沙溪口水电站监控系统模拟量跳变过大缺陷分析及处理

陈青青

(中电(福建)电力开发有限公司，福建 南平 353000)

1 工程概况

沙溪口水电厂位于福建闽江支流西溪上，装设4台单机容量75 MW的轴流转桨式水轮发电机组，总装机容量300 MW，担负系统调峰、调频和事故备用任务。水轮机型号为ZZF01—LH—800，n=75 r/min，发电机型号为 SF75—80/13000。计算机监控系统采用国电南瑞SJ—500型及施耐德 Quantum系列PLC，现地控制单元 PLC为控制中心，设置一体机和操作面板做为人机界面。PLC采用双CPU、双星形以太网结构的模式，配置以太网接口,外加触摸屏、通信管理设备、供电设备等(见图1)。

图1 FDPM弱电部分外部接线原理

2 事件经过

2021年7月27日10∶25，4号机顶盖水位在低位时，频繁报顶盖水位越限(水位在0.22～0.29 m之间跳动)缺陷；清洗变送器感压头无效，从点检库找到备品更换后仍跳变(4号机在下游水位64.5 m左右漏水大，当时65.14 m，2台机开机各带550 MW负荷，处振动区)。停机后观察顶盖水位上位机显示仍跳变。

2021年7月29日15∶20，上位机查“4号机制动气压力”、“4号机围带充气压力”也显示突变(见图2)；此2个模拟量均为4号机AI3模块的模拟量，疑是AI3模块损坏。咨询南瑞厂家昆腾模件支持带电拨插，待4号机停机，更换ACI40系列模块2块后，均无法解决模拟量显示突变问题。

图2 4号机模拟量跳变示意

2021年7月29日20∶35，4号机AI3外围变送器电缆一一甩开后仍存在跳变。

2021年7月29日21∶02，1号机无功变送器突变、公用监控高压气机压力通讯量至上位机也突变。

3 原因分析及处理

综合以上的监控缺陷，初步判断是电源问题。通过滤波发现，模拟量输入回路中存在少量的交流电分量，抗干扰器无法全部过滤掉回路中的交流分量，这部分电压分量使模拟量输入回路中产生连接电流，导致模拟量信号跳动。断开直流空开ZK1(见图3)，利用继保仪输出DC 220 V电源至空开下端，监控系统的显示值突变情况随即消失。

图3 FPDM监控电源插箱示意

追溯源头UPS改造后，部分交流倒送至直流系统，导致其送出的直流中含交流成分，断开了的UPS直流输入空开I—6QF、I—7QF，Ⅱ—6QF、Ⅱ—7QF上端测得交流电为70、72 V，71、69 V(见图4)。

图4 UPS不间断电源接线示意

配合运行人员断开UPS直流输入空开I—6QF、I—7QF，II—6QF、II —7QF，合上4号机组LCU直流空开ZK1，查LCU模拟量跳变情况，即消失。

4 解决方案

(1)UPS直流输入端正负极与地之间接入1个滤波电容，采用这一方法能大大降低直流系统中的交流分量；但是交流分量对直流系统的影响仍然存在,而且直流系统接地会导致分布电容波动,容易使控制系统和保护系统误动作。

(2)UPS交流输入端增加隔离变压器使直流系统与交流系统及大地物理分开,同时拆除隔离变压器二次N线端子接地线,使二次侧N端电位悬空；这样才能切断直流系统和交流系统可能的电气耦合，保证隔离变压器使直流系统与交流系统及大地物理分开，这个方法能有效而安全地消除直流系统的交流分量。

5 结 语

(1)直流系统中串入交流分量时,对直流系统危害很大,会引起开入误动作或开关等设备误动作。

(2)当采用交直流双供电时,应特别注意选用交流输入端有隔变压器的开关电源盒;其中隔离变压器的负荷N端悬空,不能和一次侧相连或接地。

(3)完善绝缘装置的接地故障检测功能，及时发现交流串入接地故障，有利于减少由此产生的保护误动事故。