蓄能電廠換相刀閘拒動故障處理

王卓菲 侯桂欣 李珅

X摘 要：換相刀閘是抽水蓄能電站機組工況變換的重要設備，直接關系機組啟停的可靠性，通過對本次缺陷處理，為相關制邏輯設計提供參考，避免出現同類型漏洞。

關鍵詞：五極換相刀閘；軟件邏輯；拒動

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.10.192

0 概述

十三陵蓄能電廠裝有4臺單機容量為200MW的混流可逆式水泵/水輪發電機機組，以220kV電壓等級接入京津唐電網，主要為電網調峰、調頻和緊急事故備用服務。該電廠采用發-變組單元接線方式，2組并列發-變組分別經各自的斷路器、五級換相刀閘接于220kV母線，再經陵昌一線、二線并入昌平變電站。

220kV封閉組合電器采用的是由ABB公司生產的成套GIS組合電氣開關設備，集成了主斷路器、隔離刀閘、接地刀閘以及CT、PT等電氣一次設備，其特點是集成度高、占地面積小。GIS的配套控制器負責完成GIS組合電氣設備主斷路器、隔離開關、接地刀閘等設備的分合任務，包括接收機組同期裝置的信息來完成機組的同期任務。抽水蓄能機組啟停頻繁，工況轉換頻繁。發電工況運行時，機組相序與系統相序一致；抽水工況運行時，通過GIS五極換相刀閘實現A、C相換相。1號機組A級檢修試驗期間出現發電工況換相刀閘拒合的情形，影響機組正常啟動。

1 故障處理

運維人員現地檢查換相刀閘一次設備部分接線、機械接點、皮帶、行程開關、轉動部件各部分無異常；檢查控制柜內接線無松動、元器件外觀無異常；查看REC670控制裝置無報警燈點亮，EVENT事件記錄無異常。遠方自動模式下，監控系統進行數次發電工況換相刀閘合、分閘操作，換相刀閘正常動作，未發生拒動情況。因此，對五極換相刀閘控制回路關鍵部位電壓值進行錄波觀測，排查原因。

1.1 故障錄波設置

（1）使用日置8861錄波裝置對硬件回路關鍵點進行監測。五極換相刀閘發電工況正常為B、A、C三相順序動作。對B相執行回路合閘繼電器線圈、執行繼電器線圈、控制器合閘令、執行令開出信號進行監視。隔離刀閘合、分操作動作十余次后，錄波發現B相控制器合閘令未發出，合閘繼電器線圈、執行繼電器線圈未得電，大概率排除硬件回路方面故障，定位于控制器裝置內部邏輯或開出模件。

（2）使用REC670裝置軟件邏輯模塊Disturbance report DRPRDRE內部錄波通道，監測B相刀閘控制邏輯中合分閘相關變量及閉鎖條件變量。將發電工況遠方合閘令作為錄波觸發條件，錄波時長設置為2秒。

1.2 控制邏輯分析

1.2.1 閉鎖邏輯

影響刀閘閉鎖因素有本間隔閉鎖開出信號、其他間隔閉鎖輸入信號、刀閘實際位置信號及Bay允許信號，將信號加入監測。

1.2.2 控制邏輯

遠方合、分閘令經過“與”、“或”邏輯直接送入刀閘控制器，允許刀閘動作信號直接關系控制器合分閘令是否有輸出，均加入監測。

1.3 控制邏輯錄波分析

換相刀閘再次出現拒動情況，監測變量狀態變化。

合閘令直接送入SCSWI，同時站間閉鎖邏輯運行開出STATION_BLOCK，REC670裝置通過光耦接收到開入信號STATION_BLOCK_BI。此過程有約12毫秒的延遲。XOR模塊會有10ms的1開出（物理回路造成，無法避免）。SCILO模塊運行周期為100ms。若在此10ms內SCILO模塊周期刷新自己，將邏輯1采集到自身模塊，會在此100ms時間內開出0（此時XOR已變為0，但SCILO模塊開出仍為1）。即en_close信號有100ms為0，導致有合閘令也不允許B相動作。

2 解決方法

在合分閘令送入SCSWI前，先加入pulsetimer脈沖模塊使脈沖變成保持2s的合閘令，再加入timerset延時模塊延時200ms；使得SCILO模塊有兩個周期的時間采集數據，即使第一次采集到XOR開出的1，在第二個周期也會采集到0。en_close信號持續為1。

3 結語

換相刀閘出現拒動的原因是由于原有邏輯設計與模塊采樣周期存在一定沖突的情況造成的，通過軟件邏輯完善，換相刀閘未再發生拒動情況，缺陷消除。通過對本次缺陷處理，為相關控制邏輯設計提供參考，避免出現同類型漏洞。