分別設置拖動機組和被拖動機組調(diào)速器系統(tǒng)、勵磁系統(tǒng)和保護系統(tǒng)的模式以適用拖動過程的不同階段；

第三步：開啟拖動機組球閥與導葉，啟動拖動機組與被拖動機組勵磁系統(tǒng)，待同期條件滿足，啟動被拖動機組同期裝置進行同期并網(wǎng)；

第四步：被拖動機組同期合上GCB，拖動機組跳開GCB，被拖動機組進入抽水調(diào)相工況，拖動機組進入水輪機方向空轉(zhuǎn)隨后轉(zhuǎn)停機。

3 拖動機組停機流程

3.1.動機組停機流程中發(fā)現(xiàn)的問題

通過查看多次桐柏電站機組背靠背啟動流程發(fā)現(xiàn)，當機組背靠背啟動時，被拖動機組開關合閘，拖動機組開關分閘，被拖動機組達到抽水調(diào)相穩(wěn)態(tài)，此時拖動機組完成拖動，進入停機轉(zhuǎn)換流程。但在Step_SP流程中拖動機組并未發(fā)出機組停機令，而是在SP-3步序完成后，會發(fā)“*號機流程報警；*號機步序SP-4前提條件不滿足”而轉(zhuǎn)停機。

圖1.組背靠背啟動的流程

3.2.動機組停機流程問題的分析

為了分析拖動機組完成拖動過程后如何進入停機轉(zhuǎn)換流程，我們采取順藤摸瓜的方法，先來分析下為什么“*號機步序SP-4前提條件不滿足”就會使拖動機組進入停機流程（詳見圖2、圖3）。

圖2.動機組流程步序SP-4

圖3.序預條件丟失轉(zhuǎn)停機

仔細分析上述機組順控邏輯圖，再結合機組背靠背啟動過程的事件列表，不難分析出，在背靠背啟動時，當被拖動機組開關合閘后，拖動機組繼續(xù)走拖動流程，執(zhí)行STEP_SP_3（步序SP-3）后發(fā)出GBX_STP_SP_3_OK（步序SP-3完成），開始執(zhí)行STEP_SP_4（步序SP-4），在完成GB_GCB_OF_SP（拖動機組開關分閘令），拖動機組開關分閘后，在執(zhí)行GB_EXC_OF_SP（拖動機組勵磁停止令）過程中，上位機發(fā)STEP_SP_4前提條件不滿足，圖2中GBX_STP_SP_4_PC（步序SP-4預條件丟失）輸出，然后圖3中GBX_SEQ_PC（步序預條件丟失）輸出導致GBX_SPO（拖動機組停機令）輸出使拖動機組進入停機流程。

那為什么會報STEP_SP_4前提條件不滿足呢？分析圖2的順控邏輯可以看出，造成STEP_SP_4前提條件不滿足的原因是GBX_STP_SP_3_OK（步序SP-3完成）被復位。

分析機組順控邏輯圖4，造成GBX_STP_SP_3_OK（步序SP-3完成）被復位的原因有：LBX_LED_GCB_ON（被拖動機組開關分閘）; IBP_N＞90（拖動機組轉(zhuǎn)速大于90%）; GBX_STP_SP_3_OK（步序SP-3完成）; IBN_EXC_ON（拖動機組勵磁運行）四者任一復位均會造成GBX_STP_SP_3_OK（步序SP-3完成）被復位。再結合機組背靠背啟動過程的事件列表，分析上述4個條件復歸可能性，只有LBX_LED_GCB_ON（被拖動機組開關分閘）最有可能會被復歸。

圖4.動機組流程步序SP-3

分析機組順控邏輯圖5、圖6，當被拖動機組達到抽水調(diào)相穩(wěn)態(tài)工況時，GBX_SCP（被拖動機組抽水調(diào)相穩(wěn)態(tài)）信號發(fā)出，將GBX_LERO→U*（被拖動機組發(fā)出由U*拖動令）信號復歸，然后查看被拖動機組的O_BUS邏輯，GBX_LERO→U*（被拖動機組發(fā)出由U*拖動令）信號的五段2地址為1-10-2-1-2，根據(jù)被拖動機組的路由表可知（DST212代表拖動機組），該信號被送至拖動機組，再查看拖動機組的I_BUS邏輯，GBX_LERO→U*（被拖動機組發(fā)出由U*拖動令）信號在拖動機組的邏輯圖中為IB*_LERO（被拖動機組發(fā)出的拖動令），IB*_LERO（被拖動機組發(fā)出的拖動令）被復歸，造成LBX_LED_GCB_ON（被拖動機組開關合閘）被復歸，從而引起拖動機組SP-4前提條件不滿足而轉(zhuǎn)停機。

圖5.拖動機組發(fā)背靠背拖動令

圖6.動機組流程中被拖動機組開關分合閘狀態(tài)

4 結論

通過分析拖動機組在完成背靠背啟動后轉(zhuǎn)停機的流程中存在的異常問題，仔細查找并確證問題原因，以便提出相關異動，防止同類事故的再次發(fā)生，為保證機組背靠背啟動的成功率提供有力的技術保障。

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TV743

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1672-5387（2017）09-0003-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.09.002

2017-06-19

段世肖（1988-），男，助理工程師，從事抽水蓄能電站運維工作。