張 偉，金文俊，陳熙平，曹 鋼

(錦屏水力發(fā)電廠，四川 西昌 615000)

錦屏水力發(fā)電廠包括錦屏一級、二級水電站，總裝機容量840 萬kW，是雅礱江流域中下游開發(fā)的龍頭電站。電站以500 kV 電壓等級接入電力系統(tǒng)。其中錦屏二級水電站于2012-12-31 并網(wǎng)發(fā)電。

1 機組調(diào)試及運行期間的問題

1.1 水流低導(dǎo)致冷卻器全停

2012-10-29，錦屏二級水電站對1 號發(fā)電機帶主變、廠高變及開關(guān)站GIS 高壓配電裝置進行升壓試驗。當機組開機至額定轉(zhuǎn)速，帶GIS 第2 串進行升流試驗時， 1 號發(fā)變組非電量保護柜報“主變冷卻器全停跳閘”信號。對現(xiàn)場進行檢查，發(fā)現(xiàn)1號主變A、B、C 三相4 臺冷卻器均停運，盤柜控制面板上冷卻器“故障”、“備用冷卻器投入”、“備用冷卻器故障”、“油流中斷”等指示燈點亮。檢查發(fā)現(xiàn)，A、B、C 三相所有冷卻器水的流量均正常，控制盤柜內(nèi)空氣開關(guān)均無跳閘。運行人員將主用冷卻器控制把手SA5 切至“手動”啟動正常后，再切至“程控”位置，主用油泵自動啟動運行正常，依次操作A、B、C 三相冷卻器油泵后，均運行正常。

錦屏二級水電站在1，2 號主變多次報出冷卻器全停信號后，根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)報警及現(xiàn)地報警指示燈，判定故障由冷卻水流量異常而引起。在計算機后臺取得1，2 號主變在不同運行方式下的水壓、水流量等相關(guān)數(shù)據(jù)，如表1 所示。

表1 1，2 號主變冷卻水水壓、流量

1，2 號主變冷卻器系統(tǒng)采用同樣的配置，在負載情況下對其進行分析，1 號主變?nèi)嗬鋮s水流量均小于2 號主變，進口水壓均大于2 號主變冷卻器，其水壓、水流量均較為平衡。經(jīng)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，1 號機組技術(shù)供水管路濾水器有輕微堵塞，因此水流量要略小于2 號主變。

每臺冷卻器水管路均安裝1 個瑞典ElettaV1-FSS 65 型水流計，該流量計刻度為×9.6 m3/h，即其流量低定值最小可調(diào)為9.6 m3/h。通過表1 中的數(shù)據(jù)可以看出，主變在負載運行時，技術(shù)供水泵提供的水流量平均為128/4=27 m3/h，大于水流量低定值，即可以正常運行；主變在空載運行時，每臺冷卻器空載冷卻水水流量平均為22/4=5.5 m3/h，小于水流量低定值，則流量信號不能送至冷卻器PLC 控制系統(tǒng)?！翱蛰d”狀態(tài)下4 臺冷卻器均因“水流中斷信號”依次被切除后報“冷卻器全停報警”信號。

1.2 水流恢復(fù)正常后冷卻器不能自動運行

2013-01-12，保護班人員巡檢時發(fā)現(xiàn)，2 號主變B 相冷卻柜控制面板上4 號冷卻油泵“故障”，3 號冷卻油泵“運行”、“備用泵啟動”、“水流中斷”、“油流中斷”指示燈點亮。檢查冷卻系統(tǒng)水流情況如表2 所示。

經(jīng)過分析與討論認為，4 號冷卻油泵故障的原因是“水流中斷”，該“水流中斷”有2 種可能：一是冷卻水管路堵塞，二是4 號水流計損壞。分析水流計讀數(shù)發(fā)現(xiàn)，總水流流量約為1～3 號冷卻泵的水流流量之和，故認為第1 種可能性較大。拆下濾網(wǎng)檢查，發(fā)現(xiàn)濾網(wǎng)堵塞情況比較嚴重。對濾網(wǎng)進行清洗后回裝，開啟4 號水流計表前閥和表后閥，4 號水流計水壓顯示正常，“水流中斷”燈立刻熄滅，但“油流故障”、4 號冷卻水泵“故障”指示燈并未熄滅。手動將4 號油泵切至“停止”后，“備用泵啟動”、“水流中斷”、“油流中斷”、4號冷卻油泵“故障”指示燈均熄滅，3 號冷卻油泵停止運行。再將4 號冷卻油泵切至“程控”位置，10 s 后，4 號油泵自動啟動。

表2 冷卻系統(tǒng)水流計讀數(shù)情況m3/h

當機組開機令給出后，機組技術(shù)供水泵啟動，冷卻器“水流中斷”信號復(fù)歸，冷卻器油泵應(yīng)當自動啟動，但油泵卻沒有自啟動。在“冷卻器全停報警”信號給出1 h 后，報出“冷卻器全停跳閘”信號。經(jīng)過檢查現(xiàn)場與PLC 程序，確定原因為冷卻器因“水流中斷”被切除后又報出“油流中斷”信號，在水流恢復(fù)正常后，“油流中斷”信號阻止了冷卻器再次的啟動。

2 PLC 程序的修改和完善

根據(jù)主變廠家試驗報告，該水電站單相變壓器空載運行時，空載損耗小于85 kW。在單個冷卻器的水流量不小于5 m3/h，冷卻器進水口溫度不變的情況下，單個冷卻器的冷卻容量為110 kW。通過需要的冷卻器臺數(shù)如下：

可見，每臺單相變啟動1 個冷卻器即可滿足變壓器正?？蛰d工況下長期運行的要求。而且在PLC 程序設(shè)定上，若此時有其他因素導(dǎo)致變壓器油溫升高，水冷卻器控制系統(tǒng)將按油面溫度啟/停其輔助冷卻器，確保變壓器本體的散熱。

因此，針對冷卻器水流量偏低引起水流量計報警問題，可以在變壓器空載工況下對水流報警作特殊處理。即從監(jiān)控系統(tǒng)引入一對主變空載信號接點(KZ 信號接點)至主變冷卻器控制系統(tǒng)，當主變空載運行時，PLC 接收該開入信號，不再判定“水流中斷”。

同時，技術(shù)供水泵及空載泵控制盤柜中也通過PLC程序設(shè)定：若主變空載泵出口流量低于65 m3/h，或三相中任一相冷卻水流量低于20 m3/h，則啟動備用空載泵。備用空載泵啟動后流量仍低于設(shè)定值時，則啟動機組技術(shù)供水泵，以確保主變在空載情況下，冷卻水流量能滿足空載損耗的冷卻要求。

同時，對“油流中斷”信號進行優(yōu)化，原“油流中斷”只是根據(jù)油管路中的油流計接點進行判斷，在冷卻器由于“水流中斷”或其他故障原因被切除后，“油流中斷”信號仍然會報出，這將導(dǎo)致在“水流中斷”故障復(fù)歸后，“油流中斷”信號阻止油泵的自動啟動。因此，可以將“油流中斷”串入油泵運行接觸器KM 接點，即油泵在運行時才會進行油流判斷。

為了避免油泵切除后，“油流中斷”信號復(fù)歸又自動啟動，啟動后又報“油流中斷”，使油泵反復(fù)啟停。鑒于油流管路存在堵塞的可能性極小和油泵空氣開關(guān)本身具有的堵轉(zhuǎn)保護功能，“油流中斷”不再與“水流中斷、泄漏故障、電機故障”一樣啟動故障繼電器KP11，即油流中斷后不再切除油泵，但是會和其他故障一樣啟動備用冷卻器，這樣，在“油流中斷”后，就不會出現(xiàn)油泵被切除又再次啟動的問題。

3 結(jié)束語

由于控制系統(tǒng)程序配置的缺陷的原因，使得冷卻器全停后主變跳閘停電。錦屏二級水電站主變冷卻器控制系統(tǒng)PLC 程序經(jīng)過改進，消除了1，2 號主變冷卻器控制程序上存在的重大隱患，保證了變壓器主設(shè)備的安全運行。程序升級后，該設(shè)備的運行狀況良好，沒有再發(fā)生冷卻器全停事件。

1 李 華，龐 榮．公伯峽電站4 號主變冷卻控制PLC 流程改進[J]．青海電力，2008(2).

2 黃錫斌．SIMATIC S7-300 PLC 在主變壓器冷卻控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]．華電技術(shù)，2009(10).