豐寧電站3號SFC輸入開關運行方式優化

武 波

（河北豐寧抽水蓄能有限公司，河北 豐寧 068350）

0 引言

河北豐寧抽水蓄能電站位于河北省豐寧滿族自治縣境內?？傃b機容量360萬kW，共安裝12臺單機容量30萬kW的可逆式水泵水輪機組，其中11號、12號機組為變速機組，地處華北電網新能源基地，機組抽水工況需求高。

豐寧電站配置有3套靜止變頻器（SFC），其中1號SFC為西門子GL150，電源取自1號和3號主變低壓側，電氣主接線為高-低-高形式，網橋（輸入）和機橋（輸出）皆是12脈沖配置，每個橋臂包含3個串聯晶閘管（2+1冗余配置），共72個晶閘管，額定功率為22 MW，加速時間小于240 s，冷卻方式為內部自循環的去離子水冷卻，包括去離子水單元和水-水熱交換器；2號SFC為南瑞繼保PCS9575，電源取自4號和6號主變低壓側，電氣主接線為高-低-高形式，網橋（輸入）是12脈沖配置，機橋（輸出）是6脈沖配置，共84個晶閘管，額定功率為23 MW，加速時間小于240 s，冷卻方式為強迫風循環冷卻；1號SFC和2號SFC用于一期6臺定速機組抽水或抽水調相工況啟動；3號SFC為GESD7622WF66，電源取自8號和10號主變低壓側，用于二期4臺定速機組抽水或抽水調相工況啟動，3號SFC電氣主接線為高-低-高形式，網橋（輸入）和機橋（輸出）皆是6脈沖配置，每個橋臂包含3個串聯晶閘管（2+1冗余配置），額定功率為22 MW，加速時間小于240 s，冷卻方式為內部自循環的去離子水冷卻，包括去離子水單元和水-水熱交換器。3套SFC兩路電源均互為備用，相互閉鎖，不得同時投入，監控系統選擇其中一路電源作為SFC工作電源，主要由輸入單元、變頻單元、輸出單元、控制保護單元及輔助單元組成，電氣主接線為高-低-高形式。

目前抽水蓄能電站配置靜止變頻啟動裝置的冷卻方式主要有風冷、水冷兩種形式[1]，若SFC冷卻方式采用水冷，運行、維護巡視需要關注冷卻系統的去離子水電導率、去離子水壓力、去離子水溫度、外冷卻水流量等參數指標，且需要配置有漏水檢測傳感器，因此采取水冷方式對于SFC冷卻系統的要求更高，條件更苛刻。

豐寧電站3號SFC向監控請求網側輸入斷路器ICB合閘，由監控系統選擇輸入斷路器ICB并完成合閘控制；靜止變頻啟動裝置輸入/輸出開關柜的接地開關與其開關進行電氣閉鎖，且接地開關位置信號通過硬接線送至監控系統[2]；靜止變頻啟動裝置拖動機組并網成功且輸出斷路器OCB分閘后，由監控系統解除靜止變頻啟動裝置與被拖動機組之間的故障聯跳[3]。

1 缺陷發生情況

2023年5月14日，豐寧電站3號SFC第二路輸入斷路器作為10號主變低壓側檢修隔離點，由工作位置搖至試驗位置，SFC報出“D210 Circuit Breaker MVB11/13 not ready”，且無法復歸，閉鎖SFC啟動，且監控系統顯示二期機組預啟動條件“3號SFC第二路輸入開關MVB13在工作位”、“3號SFC第二路輸入開關MVB13遠程控制”不滿足，導致3號SFC無法拖動其他機組。

2 設備原理分析

2.1 斷路器工作位置節點接線原理

斷路器的“工作位置”與“試驗位置”經斷路器行程開關位置接點經航空插頭送至斷路器盤柜端子排；再經斷路器柜端子排送至監控系統或者SFC控制柜。

2.2 以3號SFC第二路輸入開關MVB13（ICB92）工作位置為例

2.2.1 第一對接點

3號SFC第二路輸入開關MVB13“工作位置信號”通過硬接線單獨送至監控系統。

（1）3號SFC第二路輸入開關MVB13“工作位置信號”通過行程開關輔助接點INSERTED123、124航空插頭送至斷路器柜端子排X1-135、X1-136。

（2）3號SFC第二路輸入開關MVB13“工作位置信號”通過斷路器柜端子排X1-135、X1-136送至監控XDI3-20、XDI3C-4H。

2.2.2 第二對接點

3號SFC第二路輸入開關MVB13“工作位置信號”作為“斷路器準備好”其中的一個信號通過硬接線單獨送至SFC本體控制柜。

（1）3號SFC第二路輸入開關MVB13“工作位置信號”通過行程開關輔助接點INSERTED133、134航空插頭送至斷路器柜端子排X1-161、X1-162，作為“斷路器準備好”其中的一個點。

（2）3號SFC第二路輸入開關MVB13“斷路器準備好”通過斷路器柜端子排X1-161、X1-162送至控制柜X032C-7、X032C-8。

（3）3號SFC第二路輸入開關MVB13“斷路器準備好”通過控制柜X032C-7、X032C-8送至監控系統端子排斷路器柜端子排XDI3-3、公共端。

3 故障機理復原

（1）該型號SFC斷路器“工作位置信號”由斷路器直接送至監控系統路徑

3號SFC兩路輸入斷路器任意一路的“工作位置信號”會通過斷路器本體行程開關輔助接點經航空插頭送至SFC斷路器柜本體端子排；再經SFC斷路器柜本體端子排送至監控系統。

（2）該型號SFC斷路器“工作位置信號”由斷路器送至SFC中轉后送至監控系統路徑

3號SFC兩路輸入斷路器任意一路的“工作位置信號”會通過SFC斷路器本體行程開關輔助接點經航空插頭作為“斷路器準備好信號”的一個點，由SFC斷路器端子排送至SFC控制柜，SFC控制柜再送至監控系統。

綜上，若其中一路輸入斷路器由工作位置搖至試驗位置，需要消除SFC自身故障（即SFC把兩路輸入斷路器“準備好信號”判據由“與”邏輯修改為“或”邏輯）；監控把兩路輸入斷路器的“工作位置信號”由“與”邏輯修改為“或”邏輯。

4 SFC及監控系統臨時措施

4.1 臨時措施實施原因

5月14日因工作安排，運行操作3號SFC第二路輸入電源停電，第二路輸入開關搖至試驗位置，SFC控制柜報“D00210_Circuit Breaker MVB11/13 not ready”，且無法復歸，導致3號SFC無法拖動其他機組；監控系統顯示二期定速機組預啟動條件“3號SFC第二路輸入開關MVB13在工作位”、“3號SFC第二路輸入開關MVB13遠程控制”不滿足，無法啟機。

4.2 臨時措施實施前

（1）MVB13斷路器“準備好信號”未短接

3號SFC控制柜MVB13斷路器準備端子X032.C.07、X032.C.08未短接。

（2）監控系統MVB13在工作位測值為0

監控系統二期主變洞公用第84點：II期主變洞3號SFC 2號輸入開關柜MVB13在工作位測值為0。

4.3 臨時措施實施后

（1）MVB13斷路器“準備好信號”短接

3號SFC控制柜MVB13斷路器準備端子X032.C.07、X032.C.08短接。

（2）監控系統MVB13在工作位測值強制為1

將監控系統二期主變洞公用第84點：II期主變洞3號SFC2號輸入開關柜MVB13在工作位測值強制為1。

5 SFC永久接線及邏輯優化

5.1 SFC接線

SFC兩路輸入斷路器“準備好”信號，硬接線既通過倍福模塊送至控制器（程序），亦送給PIBe（硬接線）。

（1）第一路輸入開關MVB11“準備好信號”CLC.CC528 K04繼電器得電后送至倍福模塊B5M111的DI4（P200.6），亦送至PIBe（P65.5）。

（2）第二路輸入開關MVB13“準備好信號”CLC.CC529 K04繼電器得電后送至倍福模塊B5M113的DI1（P202.3），亦送至PIBe（P65.5）；

5.2 邏輯優化

程序Process_T10_15：“Circuit Breaker MVB11/13 not ready”邏輯由“AND”改為“OR”。

圖1 程序修改前

圖2 程序修改后

5.3 硬接線優化

硬件“MVB11與MVB13準備就緒信號”由串聯改為并聯，即CC528 K04的11與CC529 K04的11并聯，CC528 K04的14與CC529 K04的14并聯。

6 后續運行情況

（1）臨時措施恢復

圖3 硬接線修改前

圖5 硬接線修改后

關于3號SFC其中一路輸入斷路器試驗位置故障閉鎖SFC啟動解決方案（YD-二次-2023-013）異動已執行完畢，申請恢復臨時措施。

1）將3號SFC控制柜MVB13斷路器準備好端子X032.C.07、X032.C.08短接線拆除。

2）監控系統二期主變洞公用第84點：II期主變洞3號SFC 2號輸入開關柜MVB13在工作位測值強制1狀態取消強制。

3）SFC作為公用設備，兩路輸入電源互為備用，任一回路的開關設備不可用，不應閉鎖SFC拖動機組抽水啟動[4，5]。

（2） 優化后的運行情況

當3號SFC兩路輸入斷路器中的任意一路輸入斷路器由工作位置搖至試驗位置作為機組檢修隔離點，不會再報出“D210 Circuit Breaker MVB11/13 not ready”故障，SFC仍可以正常拖動二期其他定速機組抽水啟動。

7 結語

機組檢修涉及到3號SFC兩路輸入斷路器中的任意一路輸入斷路器由工作位置搖至試驗位置作為隔離點，不會再報出“D210 Circuit Breaker MVB11/13 not ready”故障，SFC仍可以正常拖動機組抽水啟動，符合SFC作為公用設備，兩路輸入電源互為備用，任一回路的開關設備不可用，不應閉鎖SFC拖動機組抽水啟動邏輯原理，為同型號SFC運行維護提供借鑒經驗，提高SFC設備運行可靠性，加強對SFC設備的技術管理。