大埔電站#3機組交直流轉換電源模塊故障引起#3機組跳閘分析及處理

歐斌超

摘 要：電源模塊是可以直接貼裝在印刷電路板上的電源供應器，其特點是可為專用集成電路（ASIC）、數字信號處理器（DSP）、微處理器、存儲器、現場可編程門陣列（FPGA）及其他數字或模擬負載提供供電。AC/DC變換是將交流變換為直流，其功率流向可以是雙向的，功率流由電源流向負載的稱為“整流”，功率流由負載返回電源的稱為“有源逆變”。交直流轉換電源模塊U0021的內部元件短路后其上一級電源控制開關F0204未跳閘導致#3機組LCU2#屏電源開關2KQ11越級跳閘，進一步使#3機組緊急停機按鈕回路接通，進而監控裝置發出緊急停機指令，#3機組緊急停機。對大埔電站交直流轉換電源模塊故障原因進行分析及處理，從而提高發電機組現地控制單元（LCU）的安全性和可靠性。

關鍵詞：電源模塊；越級跳閘；緊急停機按鈕；瞬時脫扣整定電流

1.概述

大埔水電站位于位于廣西壯族自治區柳城縣境內，是柳江綜合開發規劃中的一個梯級電站，位于柳江干流融江河段的柳城縣大埔鎮下游約2公里處，距柳州市區60公里，是一座具有發電、航運、灌溉、水產養殖等功能的水利水電工程。工程壩軸線長730米，屬于低水頭徑流式電站，電站總庫容5.25億立方米，正常蓄水位93米，最大壩高35.5米，裝機容量9萬千瓦，安裝3臺3萬千瓦由奧地利維奧水電技術公司生產的3臺燈泡貫流式水輪發電機組。

大埔水電站發電機電壓側接線：#1、#2機組采用發電機—變壓器擴大單元接線；#3機組采用發電機—變壓器單元接線。發電機定子外殼和位于上游側的燈泡頭構成密封燈泡體的發電機部分。定子用法蘭與水輪機管形座內錐體連接。

2.故障現象

#3發電機調速器柜U03+GA03內的交直流轉換電源模塊U0021故障導致監控裝置發出緊急停機指令，#3機組緊急停機。

3.故障原因分析

3.1、#3發電機調速器柜U03+GA03內的交直流轉換電源模塊U0021的內部元件短路

3.2、交直流轉換電源模塊U0021的內部元件短路后其上一級電源控制開關F0204未跳閘。

3.3、交直流轉換電源模塊U0021的內部元件短路導致廠房中控室內#2饋電柜No.5內的#3機組LCU2#屏電源開關2KQ11越級跳閘。

3.4、#3機組LCU2#屏電源開關2KQ11跳閘導致直流電源失電，從而導致#3發電機輔機控制柜U03+GA01柜內的直流控制電源開關F0002失電，進一步導致#3發電機控制柜U03+GA02內的繼電器K0046失電。

3.5、#3發電機控制柜U03+GA02內的繼電器K0046失電導致其常閉接點11-12閉合，從而使#3機組緊急停機按鈕（Emergency push button）回路接通，進而監控裝置發出緊急停機指令，#3機組緊急停機。

4.故障處理

對48V直流系統中交直流轉換電源模塊U0021的上一級電源控制開關F0204以及#3機組LCU2#屏電源開關2KQ11分別對應的瞬時脫扣整定電流值進行校驗：

4.1設定通過電源控制開關F0204以及電源開關2KQ11串聯電路的電流值稍微大于電源控制開關F0204的瞬時脫扣整定電流值時，分別查看電源控制開關F0204以及電源開關2KQ11是否跳閘。如果電源控制開關F0204跳閘證明其正常，如果不跳閘證明其損壞，更換同型號的開關。由于電源開關2KQ11的瞬時脫扣整定電流值大于F0204的瞬時脫扣整定電流值，此時電源開關2KQ11應該不跳閘。如果此時電源開關2KQ11跳閘證明其損壞，更換同型號的開關。

4.2設定通過電源控制開關F0204以及電源開關2KQ11串聯電路的電流值稍微大于電源控制開關F0204的瞬時脫扣整定電流值時，要求電源控制開關F0204跳閘，電源開關2KQ11不跳閘。

4.3合上電源控制開關F0204，設定通過電源控制開關F0204以及電源開關2KQ11串聯電路的電流值稍微大于電源開關2KQ11的瞬時脫扣整定電流值時，要求電源控制開關F0204與電源開關2KQ11均跳閘。

結語

交直流轉換電源模塊故障引起機組跳閘的這類問題在許多同行水電站同樣出現過。通過對48V直流系統中交直流轉換電源模塊U0021的上一級電源控制開關F0204以及#3機組LCU2#屏電源開關2KQ11對應的瞬時脫扣整定電流值進行校驗后更換對應損壞的開關。從而實現當交直流轉換電源模塊U0021出現內部元件短路時其上一級電源控制開關F0204跳閘，而#3機組LCU2#屏電源開關2KQ11不跳閘。這樣48V直流系統中仍可以正常供電，避免出現#3發電機控制柜U03+GA02內的繼電器K0046失電導致其常閉接點11-12閉合，從而使#3機組緊急停機按鈕（Emergency push button）回路接通，進而監控裝置發出緊急停機指令，#3機組緊急停機的情況。日常對機組交直流轉換電源模塊進行定期檢查，通過檢查發現問題并且及時解決問題，從而提高發電機組現地控制單元（LCU）的安全性和可靠性。

參考文獻

[1] 熊信銀.發電廠電氣部分[M].北京：中國電力出版社，2009.

[2] 齊占慶，王振臣.電氣控制技術[M].北京：機械工業出版社，2002.

[3] 劉天琪，邱曉燕.電力系統分析理論[M].北京：科學出版社，2005.