蓄能电厂换相刀闸拒动故障处理

    王卓菲 侯桂欣 李珅

    X摘 要：换相刀闸是抽水蓄能电站机组工况变换的重要设备，直接关系机组启停的可靠性，通过对本次缺陷处理，为相关制逻辑设计提供参考，避免出现同类型漏洞。

    关键词：五极换相刀闸；软件逻辑；拒动

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

    0 概述

    十三陵蓄能电厂装有4台单机容量为200MW的混流可逆式水泵/水轮发电机机组，以220kV电压等级接入京津唐电网，主要为电网调峰、调频和紧急事故备用服务。该电厂采用发-变组单元接线方式，2组并列发-变组分别经各自的断路器、五级换相刀闸接于220kV母线，再经陵昌一线、二线并入昌平变电站。

    220kV封闭组合电器采用的是由ABB公司生产的成套GIS组合电气开关设备，集成了主断路器、隔离刀闸、接地刀闸以及CT、PT等电气一次设备，其特点是集成度高、占地面积小。GIS的配套控制器负责完成GIS组合电气设备主断路器、隔离开关、接地刀闸等设备的分合任务，包括接收机组同期装置的信息来完成机组的同期任务。抽水蓄能机组启停频繁，工况转换频繁。发电工况运行时，机组相序与系统相序一致；抽水工况运行时，通过GIS五极换相刀闸实现A、C相换相。1号机组A级检修试验期间出现发电工况换相刀闸拒合的情形，影响机组正常启动。

    1 故障处理

    运维人员现地检查换相刀闸一次设备部分接线、机械接点、皮带、行程开关、转动部件各部分无异常；检查控制柜内接线无松动、元器件外观无异常；查看REC670控制装置无报警灯点亮，EVENT事件记录无异常。远方自动模式下，监控系统进行数次发电工况换相刀闸合、分闸操作，换相刀闸正常动作，未发生拒动情况。因此，对五极换相刀闸控制回路关键部位电压值进行录波观测，排查原因。

    1.1 故障录波设置

    （1）使用日置8861录波装置对硬件回路关键点进行监测。五极换相刀闸发电工况正常为B、A、C三相顺序动作。对B相执行回路合闸继电器线圈、执行继电器线圈、控制器合闸令、执行令开出信号进行监视。隔离刀闸合、分操作动作十余次后，录波发现B相控制器合闸令未发出，合闸继电器线圈、执行继电器线圈未得电，大概率排除硬件回路方面故障，定位于控制器装置内部逻辑或开出模件。

    （2）使用REC670装置软件逻辑模块Disturbance report DRPRDRE内部录波通道，监测B相刀闸控制逻辑中合分闸相关变量及闭锁条件变量。将发电工况远方合闸令作为录波触发条件，录波时长设置为2秒。

    1.2 控制逻辑分析

    1.2.1 闭锁逻辑

    影响刀闸闭锁因素有本间隔闭锁开出信号、其他间隔闭锁输入信号、刀闸实际位置信号及Bay允许信号，将信号加入监测。

    1.2.2 控制逻辑

    远方合、分闸令经过“与”、“或”逻辑直接送入刀闸控制器，允许刀闸动作信号直接关系控制器合分闸令是否有输出，均加入监测。

    1.3 控制逻辑录波分析

    换相刀闸再次出现拒动情况，监测变量状态变化。

    合闸令直接送入SCSWI，同时站间闭锁逻辑运行开出STATION_BLOCK，REC670装置通过光耦接收到开入信号STATION_BLOCK_BI。此过程有约12毫秒的延迟。XOR模块会有10ms的1開出（物理回路造成，无法避免）。SCILO模块运行周期为100ms。若在此10ms内SCILO模块周期刷新自己，将逻辑1采集到自身模块，会在此100ms时间内开出0（此时XOR已变为0，但SCILO模块开出仍为1）。即en_close信号有100ms为0，导致有合闸令也不允许B相动作。

    2 解决方法

    在合分闸令送入SCSWI前，先加入pulsetimer脉冲模块使脉冲变成保持2s的合闸令，再加入timerset延时模块延时200ms；使得SCILO模块有两个周期的时间采集数据，即使第一次采集到XOR开出的1，在第二个周期也会采集到0。en_close信号持续为1。

    3 结语

    换相刀闸出现拒动的原因是由于原有逻辑设计与模块采样周期存在一定冲突的情况造成的，通过软件逻辑完善，换相刀闸未再发生拒动情况，缺陷消除。通过对本次缺陷处理，为相关控制逻辑设计提供参考，避免出现同类型漏洞。