沙溪口水電站監(jiān)控系統(tǒng)模擬量跳變過大缺陷分析及處理

陳青青

(中電(福建)電力開發(fā)有限公司，福建 南平 353000)

1 工程概況

沙溪口水電廠位于福建閩江支流西溪上，裝設(shè)4臺單機(jī)容量75 MW的軸流轉(zhuǎn)槳式水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量300 MW，擔(dān)負(fù)系統(tǒng)調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用任務(wù)。水輪機(jī)型號為ZZF01—LH—800，n=75 r/min，發(fā)電機(jī)型號為 SF75—80/13000。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用國電南瑞SJ—500型及施耐德 Quantum系列PLC，現(xiàn)地控制單元 PLC為控制中心，設(shè)置一體機(jī)和操作面板做為人機(jī)界面。PLC采用雙CPU、雙星形以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)的模式，配置以太網(wǎng)接口,外加觸摸屏、通信管理設(shè)備、供電設(shè)備等(見圖1)。

圖1 FDPM弱電部分外部接線原理

2 事件經(jīng)過

2021年7月27日10∶25，4號機(jī)頂蓋水位在低位時(shí)，頻繁報(bào)頂蓋水位越限(水位在0.22～0.29 m之間跳動)缺陷；清洗變送器感壓頭無效，從點(diǎn)檢庫找到備品更換后仍跳變(4號機(jī)在下游水位64.5 m左右漏水大，當(dāng)時(shí)65.14 m，2臺機(jī)開機(jī)各帶550 MW負(fù)荷，處振動區(qū))。停機(jī)后觀察頂蓋水位上位機(jī)顯示仍跳變。

2021年7月29日15∶20，上位機(jī)查“4號機(jī)制動氣壓力”、“4號機(jī)圍帶充氣壓力”也顯示突變(見圖2)；此2個(gè)模擬量均為4號機(jī)AI3模塊的模擬量，疑是AI3模塊損壞。咨詢南瑞廠家昆騰模件支持帶電撥插，待4號機(jī)停機(jī)，更換ACI40系列模塊2塊后，均無法解決模擬量顯示突變問題。

圖2 4號機(jī)模擬量跳變示意

2021年7月29日20∶35，4號機(jī)AI3外圍變送器電纜一一甩開后仍存在跳變。

2021年7月29日21∶02，1號機(jī)無功變送器突變、公用監(jiān)控高壓氣機(jī)壓力通訊量至上位機(jī)也突變。

3 原因分析及處理

綜合以上的監(jiān)控缺陷，初步判斷是電源問題。通過濾波發(fā)現(xiàn)，模擬量輸入回路中存在少量的交流電分量，抗干擾器無法全部過濾掉回路中的交流分量，這部分電壓分量使模擬量輸入回路中產(chǎn)生連接電流，導(dǎo)致模擬量信號跳動。斷開直流空開ZK1(見圖3)，利用繼保儀輸出DC 220 V電源至空開下端，監(jiān)控系統(tǒng)的顯示值突變情況隨即消失。

圖3 FPDM監(jiān)控電源插箱示意

追溯源頭UPS改造后，部分交流倒送至直流系統(tǒng)，導(dǎo)致其送出的直流中含交流成分，斷開了的UPS直流輸入空開I—6QF、I—7QF，Ⅱ—6QF、Ⅱ—7QF上端測得交流電為70、72 V，71、69 V(見圖4)。

圖4 UPS不間斷電源接線示意

配合運(yùn)行人員斷開UPS直流輸入空開I—6QF、I—7QF，II—6QF、II —7QF，合上4號機(jī)組LCU直流空開ZK1，查LCU模擬量跳變情況，即消失。

4 解決方案

(1)UPS直流輸入端正負(fù)極與地之間接入1個(gè)濾波電容，采用這一方法能大大降低直流系統(tǒng)中的交流分量；但是交流分量對直流系統(tǒng)的影響仍然存在,而且直流系統(tǒng)接地會導(dǎo)致分布電容波動,容易使控制系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)誤動作。

(2)UPS交流輸入端增加隔離變壓器使直流系統(tǒng)與交流系統(tǒng)及大地物理分開,同時(shí)拆除隔離變壓器二次N線端子接地線,使二次側(cè)N端電位懸空；這樣才能切斷直流系統(tǒng)和交流系統(tǒng)可能的電氣耦合，保證隔離變壓器使直流系統(tǒng)與交流系統(tǒng)及大地物理分開，這個(gè)方法能有效而安全地消除直流系統(tǒng)的交流分量。

5 結(jié) 語

(1)直流系統(tǒng)中串入交流分量時(shí),對直流系統(tǒng)危害很大,會引起開入誤動作或開關(guān)等設(shè)備誤動作。

(2)當(dāng)采用交直流雙供電時(shí),應(yīng)特別注意選用交流輸入端有隔變壓器的開關(guān)電源盒;其中隔離變壓器的負(fù)荷N端懸空,不能和一次側(cè)相連或接地。

(3)完善絕緣裝置的接地故障檢測功能，及時(shí)發(fā)現(xiàn)交流串入接地故障，有利于減少由此產(chǎn)生的保護(hù)誤動事故。