临西抽水蓄能电站励磁系统并网时，出现失磁故障，如何处理？

2024-09-09 15:44:33

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故障分析

1 故障原因

1）首先列出LCI系统退出条件如下：①系统故障；②同期合闸命令；③发电机出口断路器（generator circuit breaker, GCB）合闸状态。

任一条件满足时，LCI系统均退出运行，同时闭锁脉冲，并闭锁发送至励磁系统4～20mA模拟量信号。

2）励磁系统给定消失条件如下：①系统故障；②给定值降低至0。

检查发现励磁系统并未出现故障报警信息，而是在保护系统动作后才跳闸并退出运行的。退出时励磁系统运行在手动方式下。此时可以肯定，励磁系统当时没有及时切换至电压模式，并且给定值出现了异常。

2 过程回溯

根据图2所示，在水泵工况下，LCI系统拖动至同期投入状态时，励磁控制器同期装置运行并开始给LCI系统发送调节信号。

在同期条件满足后，同期装置同时发送同期合闸命令至GCB、LCI系统、励磁系统。此时分别动作GCB合闸、LCI系统退出、励磁切换至自动模式等。LCI退出流程，执行闭锁脉冲及闭锁4～20mA模拟量信号。

理论上LCI退出至闭锁4～20mA模拟量信号的时间比励磁系统切换自动模式的时间更长，但这里偏差仅为ms级别。此次故障时，励磁系统还没有切换至自动模式，LCI系统已退出了4～20mA模拟量信号，导致励磁系统电流给定值突降至0，出现此次故障。

现场解决方案

鉴于在水泵工况下励磁系统由LCI系统控制，在自动模式下必须保证跟踪LCI系统给定，要解决的问题是如何在并网时保证励磁系统给定值正确，以避免出现错误的给定情况。故障发生后，现场讨论提出了几种处理方案。

1 方案1

将LCI系统的4～20mA模拟量信号在并网后保持几秒钟时间，在GCB合闸后再退出。这里认为，LCI系统在拖动完成退出后不应该再接入到无关流程的控制中，并且此时励磁系统应该在自动模式下并网。该方案被否决。

2 方案2

在UN6800励磁系统的标准LCI程序流程中，在LCI控制模式时会保持强制手动（ForceManual）（此时励磁系统不可切换到自动模式）和允许LCI外部给定（EnableLCIRefInput）命令，防止LCI拖动中励磁模式切换导致失控，将现场LCI外部模拟量给定对应的励磁电流输出设定为0～1200A。

为避免上述故障情况发生，可以在同期投入调节后、GCB并网前将励磁的LCI控制模式退出。而退出该模式，可通过将EnableLCIRefInput命令置零或将励磁系统切换到自动模式来实现。考虑运行安全，采用了自动模式并网的解决方案，并依据此方案对励磁系统程序进行了修改。

首先设定一个机端电压目标值，在电压值达到时复归ForceManual命令，使励磁系统可切换至自动模式。在同期装置投入后，将励磁系统切换至自动模式，闭锁LCI系统控制。可以通过励磁系统自行判断、监控系统发出切自动命令或将同期投入命令作为自动模式切换条件等方式实现。