清远蓄能发电有限公司 广东清远 511853
摘要：抽水蓄能电站机组启动迅速，运行灵活。但机组的频繁启停，一定程度影响机组并网成功率乃至其运行效率，也对机组同期装置的可靠性提出了更高要求。运维人员仔细研究清蓄电站机组运行过程中出现的同期困难甚至失败的问题，对同期装置定值进行调整优化，提高机组出口开关同期合闸的成功率，从而使机组能快速可靠并入电网。
关键词：抽水蓄能电站；同期；合闸
1 引言
清远抽水蓄能电站（以下简称清蓄电站）四台机组于2016年8月正式投入商业运行。到2017年底运行值班人员发现4台机组抽水工况启动过程中同期并网用时较投产初期有较大幅度的增加，并出现了同期超时导致启动失败的情况。
2 清蓄电站同期装置配置
清蓄机组采用准同期方式并列，并设置了两套串联的装置，一套为自动同期装置（型号：SID-2AS），一套为检同期装置（型号：KLY-S96）。在机组同期并网过程中，需要自动同期装置与检同期装置同时工作，共同配合完成。其中，自动同期装置在自动同期模式时进行机组频率和机端电压的检测和调节，检同期装置在自动同期模式下用于避免自动同期装置故障导致机组异常并网的情况和手动同期模式下的手动同期操作。
3 清蓄电站因同期用时过长而引起的启动失败事件
事件：2017年12月27日01时21分08秒，#4机组抽水调相工况启动过程中，监控系统发出Any normal sequence fault故障信号，机组转停机流程，导致启动失败。
4 原因分析及处理
4.1同期回路分析
在同期方式设为自动时，机组出口开关同期合闸令在同期装置跟检同期表同时动作的情况下才能发出，所以要在确认同期方式是否能设在自动、两个同期装置各自是否还能正常工作后，再检查各个装置之间的配合问题。
4.2现场检查分析
专业人员首先分别检查了同期方式选择旋钮、自动同期装置和检同期装置，在对自动同期装置机端电压采样值（相电压）进行校验时，发现自动同期装置显示屏显示值与基准值相差3V（基准值为继保仪的输出值，设定输出电压为57.7V）。专业人员初步分析认为自动同期装置的机端电压采样值因为运行频繁而产生了漂移才造成了同期困难，并现场对其进行了校准。但随后几天内，机组又一次出现了同期时间过长情况，其现象为：当机端电压调整到15.28kV（换算二次侧相电压为：56.01V）时，自动同期装置已具备同期合闸条件并不再调压，但检同期装置一直未发出合闸脉冲输出。观察检同期表盘指示，并未看到同期指示灯亮起，查询历史事件记录，发现自动同期装置已发出多次同期指令。转为手动同期后，经手动调压（机端电压二次侧相电压为：58V），该检同期装置可以顺利发出同期信号，机组成功并网。
检查各装置设定值情况如下表：
表1 自动同期装置设定值
根据上述现象及设备参数进行分析（以下分析均建立在网侧电压二次侧相电压稳定在57.75V的基础上）：自动同期装置的额定电压设定值为57.7V，压差闭锁值为3%，则在理想情况下，允许同期的电压范围为55.97V～59.43V。但当机端电压调节至15.28kV，即自动同期装置调节电压至56.01V时，自动同期装置已满足电压要求。但检同期装置发出合闸命令，显然是条件并未满足。
查找自动同期装置与检同期装置的技术参数，发现两个同期装置的采样误差均在1%以内（57.12V~58.28V）。可以得知自动同期装置和检同期装置的采样电压均非理想的基准电压，既57.7V，而是会在57.12V~58.28V范围内波动。极端情况下会发生如下情况：
自动同期装置基准电压中心偏移至左临界值57.12V；
检同期装置电压中心偏移至右临界值58.28V；
即自动同期装置调压值（56.01V）不在检同期装置允许电压范围内，因此检同期装置不会发出同期信号。由此分析可知，在电压允许范围设置在3%的情况下，即使两个同期装置都正常工作，也会有可能配合失败，导致机组无法合闸。针对该问题，结合《中国南方电网电力调度管理规程（2017版）》中“9.1.1系统并列操作条件：(3)电压偏差尽量小。允许电压偏差500kV不超过10%，220kV不超过20%。”的规定，现场将检同期装置的同期允许电压调整至5%。该定值根据如下计算制定：
考虑极端情况如下：
自动同期装置基准电压偏移至左临界值57.12V；
检同期装置电压偏移至右临界值58.28V；
自动同期装置调节电压至左临界值55.41V；
可以计算，如果在此情况下需要检同期装置也能成功同期，需要将允许电压范围扩大至（58.28-55.41）/58.28=0.049，即需要扩大至4.9%。扩大后，在检同期装置采样电压偏移至右临界值58.28V的情况下，其电压允许范围为55.37V~61.19V，示意图如下：
图1 调整过后两个同期装置的采样范围
将检同期装置允许电压设定为5%后，可以在考虑产品本身合理采样误差（1%）的情况下，包含住自动同期装置的电压调节范围，避免两装置同期出口配合失误的问题。
4.3 处理及优化措施
4.3.1将全厂机组的检同期装置电压允许范围参数进行修改，由3%修改为5%；
4.3.2每年机组检修时对自动同期装置进行机端检测；
4.3.3运行人员在日常监盘、巡检中与自动化人员在专业巡检中应关注同期时间过长并且趋势增大的同期装置进行检查和维修；
5．结论
本文对清蓄电站蓄能机组同期失败问题进行了研究，对同期装置进行了优化，明显缩短了机组同期合闸时间，提高了成功率。同时我们也发现，因为抽水蓄能电站的同期装置运行次数远远大于常规电站，所以更容易出现采样偏差等故障，从而影响机组的并网。电站应在做好同期装置维护校准的前提下，合理放宽同期装置合闸允许范围。
作者简介：冯文嵛（1990—），男，助理工程师，主要研究方向：抽水蓄能电站运行及维护。
论文作者:冯文嵛
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/10/17
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