一次励磁发电机电压故障引起的发电开机不成功的分析

章　亮，潘菊芳

（华东桐柏抽水蓄能发电有限责任公司，浙江 天台 317200）

一次励磁发电机电压故障引起的发电开机不成功的分析

章亮，潘菊芳

（华东桐柏抽水蓄能发电有限责任公司，浙江 天台 317200）

针对一次励磁发电机电压故障引起的发电开机不成功进行分析，通过对励磁系统内部逻辑控制方式和上位机实时记录的故障报警信号分析，找出引起异常的原因，并整理处理过程，提出建议。

励磁；电压故障；内部通讯

1　引言

桐柏抽水蓄能电站位于浙江省天台县，距天台县城7 km。电站总装机容量为120万kW，单机容量为30万kW，共4台水泵水轮机组。抽水蓄能机组与常规机组相比较，运行工况较多，有发电、发电调相、抽水、抽水调相等数种工况。因此，励磁系统的设计必须考虑到SFC启动、电气制动和背靠背起动时对励磁系统的要求。由奥地利VATECH-ELIN公司为桐柏抽水蓄能电站提供的自并励可控硅静止整流励磁系统能满足不同工况下的要求，其励磁调节器采用带集成顺控器的GMR3型数字电压调节器。励磁调节器为双通道调节器，两个通道彼此独立，每个通道都有自己的实际信号来源、电源、数字调节器以及脉冲发生装置，保证每个通道的独立性。励磁系统的正常运作与机组正常启停与运行息息相关，励磁系统启动失败原因复杂多样，其结果都将会造成机组启动失败或停机超时。

2　事件分析及处理

2.1事件现象

2.2原因分析及处理

发生报警的时候，机组转速已达到额定转速，ECB已合，励磁建压过程中。

如图1，要发出电压故障信号需要达到以下条件：

（1）无频率启动令-满足；

（2）无背靠背启动令-满足；

（3）同步电压监视-满足；

（4）频率低于5Hz或者（机端电压故障（与）NM EXT.supply active）-未知；

（5）电制动不在合-满足；

（6）电压调节模式-满足。

以上条件必须同时满足。

或者：

（7）子处理器C板程序停止（子处理器C计算调节所需的参数，传给MRB，MRB根据子处理器C计算值进行处理，将处理结果输给子处理器B，子处理器B再根据励磁电流，计算出触发脉冲的角度。然后传给子处理器A，子处理器A计算出触发脉冲，通过脉冲放大器再传给可控硅。）-跟据现场信号，不满足。

或者：

（8）通道1MCB故障且通道1主用-跟据现场信号，不满足。

或者：

（9）通道2MCB故障且通道2主用-跟据现场信号，不满足。

因为条件（4）频率低于5 Hz（转速已超过90%额定转速）不满足；那么只能是机端电压故障与NM EXT.supply active这个信号同时为H，才会发出电压故障信号。

先分析NM EXT.supply active这个信号。

如图2：要发出NM EXT.supply active需要达到以下条件：

（1）励磁程序停止-不满足，RS门以上逻辑不考虑。

（2）NM TST/BRK ACCBOFF，因为试验断路器我厂未设置，因此NM TST/BRK ACCBOFF恒为L，该路逻辑也可不考虑。

（3）母线运行&NMEXC.ACCBOFF&MEXT.SUPPLY INSTALLED：

正常情况，母线通电运行，ECB在合，而M EXT. SUPPLY INSTALLED恒为H，因此得出在正常运行时，M EXTERNAL SUPPLY ACTIVE为H，而NM EXTERNALSUPPLY ACTIVE则为L。

当ECB位置不在合，则有M EXTERNAL SUPPLY ACTIVE为 L，NM EXTERNAL SUPPLY ACTIVE为H。

因此，如果要发‘励磁发电机电压故障信号’，需要同时满足ECB位置不在合且有机端电压故障信号发出。

如图3，图4，由逻辑可知当机端电压与同步电压差值V501-V37＜=-0.2002时，就会发MUGFAULT信号，而同步电压取自励磁变。

如果

A：机端PT故障

B：励磁系统起励有问题

C：设定延时参数过小

都会引起机端电压小于同步变电压，也即在延时内机端电压建立速度过慢，便会造成电压故障信号。

而在此同时，ECB再有不在合的状态，就会发‘励磁发电机电压故障信号’。那么这个信号是如何使机组事故停机的呢？

如图5，继续分析，当励磁发电机电压故障时，逻辑会迅速将调节方式由自动电压调节切至手动电流调节方式，而此时机端电压还未达到＞90%,而手动电流也无法给出设定值去升压，所以虽然励磁尚在运行，但在保持机端电压一段时间后，最终因为流程超时导致停机。

针对列出的原因，一方面可以采用延时V961设置加大来躲过事故停机。而另一方面，ECB不在合很明显应该是通讯信号不符引起的（同步变有压，ECB在合）。

查看事故发生时的事件列表，ECB状态没有发生抖动，据此可知硬布线应该没问题，也即励磁调节器与外部的通讯无异常（上送监控信号正常）。那么可能的原因应该是模块与交换机之间，或者交换机与调节器的内部通讯之间存在故障：也即交换机，DI6101模块以及内部LCOM板都有嫌疑。

事后经过检修仔细检查，做以下处理：

（1）我厂1号机该延时设置为0.3 s，查看其他机组也是这个值，可以考虑基于安全的条件下，将这个延时V961值改大，避免类似情况的再次发生

（2）由于更换交换机与内部LCOM板相对困难，且无明确原因能确定这几个部件有故障，现暂时更换DI模块A0027，继续观察系统还会否发类似信号再做确定。

3　结束语

励磁系统作为电站的主要设备之一，确保其健康稳定运行，对电站安全生产中起着重要作用。该厂绝大多数由励磁造成的启动不成功的原因归结为励磁系统内部通讯问题，因此建议：彻底改造励磁内部通讯，将信号转换与通讯环节统一改为硬布线，可以排除以上问题。4号机励磁已经完成了这部分的改造并得到了良好的应用反馈，4号机因励磁通讯引起的故障率已趋近于零。

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章亮（1982-），男，工程师，从事水电站运行工作。

TV734.2

B

1672-5387（2015）11-0040-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2015.11.014

2015-07-31