【关键词】：发电机；过负荷；调速器；导叶开度传感器
0 引言
大岗山水电站为大渡河干流水电规划的第十四级电站，电站总装机容量2600MW，装有4台单机容量为650MW的混流式水轮发电机组，正常蓄水位1130.00m，相应库容为7.42亿m3。大岗山水电站的任务主要是发电，在系统中担负调峰及调频，枯期担负峰腰荷，汛期主要担负基荷，是四川电力系统中骨干电站之一。
大岗山水电站整套调速器由长江三峡能事达电气股份有限公司供货，其控制逻辑均由PLC程序来实现。调整负荷时，由PLC中的负荷PID调节子程序来实现，PLC接收上位机操作员站手动下发的设定负荷值或通过电站AGC程序自动接收调度主站 AGC程序下发的设定负荷值，然后启动PLC中负荷PID调节子程序，程序通过有功增加、有功减少、无功增加和无功减少四个开出继电器，分别将信号接入了调速器及励磁调节器的功率增减回路，从而实现了机组有功功率和无功功率的调节。
1 故障现象
2016年10月17日，大岗山3号机组正常并网运行，AGC投入。待D5000系统一平面104通道下发遥调：主调下发总有功操作成功,设值1440.25MW；调度全厂有功设定值由1407.95MW设置为1440.25MW。随后3号机组有功测值波动过大动作，有功调节退出动作，机组AGC退出运行。
2 检查故障原因及处置措施
3号机组故障后，运行人员现场检查调速器电柜上故障信息及有功曲线，调速器在B机自动运行，故障期间调速器有功曲线如下：
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图2 调速器A机曲线
从图1可以看出：给定（蓝色曲线）不连续，应为监控脉冲在调节；机组有功（淡蓝色曲线）由550MW上升至了720MW，随后又降到了500MW；机组开限（白色曲线）与开度（黄色曲线）重合，开度在给定增加时无变化，在给定减小过程中开度才发生变化。不符合调速器的调节规律。
从图2可以看出：导叶开度与功率的变化趋势是一致的。
3号机组有功调节退出后，运行人员将调速器切“机手动”，维护人员在3号水车室对调速器B机导叶开度传感器进行了检查，发现B机导叶开度传感器安装螺丝的螺杆脱落，导致B机在开机方向反馈无变化，关机方向到了脱落位置后才开始变化。
经分析3号调速器B机导叶开度传感器安装螺杆过短，造成螺母（M6）固定不可靠而脱落。待将导叶开度传感器锁定螺母紧固后，再用锁固胶进行了锁固。随后，3号调速器切B套自动运行，并投入3号机组AGC。
3 原因分析
（1）调速器过负荷的原因是：B机导叶开度传感器安装螺丝脱落后，上位机发开导叶脉冲时，B机导叶给定在增大，但B机导叶反馈无变化导致调速器调节失控，从而造成过负荷。
（2）3号机组AGC退出原因是：调速器失控导致有功调节实际值720.5MW大于目标值587.0MW，于是AGC发减有功脉冲，此过程中调速器由于反馈故障导致极快的速度减到了500MW，此期间满足AGC退出条件（控制逻辑为1S内有功调节大于130MW,该机组AGC自动退出），从而导致AGC退出。
（3）过负荷未出口原因（大岗山水电站发电机过负荷保护启用反时限过负荷保护，电流启动定值为0.89A，上限时间定值为0.5S，动作条件为跳闸停机）。经计算机组有功功率为720.5MW时对应的定子电流为0.856A，未达到反时限过负荷保护启动定值，故保护未动作。
4 防范措施
（1）调速器导叶开度传感器固定螺丝的螺杆应加长（不小于30mm），满足加装弹簧垫和平垫的尺寸要求，从而防止螺帽脱落。
（2）调速器PLC中导叶开度传感器故障逻辑需进行完善。建议如下：
①增加传感器差值越限报警判断，调速器应取任意两个开度传感器的数据作为反馈量，其中任意两个开度传感器测量误差大于4%，可以认为有功功率采样回路出现异常，此时程序启动故障报警并闭锁负荷调节功能，达到防止过负荷的目的。（主用传感器故障，取第三路传感器作为反馈量；备用传感器故障取第三路传感器作为反馈量；第三路传感器故障，则保持原状，发报警信息。）
②若两个传感器同时故障，运行人员立即将调速器切“机手动”控制。
5 结束语
随着计算机监控系统在水电站控制中的推广使用，大多数发电设备均由PLC程序来控制，通常其控制程序的修改比二次回路的修改更加容易实现，合理地使用控制逻辑可以最大限度地保护运行设备，并能更加充分发挥计算机监控系统软硬件的作用。随着时间的推移，运行环境变化等多种因素综合在一起，发电设备的控制可能会暴露出更多的问题，日常的工作中应多收集现场的运行信息，特别要针对在运行中出现的异常状态进行分析、查找与防范，通过技改、软件优化等措施，实现安全合理的控制功能，不断提高设备运行的可靠性。
参考文献：
[1] 大岗山水电站电力生产培训教材。
[2] 长江三峡能事达电气股份有限公司调速器相关文献。
作者简介：
石清新（1991-10），男，湖北省黄冈人，大学本科，助理工程师。工作单位：国家能源集团大渡河大岗山水电开发有限公司、地址：四川省雅安市石棉县挖角乡、邮编：625400、电话：13458851160、电子邮箱：261524660@qq.com。
论文作者:石清新
论文发表刊物:《中国电业》2019年 23期
论文发表时间:2020/4/24
标签：调速器论文; 传感器论文; 负荷论文; 机组论文; 电站论文; 故障论文; 叶开论文; 《中国电业》2019年 23期论文;