第３８卷第７期 ２０１２年７月 水力发电 自莲河抽水蓄能电玷Ｓ Ｆ Ｃ系统 运行中故障的分析与处理 冯钢声，阚朝晖 （湖北白莲河抽水蓄能有限公司，湖北罗田４３８６００） 摘要：白莲河抽水蓄能电站ＳＦＣ系统在电站运行过程中发生了由厂用电故障、油流量信号设置不合理及内冷水电 导率监视装置接点故障引起的系统故障，对３个故障现象进行了分析研究，并进行了相应处理，其后的机组运行表 明事故隐患得到了有效的消除。 关键词：ＳＦＣ系统；故障；白莲河抽水蓄能电站 Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｎ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｆａｉｌｕｒｅｓ ｏｆ ＳＦＣ Ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ Ｂａｉｌｉａｎｈｅ Ｐｕｍｐｅｄ－ｓｔｏｒａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ Ｆｅｎｇ Ｇａｎｇｓｈｅｎｇ，Ｋａｎ Ｚｈａｏｈｕｉ （Ｈｕｂｅｉ Ｂａｉｌｉａｎｈｅ Ｐｕｍｐｅｄ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｕｏｔｉａｎ ４３８６００，Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ＳＦＣ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ Ｂａｉｌｉａｎｈｅ Ｐｕｍｐｅｄ—ｓｔ０ｒａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ ｔａｋｅｓ ｐｌａｃｅ ｔｈｒｅｅ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｆａｉｌｕｒｅ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｉｎ ２０１０，ｗｈｉｃｈ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｆａｉｌｕｒｅ ｏｆ ｓｅｒｖｉｃｅ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ｕｎｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｏｉｌ ｆｌｏｗ ｓｉｇｎａｌ ｓｅｔｔｉｎｇ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔａｃｔ ｆａｉｌｕｒｅ ｏｆ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｃｏｏｌｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ．Ｔｈｒｅｅ ｆａｉｌｕｒｅｓ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｔｒｅａｔｅｄ．Ｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ａｃｃｉｄｅｎｔｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｅｌｉｍｉｎａｔｅｄ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ＳＦＣ ｓｙｓｔｅｍ；ｆａｉｌｕｒｅ；Ｂａｉｌｉａｎｈｅ Ｐｕｍｐｅｄ－ｓｔｏｒａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ 中图分类号：ＴＭ５７；ＴＶ７４３（２６３） 文献标识码：Ａ 文章编号：０５５９—９３４２（２０１２）０７—００６７—０２ １ 白莲河抽水蓄能电站ＳＦＣ系统简介 白莲河抽水蓄能电站ＳＦＣ系统主要由电源侧断 路器、输入变压器、输出变压器、电流互感器、电 压互感器、可控硅整流器和逆变器、直流平波电抗 式。机组正常在启动初期的电势太低，ＳＦＣ的机桥 不能自动换相。换相时强制网桥全逆变截止回路中 的电流，待电流为０时，取消网桥的全逆变的同时 发脉冲至下一组待触发的可控硅。 高速运行阶段（ｆ＞５ Ｈｚ）属于同步运行方式， ＳＦＣ可控硅自动换向ＳＦＣ控制单元控制机网桥的触 发脉冲，调节ＳＦＣ输出的起动电流频率至５０ Ｈｚ。 器、交流电抗器、隔离开关、输出断路器、冷却系 统、控制系统、保护、监测系统和控制柜组成。 ＳＦＣ系统的主要技术参数：输入输出变额定电 压为１５．７５ ｋＶ±１０％．输出频率为０～５２．５ Ｈｚ，额定 ．２ ＳＦＣ系统故障分析与处理 ２．１ 厂用电故障致使ＳＦＣ控制器故障 ２０１０年７月因ＳＦＣ供电中断致使控制柜ＵＰＳ 装置蓄电池放电后退出（控制器等设备失电停运）， 且控制机架内黑色积灰严重，对控制器进行全面拆 除清扫后开始逐步恢复各个系统。 功率为１９．６ Ｍｗ，额定直流电流为３ ５００ Ａ，净启动 时间不大于２５０ Ｓ 可控硅直径为１ＯＯ ｍｍ。 ＳＦＣ整流装置（网桥）的换相全部采用自动换 相，而逆变装置（机桥）采用强制换相和自动换相 两种方式来控制晶闸管的截断。全控桥在机组启动 初期交流电压太低时不能自动换相，ＳＦＣ运行时分 首先恢复ＵＰＳ装置电源，使其工作在旁路供电 为低速运行阶段和高速运行阶段。为了使整个ＳＦＣ 在整个频率范围内正常工作，低速运行阶段工作频 收稿日期：２０１２—０５—０９ 率上限应高于高速运行阶段的工作频率的下限。 低速运行阶段（厂＜５ Ｈｚ）采用脉冲耦合工作方 作者简介：冯钢声（１９７２一），男，湖北大冶人，工程师，从事 抽水蓄能电站生产技术管理工作． Ｗａｒｅｒ Ｐｏｗｅｒ Ｖｏ１．３８ Ｎｏ．７团 剥尸，守： 硅 Ｕｊ制小宙ｆｌ￣ｃＵ，ＪＯ Ｉ３ｒＬ ｆｚ￣５２ｇ１￣．－ＩＪ Ｌ十Ｊ似悍廿 万Ｉ＂／ｌ司 璀 模式，蓄电池充电２４ ｈ后切换为正常（逆变）供电 方式。接着启动控制器，当控制器上电约９０ Ｓ后， 处理卡ＰＩＢ１００Ｅ与主ＣＰＵ板卡进行配置信息交换 时．４个子单元的ＰＩＢ１００Ｅ前面板数码管显示在 “２”、 “３”问跳变（故障），即ＰＩＢＩＯＯＥ与主ＣＰＵ 板卡间的配置不匹配，控制器不能成功完成初始化。 但通过调试电脑与主ＣＰＵ板卡连线正常。后用备件 卡逐个更换控制器内同类型各卡件（对相关跳线设 置进行了仔细检查，并按要求修改），但始终存在前 述问题。再次检查发现第４个子单元对应的参数检 查不一致。故更换该单元的ＰＩＢ１００Ｅ卡。上电后控 制器正常完成初始化，检查控制器运行正常。 ＳＦＣ控制器恢复正常后，即进行ＳＦＣ逐步拖动 机组升速的试验．ＳＦＣ现地控制键盘显示同时出现 多个晶闸管报警．停机后打开功率柜，检查晶闸管和 并联阻容回路，并无异常。更换报警晶闸管的光纤 触发卡后，报警仍存在，从而判断应该是晶闸管对 应的触发控制卡存在问题，更换对应的触发控制卡 后，晶闸管报警消失，再进行ＳＦＣ拖动机组正常。 ２．２ ＳＦＣ油流信号设置不合理导致机组停机 ２０１０年２月１日夜班抽水开机过程中，在ＳＦＣ 辅设启动运行后，ＳＦＣ输入变油流信号消失，导致 “输入变压器油流信号故障”，ＳＦＣ故障停止，机组 电气故障停机。当日导出ＳＦＣ录取的波形，分析为： 监控系统发出机组抽水启动指令后，ＳＦＣ辅设投入运 行。且ＳＦＣ输入开关合闸，辅设运行３０ Ｓ内，ＳＦＣ 输入变油流开关信号先０—１，但约】２ Ｓ后，信号消 失（１ ），当辅设运行３０ ｓ时，由于油流信号消失 已大于１０ Ｓ，导致出现ＳＦＣ输入变油流故障信号， 约３个采样周期（１２０ ｍｓ）后ＳＦＣ出现电气停机信 号，ＳＦＣ故障停止，机组电气停机，启机失败。 现地开启ＳＦＣ输入变冷却水阀，启动变压器循 环油泵，两个数显油温变送器显示值分别为１６．１、 １６．２ ｏＣ的情况下．经外接流量计检测测得流量为 ７．２５ ｓ，由于变压器未带电，油温逐步降至１３．０、 １３．１℃，且油流量随温度降低至７．１７ Ｌ／ｓ。查阅ＳＦＣ 输入变维护手册，其中变压器热交换器的油流量参 数为７．１７ Ｌ／ｓ；进油侧额定温度６４．０℃．出油侧温 度５１．０℃：进水侧温度３０．０℃，出水侧温度３５．０ ℃。上述整定温度均与实际运行温度相差较大．流量 开关整定与实际运行时流量非常接近．因此容易出 现“输入变压器油流信号故障”，将该油流开关设定 值略调小（调至７ Ｌ／ｓ）后，再也没有出现此故障。 ２．３ 内冷水电导率监视装置接点故障致使电导率不 能正常控制 ２０１０年１０月７日检查发现ＳＦＣ在备用时内冷 圆Ｗａｒｅｒ Ｐｏ ｅｒ ｏｚ．３８ Ｎｏ．７ 水电导率监视装置数据异常，仔细检查发现电导率 监视装置的４个输出接点在该装置断电时保持断开 （ＳＦＣ内冷水电磁阀的通断由内冷水电导率监视装置 的输出接点Ｓ１实现），在该装置通电后保持闭合， 不能随意设定阈值断开或闭合。 水电导率监视装置正常运行时，输出接点Ｓ１为 常开接点，当电导率高于１．０￣１０－￣Ｓ／ｍ时，Ｓ１闭合， 使电磁阀导通，内冷水去离子回路接通；当电导率 降至０．８ｘ１０－４ Ｓ／ｍ以下时，Ｓ１再断开。但输出接点 故障后，接点始终闭合，使电磁阀保持导通，发热 严重：同时，内冷水去离子回路始终接通，虽使电 导率大大降低，但影响去离子瓶的使用寿命，从而 影响了设备的正常运行。 针对上述问题，对内冷水电导率控制回路进行 如下修改：增加１个继电器控制内冷水电磁阀的通断， 其线圈的导通由内冷主用水泵控制继电器和备用水 泵控制继电器各自仅剩的常闭接点串联控制，控制 回路的２４ＶＤＣ电源取自开关ＳＦＣ控制柜。再将新增 继电器的常闭接点串接至电磁ｌｊｊ《Ｉ的控制回路中。 当ＳＦＣ处于备用状态时，按照程序逻辑，电导 率低于１．１￣１０ Ｓ／ｍ时，泵保持停止状态，故内冷 主备用水泵控制继电器均不动作，新增的电磁阀控 制继电器线圈上电，其常闭接点断开，电磁阀不导 通。若电导率高于１．１ｘｌ０ Ｓ／ｍ时．自动启动一台 泵，内冷主备用水泵控制继电器中有一个动作动作， 新增的电磁阀控制继电器线圈失电．其串接至电磁 阀的控制回路中的常闭接点闭合．电磁阀带电导通： 在水泵运行的情况下接通去离子回路．可快速使电 导率降低，当电导率降至０．９５×１０ Ｓ／ｍ，延时３０ Ｓ 停泵。从而在ＳＦＣ长时间备用时可有效避免冈电导 率过高，水泵无法自动停止或出现电导率高报警。 若ＳＦＣ启动，因水泵运行，电磁阀保持导通， 使电导率降低。正常情况下，可在１０ ｍｉｎ内完成机 组启动，需及时退出ＳＦＣ。 ３结语 ＳＦＣ系统作为抽水蓄能电站必备的设备，小仅 功能强大，起动容量大，满足抽水蓄能电站的发电 电动机组在电网调峰过程中频繁起动的要求．而且 起动机组的成功率高，对系统冲击小，维护量小。 ＳＦＣ系统的集成度相对比较高，稳定性较其他的设 备更高。但是一旦控制器出现问题，南于其集成性 较高。问题往往比较难以排查，同时，ＳＦＣ的外同 辅助设备（去离子水回路，变压器冷却回路）｝｝Ｊ现 的问题也不能忽视。 （责任编辑高 瑜）
