雅都水电站机组开机间歇性负荷调节缺陷分析及处理

雅都水电站机组开机间歇性负荷调节缺陷分析及处理

卢彦林

（四川阿坝州毛尔盖水电有限公司四川黑水县623555）

摘要：本文针对雅都水电站#1、#2、#3机组开机并网时机组负荷偶发性无法调节的故障，介绍故障现象、分析故障原因以及故障处理方案等相关问题的探讨。

关键词：水电站；机组并网；负荷调节

水电站机组并网后，机组测量元件反馈、控制程序输出及调速器系统响应等诸多因素均会影响机组有功功率的可靠调节。机组并网后负荷无法调节将严重影响设备的有效控制，导致调度命令无法有效执行，造成大量考核电量，同时严重影响机组的运行安全。为保证机组自动运行可控、可靠，进行故障分析处理刻不容缓。本文针对雅都水电站#1、#2、#3机组开机并网时机组负荷偶发性无法调节的故障，进行了全面的故障原因分析，并根据分析提出改造方案。

1、概述

雅都水电站为引水式电站，开发任务为发电，兼顾下游环境生态用水。主厂房为地下厂房，安装三台混流式水轮发电机组，装机容量150MW（3×50MW），最大水头94.8m，额定水头81.0m，最小水头78.3m，单机发电引用流量68.869m3/s，发电最大引用流量213m3/s，保证出力51.5MW，年平均发电量6.58亿kW.h。机组计算机监控系统采用北京中水科的H9000计算机监控系统，现地控制单元（LCU）采用西门子S7-400H系统PLC作为主站。

2、故障现象及原因分析

根据设备运行人员反映，在机组并网后，有时会出现上位机报机组有功功率通道故障，机组负荷设值后无反应。通过对现场设备进行全面检查，排除交采表数据反馈、调速器响应等因素的影响。针对故障现象，我们对现场设备和控制程序的仔细检查和测试，得出如下分析结论：在监控PLC程序中，机组并网后处于发电态，由程序功能块控制发出一个增加有功方向的脉冲以使机组带基准负荷值（如图1所示），图1中M7.7表示并网带基荷的中间控制变量，控制脉冲持续时间由#p_step_time决定（如图2所示），#p_step_time由西门子S7-400H系统中OB1块Network20段Padjust(define)进行定义，定义时间为500ms（如图3所示）。一般情况下，并网时刻带的基准负荷值为1MW左右，这个基准负荷是可变的，它会随着水头、流量等因素的变化而变化。由于并网后未自动投入有功闭环，且所带基荷较小，故易出现负荷波动。

图2并网带基荷持续时间程序段

图3单步调节时间p_step_time定义结合故障时的上位机报文“机组有功功率通道故障”及有功调节闭锁程序（如图4所示）

分析可知，故障由功率通道故障channel_err动作引起，通过对程序进行分析，得知机组有功通道故障区间在小于-0.52MW或大于71.7MW，对应PLC原码值-200及27648（如图5所示）。

图4有功启动闭锁程序段

图5有功通道故障检测程序段

3、处理方案

根据上述对机组负荷调节的分析可知，机组并网后负荷不能调节的主要原因是由于机组报出功率反馈故障，故我们提出以下方案解决此问题：将有功实时值<-200时，#channel_err被置1的判断码值按实际运行工况进行调整，通过对机组实际运行情况的观察总结，将判断码值修改为-1150（对应实际负荷约-3MW），即有功实时值<-1150时，#channel_err才被置1。修改后程序段如图6所示。

图6有功通道故障检测程序段（修改后）

4、处理效果

对雅都水电站1F-3F机组现地LCUPLC程序进行调整后，通过开机并网实测及对PLC程序运行情况进行在线监视，机组并网带负荷正常，未出现有功功率调节闭锁及上位机报“机组有功通道故障”的情况，负荷调节稳定，结果满足预期要求。机组控制的稳定、可靠、精准运行直接关系到设备安全及公司经济利益，通过改进后，机组未出现负荷无法调节的故障，有效控制了开机并网时的超欠发电量。

5、结束语

本文针对雅都水电站#1、#2、#3机组开机并网时机组负荷偶发性无法调节的故障进行了深入的原因分析，并结合分析结果针对性给出处理方案供大家探讨。水电站属于技术密集型行业，安全生产需各技术专业共同努力，出现故障或隐患需对产生原因进行深入分析，提出改造意见，通过改进消除故障隐患，保障设备安全可靠运行。

参考文献

[1]《S7-300/400PLC技术》廖常初机械工业出版社2005年第1版

收稿日期：2016.6.20

作者简介：卢彦林（1981－），男，工程师，本科，从事水电站运行维护管理工作。