機(jī)組抽水啟動(dòng)過(guò)程中斷路器未合閘問(wèn)題排查及改進(jìn)措施

孫 宇，宋曉星

（國(guó)網(wǎng)新源控股有限公司潘家口蓄能電廠，河北 唐山 064300）

0 引言

斷路器是一種重要的電氣元件，是電力系統(tǒng)中的一次設(shè)備，在回路中起到斷開(kāi)和接通的作用。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，斷路器可以迅速切除故障回路或者在瞬時(shí)故障消除后接通回路，具有保護(hù)和控制雙重功能。斷路器中繼電器參數(shù)選擇和線路設(shè)計(jì)是否合理，是產(chǎn)生寄生回路的主要原因[1]。及時(shí)消除減少設(shè)備拒動(dòng)誤動(dòng)的發(fā)生，提高設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行[2]。

1 故障經(jīng)過(guò)

故障前運(yùn)行方式潘遵Ⅰ回線、潘遵Ⅱ回線經(jīng)母聯(lián)聯(lián)絡(luò)運(yùn)行，四母線帶4號(hào)主變運(yùn)行，五母線帶2號(hào)、3號(hào)主變運(yùn)行，3號(hào)主變帶廠用電Ⅱ段，兩段分段運(yùn)行，4號(hào)機(jī)組停機(jī)至抽水工況轉(zhuǎn)換過(guò)程中（轉(zhuǎn)速為142.8 r/min）。

2019年11月14日00:26:43，4號(hào)機(jī)組142.8轉(zhuǎn)抽水啟動(dòng)過(guò)程中，監(jiān)控系統(tǒng)收到85%轉(zhuǎn)速令后，延時(shí)200 s，4號(hào)機(jī)組04DL開(kāi)關(guān)未合閘，監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出“報(bào)警：4號(hào)機(jī)組斷路器04DL未合閘，轉(zhuǎn)停機(jī)”信號(hào)，機(jī)組轉(zhuǎn)停機(jī)。

監(jiān)控系統(tǒng)記錄信號(hào)動(dòng)作時(shí)間如下： 2019-11-14，00：20：34.000，4 號(hào) 機(jī) 組 142.8 轉(zhuǎn) 抽 水 操 作，2019-11-14 ，00：26：43.000，4 號(hào)機(jī)組斷路器 04DL未合閘，轉(zhuǎn)停機(jī)報(bào)警。啟動(dòng)流程如圖1所示。

圖1 啟動(dòng)流程

2 現(xiàn)場(chǎng)處置情況

值守人員將上述情況通知ON-CAll負(fù)責(zé)人，匯報(bào)華北網(wǎng)調(diào)并申請(qǐng)4號(hào)機(jī)組檢查消缺，當(dāng)即批準(zhǔn)。操作/ON-CALL對(duì)變頻器合閘開(kāi)出繼電器J11進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)異常；對(duì)監(jiān)控現(xiàn)地控制盤4LCUA4 04DL合閘KD1繼電器進(jìn)行校驗(yàn)，接線進(jìn)行檢查；對(duì)4號(hào)機(jī)組4PWPC盤（機(jī)組換極換相控制盤）“04DL合閘允許”繼電器R24進(jìn)行校驗(yàn)，接線進(jìn)行檢查；對(duì)合閘允許回路進(jìn)行傳動(dòng)，未發(fā)現(xiàn)異常；對(duì)4號(hào)機(jī)組合閘回路進(jìn)行傳動(dòng)（解開(kāi)04合閘線圈電源），未發(fā)現(xiàn)異常（對(duì)PWPC繼電器動(dòng)作接點(diǎn)進(jìn)行阻值測(cè)量正常）；拉開(kāi)04-2，對(duì)4號(hào)機(jī)組出口開(kāi)關(guān)04DL進(jìn)行合閘傳動(dòng)，未發(fā)現(xiàn)異常（此時(shí)短接04DL合閘允許條件）。

3 問(wèn)題排查及改進(jìn)措施

4號(hào)機(jī)組出口開(kāi)關(guān)04DL本體故障；變頻器抽水啟動(dòng)04DL合閘回路故障4號(hào)機(jī)組PWPC盤04DL合閘允許回路故障。檢查4號(hào)機(jī)組出口開(kāi)關(guān)04DL本體無(wú)異常，傳動(dòng)04DL分、合閘動(dòng)作正常，信號(hào)反饋正常。

3.1 變頻器抽水啟動(dòng)04DL合閘回路檢查

（1）機(jī)組經(jīng)變頻器抽水啟動(dòng)過(guò)程中同期控制功能由變頻器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，變頻器系統(tǒng)在判斷滿足同期合閘條件后開(kāi)出機(jī)組出口開(kāi)關(guān)合閘信號(hào)，現(xiàn)地檢查變頻器啟動(dòng)過(guò)程波形，波形中看到變頻器和04DL命令信號(hào)正常，并且脈沖時(shí)間3 s左右，說(shuō)明變頻器系統(tǒng)內(nèi)控制04DL合閘繼電器動(dòng)作正常。

（2）變頻器系統(tǒng)開(kāi)出合出口開(kāi)關(guān)命令經(jīng)4號(hào)機(jī)組現(xiàn)地控制單元轉(zhuǎn)接后，送至4號(hào)機(jī)組換極換相盤4PWPC實(shí)現(xiàn)出口開(kāi)關(guān)合閘控制，機(jī)組出口開(kāi)關(guān)合閘原理圖（變頻器與機(jī)組現(xiàn)地控制單元部分）如圖2。

圖2 機(jī)組出口開(kāi)關(guān)合閘原理圖

由圖2可以看出，變頻器系統(tǒng)發(fā)出的合出口開(kāi)關(guān)信號(hào)后，經(jīng)過(guò)4號(hào)機(jī)現(xiàn)地控制單元4LCUA4：KD1繼電器（4號(hào)機(jī)組選擇變頻器啟動(dòng)中間繼電器）的常開(kāi)接點(diǎn)后，接通4LCUA4：KJ9繼電器線圈電源回路，KJ9繼電器常開(kāi)接點(diǎn)至4號(hào)機(jī)組PWPC盤04開(kāi)關(guān)合閘控制回路見(jiàn)圖3。

圖3 04開(kāi)關(guān)控制回路圖

對(duì)圖中的 KD1、KJ9（2K5）、KA1 繼電器以及合閘允許繼電器R24進(jìn)行傳動(dòng)及校驗(yàn)檢查正常，并對(duì)抽水回路直阻進(jìn)行分段測(cè)量。校驗(yàn)和測(cè)量結(jié)果如表 1~表3。

表1 KJ9（2K5）校驗(yàn)記錄

續(xù)表1

表2 R24繼電器校驗(yàn)記錄

表3 KA1繼電器校驗(yàn)記錄

控制回路直阻測(cè)試結(jié)果如下：

（1）將圖4中XDO2-44線解下，測(cè)量XZ-K11與XOUT1-3之間的直阻為33.42千歐。

（2）在 4LCUA4：J3-9、4LCUA4：J3-10兩端測(cè)量2LCUA4至4LCUA4直阻為4Ω。

從監(jiān)控系統(tǒng)（短接監(jiān)控J6-23和J8-2端子）對(duì)04DL允許合閘回路進(jìn)行傳動(dòng)，換極換相控制盤4PWPC可以收到監(jiān)控至的開(kāi)出信號(hào)“FMK合閘、機(jī)組轉(zhuǎn)速＞85%DI20”，信號(hào)傳動(dòng)正常；檢查04DL分閘位置DI37位置顯示正確，端子接線無(wú)松動(dòng)；檢查04-2刀閘合閘位置DI26點(diǎn)位置顯示正確，端子接線無(wú)松動(dòng)；檢查T7空開(kāi)F01在投入位置DI49位置正確，端子接線無(wú)松動(dòng)；檢查T5空開(kāi)F02在投入位置DI50位置正確，端子接線無(wú)松動(dòng)。

3.2 改進(jìn)措施

經(jīng)上述檢查未發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常情況，也未對(duì)電網(wǎng)造成影響，為預(yù)防和控制同類缺陷再次發(fā)生，通過(guò)增加變頻器抽水合閘繼電器及變頻器選擇投入繼電器接點(diǎn)，以形成雙路并聯(lián)共同控制機(jī)組出口開(kāi)關(guān)合閘繼電器的動(dòng)作原理，確保出口開(kāi)關(guān)合閘穩(wěn)定性更高。具體方案如下：

（1）在4號(hào)機(jī)組選擇變頻器抽水啟動(dòng)后，KD1繼電器（4號(hào)機(jī)組選擇變頻器啟動(dòng)中間繼電器）勵(lì)磁，KD1繼電器中兩對(duì)常開(kāi)接點(diǎn)閉合，一對(duì)用于變頻器啟動(dòng)，一對(duì)（KD1-9和KD1-10）應(yīng)用與變頻器合04DL控制回路，當(dāng)變頻器同期發(fā)出合閘令、04DL合閘允許同時(shí)滿足時(shí)，04DL合閘。在4號(hào)機(jī)現(xiàn)地控制單元4LCUA4：KD1繼電器常開(kāi)接點(diǎn)KD1-10和KD1-9上分別并入4LCUA4:KJ11繼電器的常開(kāi)接點(diǎn)KJ11-6和KJ11-10，在變頻器系統(tǒng)發(fā)出的合出口開(kāi)關(guān)信號(hào)后，經(jīng)過(guò)4號(hào)機(jī)現(xiàn)地控制單元4LCUA4：KD1繼電器常開(kāi)節(jié)點(diǎn)閉合后，接通4LCUA4：KJ9繼電器線圈電源回路，并在KJ9繼電器線圈電源兩端中并入KJ18繼電器線圈電回路電源，KJ9繼電器和KJ18繼電器常開(kāi)接點(diǎn)同時(shí)開(kāi)至4號(hào)機(jī)組PWPC盤04開(kāi)關(guān)合閘控制回路見(jiàn)圖6。

圖6 并聯(lián)KD1繼電器控制04DL合閘原理圖

（2）將圖 6中 2LCUA4：J3-9至 3LCUA4：J3-9、3LCUA4：J3-9 至 4LCUA4：J3-9、2LCUA4：J3-10 至3LCUA4：J3-10、3LCUA4：J3-10 至 4LCUA4：J3-10 以及 4LCUA4:J1-1 至 4PWPC：XZK-11、4LCUA4：J1-2至4PWPC:XZK-6所用電纜芯更換成新的備用芯，并將新舊電纜芯進(jìn)行250 V絕緣測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表4所示。

表4 250 V絕緣測(cè)試結(jié)果記錄

（3）將換極換相控制盤（4PWPC）所有相關(guān)開(kāi)關(guān)量、報(bào)警量信號(hào)接入監(jiān)控系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)控制過(guò)程的監(jiān)視分析。

（4）對(duì)04開(kāi)關(guān)合閘回路中裝設(shè)便攜式錄波儀，實(shí)現(xiàn)對(duì)04開(kāi)關(guān)合閘電壓、電流的實(shí)時(shí)監(jiān)視分析。截止目前累計(jì)發(fā)電212次，累計(jì)抽水208次，04開(kāi)關(guān)累計(jì)分合420次均分合正常。

圖7 并聯(lián)KJ9（2K5）繼電器控制04DL合閘回路原理圖

4 結(jié)語(yǔ)

為預(yù)防和控制同類缺陷再次發(fā)生，本文對(duì)發(fā)生事故后斷路器本體及其回路等做了排查和分析。本文改進(jìn)了一種可行性方案并應(yīng)用到實(shí)際中，保證了出口開(kāi)關(guān)合閘更高的穩(wěn)定性。為同樣類型的故障提供借鑒和參考。