抽水蓄能机组调速器电气控制系统故障探究

抽水蓄能机组调速器电气控制系统故障探究

林宇彬

安徽绩溪抽水蓄能有限公司，安徽 绩溪 245300

摘要：抽水蓄能电站调试后，由于控制器及其自动元件的电气控制故障，抽水蓄能装置发生了启动故障、触发等事故。分析了影响水泵机组安全运行的几个典型错误，提出了预防和处理方法。

关键词：故障；分析；处理

电站配备四台可逆式水泵水轮机，单台功率300MW，总容量1200mW。Andritztc1703xl装置用于电厂机组控制器的电气控制自电站投运以来，由于控制器及其自动化元件的电气控制故障，发生了一系列停启事故，严重影响了机组的安全运行。

一、转速信号器及元件故障

１．故障现象。４号机组在稳定抽水条件下工作，并以110%以上的速度信号。如果发生机械故障，４号机组将立即停机。如果４号机组在300MW负荷下运行，机组转速信号意外超过110%。如果发生机械事故，１号机组立即关闭。１号机组发电容量为243 MW。有两个信号“调速器故障”和“报警”。显示“１号机组速度超过110%”信号。发生机械事故时，１号机组必须立即停机。

2.原因分析。前两个事件的主要原因是与转速信号器相关的齿盘速度传感器已安装并连接到设备底部。机组运行过程中，由于振动较大，齿轮盘转速传感器固定支架产生高频振荡，导致齿轮盘转速传感器检测到的高速信号不正确。固定支架的高频振荡也会松动传感器，使其长时间工作，这也会导致齿盘测速传感器错误地检测到高速信号第三次事故的主要原因是，在第三次事故中，“１号机组调速器转速故障”和“报警”发生在机械事故停止之前。分析后需要旋转信号连接到速度指示器的２个齿盘同时出现故障。测试结果和模拟测试表明，速度信号未连接。当齿盘测速传感器的方波信号与意外的输入速度信号接触时，信号以高频振荡，导致发出错误警告信号，“转速超过110%”。

3.预防和处理。齿盘测速传感器更改支架的安装位置。拆除原有的安装支架，并将新的安装支架焊接到上，以减少设备运行期间振动对变速箱板速度传感器的影响。齿盘测速更换类型。原传感器的工作频率为0.20000 Hz，灵敏度高，易受外部因素和干扰。因此，将其更换为0至600 Hz的频率传感器。在日常维护和定期检查中，加强对部件和电路的定期检查，加强对齿盘测速传感器和速度指示器的检查，防止松动、损坏和接触不良。PT速度信号引入，电路的终端电压从终端电压开关的第二侧引入新的信号绝缘体SI1010L。正弦信号从信号隔离器转换为相同频率的矩形信号，然后发送至TE6420转速信号的频率测量模块。然后，添加一个电压继电器来控制断路器的端子电压，并在正常端子中发送一个电压信号，以确定端子的正常电压。最后，修改速度信号程序如果速度信号达到电压继电器输出的正常电压信号，速度信号的测量频率取决于PT的输入，否则取决于变速箱速度传感器的输入。

二、调速器系统故障

1.原因分析。（SFC）抽水启动。停机到静止：在生产区域从停机到静止过程，就像发电过程一样。停泵相位调整：当停泵相位调整停止时，监控系统接收到叶轮压力下的水状态信号，并发出命令选择系统相位校正模式。从泵相到抽水状态：在将泵相调整到泵站状态的过程中，当控制系统接收到水情信号时，切换控制器系统的相位模式，并发送控制器泵的启动命令。控制器在on模式断电过程中工作。发电停电：发电到静止应逐渐关闭导叶，以减轻负荷。当有功功率降至50MW左右时，机组出口断开，导叶全关和主进水阀全关（32S全关）。从静到停：过程中液压锁定导叶接力器，主、备调速器油泵停运，调节器电液排气阀关闭。抽水停机：静止抽水过程中，控制系统发出停止命令后，接收单元泵的控制信号，关闭主进水阀、导叶和主进水阀。然后吸收开始下降有功功率。当电源从停机下降到停机时，设备的输出开关断开：从停机到停机的过程与发电方向一致。

2.故障控制调速器位移传感器，根据制造商的技术手册检查电源线、报警线和调节器位移传感器接头的端子。如果松动和连接不良，应加固每个端子；检查电液转换器是否异常，然后检查导叶位移传感器的电源灯是否亮，并测量正常的输出电压。如果异常，检查传感器，注意其线性变化，检查传感器的形态是否正常，均无松动拉杆滑块和端子接线，检查导叶传感器的电源灯是否亮，测量输出电压是否为24V。测试电液变矩器时，发现输出信号和流量压力信号收不到，因为盖松动，接头浸油。记录相关数据，打开导叶并恢复正常。

三、导叶反馈故障

1.故障现象。发电２号机组启动时，GCB关闭，逆功率信号启动，在2秒后信号复归，逆功率信号在16秒后重新动作，整个保护线路在5秒后动作，分闸GCB，事故停机。在机组运行过程中，导叶反馈变送器多次发出错误信号，影响机组正常运行，迫使电站负荷转移，停机检查处理。

2.原因分析。分析了逆功率保护的原因，检查GCB模块合闸后的逆功率保护逻辑，保护值为额定功率的-10%，信号延迟为2S，延迟为9s跳闸。根据相关记录，如果机组功率超过设定的逆功率保护值，逆功率保护动作，最终跳闸正确。随后发现，在导叶反馈变送器滑块螺杆过程中，无法变化滑块位置，导叶开度值保持不变。导叶反馈变送器进一步检查1号滑块螺杆断裂后，虽然没有变化导叶开度值，导叶反馈变送器这与2号送出显著不同，但２者电气控制系统之间的关系没有改变。控制电子装置导叶开度始终是导叶反馈传感器的开度。因此，如果有功功率逐渐增加到30 MW左右，则只需进行导叶开度调整。然而，由于导叶开度反馈值保持不变，导叶开度设定值降低，实际导叶开度大大降低，机组功率降至-30mw左右。然后，在调速器功率下，逆功率发生后，大大提高了导叶的计算吞吐量。有效功率从-30MW增加到120mW。然而，为了限制功率上升速度，调速器向下调整开度计数。由于导叶开度的反馈值保持不变，因此主配开度参数值减小。实际开度导叶的速度迅速降低，导致第２次保护动作逆功率保护，导致保护跳闸。导叶反馈变送器故障原因分析装置使用工作电压为DC24V、输出信号为4.20ma的1号和2号导叶反馈变送器的进行模拟，并通过6芯航空插孔连接回路。１、２号导叶反馈变送器多次发出故障信号。故障原因：设备振动时间长，导致航空插头连接松动；焊接工艺不良，导致航空插头内部接线松动；水车室内内部环境，连接插头不良。

3.预防措施。在日常维护和定期检查中加强对导叶反馈变送器的定期检查，加强对1.2号导叶反馈变送器滑块和航空插头的控制和维护，防止损坏、松动和接触不良。添加３路导叶反馈反馈当电缆导管打开时，变送器将4-20ma模拟信号输出到计算机控制系统，并将其连接到控制器的电子控制系统，该系统为３路导叶反馈信号。如果导叶1和2反馈变送器出现故障，请修改调节器程序，将其与导叶3路反馈信号进行比较，以找出导叶1和2反馈变送器中的哪一个出现故障。

总的来说，电站电力机组是一种重要的设备。维护人员应检查设备，定期维护，及时解决问题，确保安全稳定用电。

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