清远抽水蓄能电站机组出口开关同期合闸逻辑分析及优化

清远抽水蓄能电站机组出口开关同期合闸逻辑分析及优化

发表时间：2019-03-12T16:21:52.577Z 来源：《电力设备》2018年第27期作者：韩玉麟黄志鸿彭煜民吴迪[导读] 摘要：抽水蓄能电站机组启动迅速，运行灵活、除调峰填谷外，还适合承担调频、调相、事故备用等任务。

（清远蓄能发电有限公司广东省清远市 511853）摘要：抽水蓄能电站机组启动迅速，运行灵活、除调峰填谷外，还适合承担调频、调相、事故备用等任务。为保证抽水蓄能电站机组充分发挥作用，机组出口开关同期合闸成功率至关重要。发电机同期装置控制逻辑直接影响同期成功率。在发电机调试过程中，工作人员不断对同期装置的控制控制逻辑进行探讨研究，优化同期装置的功能，提高机组出口开关同期合闸成功率从而使机组能快速可靠并入电

网，为电网提供紧急负荷保证电网的可靠、高效运行。

关键词：抽水蓄能电站；同期；合闸 0引言

清远抽水蓄能电站（以下简称清蓄电站）于2015年9月23日开始第一台机组并网调试，并于2016年8月21日四台机组全部投入商业运行。在整个并网调试过程中，发现一次同期成功率并没有预期的高，严重影响了机组可靠运行。本文通过研究分析同期合闸回路，优化了同期装置功能，为发电机同期装置的控制逻辑设计和目前发电机同期装置功能的改进提供了参考。

1 清蓄电站因同期失败而引起的启动失败事件

事件一：2016年3月19日14时48分，#2机组发电工况启动过程中，同期时间过长，机组转停机流程，导致发电工况启动失败。

事件二：2016年4月23日08时54分，#2机组发电工况启动过程中，在同期阶段，发电机上导振动摆度过大，同时此次同期时间较长（超过了2分钟）超过了上导振动过大跳机的延时，导致机组启动过程中跳机，机组发电工况启动失败。

2 清远抽水蓄能电站同期回路分析

图1 清蓄电站发电机出口开关同期回路图1为清蓄电站发电机出口开关的同期回路图，J1、J2、J3连通的是自动同期回路，J1合上为同期装置动作、J2合上为同期方式选择了自动同期、J3合上为同期表动作。因此只有同期方式选择了自动同期、同期装置跟同期表同时动作的情况下机组出口开关同期合闸令才能发出。其中同期装置的命令保持80ms，同期表的命令保持140ms。事件一发生后现场检查发现同期装置故障，导致自动同期回路不可能导通，因此同期时间过长导致停机失败。

根据分析，机组出口开关合闸的命令发出与同期装置和同期表两个设备动作的配合关系密切，就是同期装置动作后的80ms内同期表必须动作或者同期表动作的140ms内同期装置必须动作。因此很有可能会导致第一次同期的失败。

3 清蓄电站第一次同期功能优化

在#1机组调试过程中，曾多次出现一次同期失败的情况，即同期装置动作的80ms内同期表没有动作或同期表动作的140ms内同期装置没有动作，导致一次同期失败。针对于这种情况，更改同期装置控制逻辑，设置了二次同期。设置为当机组流程发出“启动自动同期”命令120s后仍未收到机组出口开关合闸反馈信号，发出“reset synchronizing device”命令脉冲（保持5s）给同期装置，复位同期装置进行二次同期。

4 清蓄电站第二次同期功能优化

清蓄电站经过第一次同期功能优化后，大大提高了机组出口开关合闸成功率。直到后面出现了事件二，经过分析事件原因，决定再次对同期功能进行优化。

机组投运较长时间后，机组的振摆慢慢变大。事件二发生时#2机组在SR工况（旋转备用，等待并网）时上导的摆度已经超过了跳机值，但只要并上网带上负荷，振摆值将会立刻降下来。因此只要缩短机组同期并网的时间，在振摆越限延时跳机的时间范围内并上网，就能避免事件二的发生。这样机组流程发出“启动自动同期”命令到第一次同期失败启动二次同期的120s的时间就太长了，如果能缩短这个时间，机组将能更快并网。

根据对同期装置的研究发现，同期装置动作后，同期装置将会被闭锁，“同期装置准备好”的反馈信号将会消失。针对这个信号，和机组流程发出“启动自动同期”命令和未收到发电机出口开关合闸反馈信号相与作为条件，就能在一次同期失败后，5s后复归同期装置进行新一次同期，缩短了一次同期失败后进行新一次同期的等待时间，也就缩短了机组同期的时间，避免了机组长时间摆度过大而导致开机失败。优化后的同期功能能实现多次同期。如果第一次启动同期后5min内还没并上网，机组才转停机流程。优化后的控制逻辑为：当以下三个条件均满足时，发出“reset synchronizing device”命令脉冲（保持5s）给自动同期装置，复归同期装置。 1）机组流程发出“启动自动同期”命令； 2）未收到“同期装置准备好”反馈信号延时2s； 3）未收到发电机出口开关GCB合闸反馈信号。

当以下任一条件满足时，复归“reset synchronizing device”命令脉冲（保持5s）。 1）收到“同期装置准备好”反馈信号； 2）收到快速停机QSD信号；

逻辑程序如下图