大埔电站#3机组交直流转换电源模块故障引起#3机组跳闸分析及处理

欧斌超

摘 要：电源模块是可以直接贴装在印刷电路板上的电源供应器，其特点是可为专用集成电路（ASIC）、数字信号处理器（DSP）、微处理器、存储器、现场可编程门阵列（FPGA）及其他数字或模拟负载提供供电。AC/DC变换是将交流变换为直流，其功率流向可以是双向的，功率流由电源流向负载的称为“整流”，功率流由负载返回电源的称为“有源逆变”。交直流转换电源模块U0021的内部元件短路后其上一级电源控制开关F0204未跳闸导致#3机组LCU2#屏电源开关2KQ11越级跳闸，进一步使#3机组紧急停机按钮回路接通，进而监控装置发出紧急停机指令，#3机组紧急停机。对大埔电站交直流转换电源模块故障原因进行分析及处理，从而提高发电机组现地控制单元（LCU）的安全性和可靠性。

关键词：电源模块；越级跳闸；紧急停机按钮；瞬时脱扣整定电流

1.概述

大埔水电站位于位于广西壮族自治区柳城县境内，是柳江综合开发规划中的一个梯级电站，位于柳江干流融江河段的柳城县大埔镇下游约2公里处，距柳州市区60公里，是一座具有发电、航运、灌溉、水产养殖等功能的水利水电工程。工程坝轴线长730米，属于低水头径流式电站，电站总库容5.25亿立方米，正常蓄水位93米，最大坝高35.5米，装机容量9万千瓦，安装3台3万千瓦由奥地利维奥水电技术公司生产的3台灯泡贯流式水轮发电机组。

大埔水电站发电机电压侧接线：#1、#2机组采用发电机—变压器扩大单元接线；#3机组采用发电机—变压器单元接线。发电机定子外壳和位于上游侧的灯泡头构成密封灯泡体的发电机部分。定子用法兰与水轮机管形座内锥体连接。

2.故障现象

#3发电机调速器柜U03+GA03内的交直流转换电源模块U0021故障导致监控装置发出紧急停机指令，#3机组紧急停机。

3.故障原因分析

3.1、#3发电机调速器柜U03+GA03内的交直流转换电源模块U0021的内部元件短路

3.2、交直流转换电源模块U0021的内部元件短路后其上一级电源控制开关F0204未跳闸。

3.3、交直流转换电源模块U0021的内部元件短路导致厂房中控室内#2馈电柜No.5内的#3机组LCU2#屏电源开关2KQ11越级跳闸。

3.4、#3机组LCU2#屏电源开关2KQ11跳闸导致直流电源失电，从而导致#3发电机辅机控制柜U03+GA01柜内的直流控制电源开关F0002失电，进一步导致#3发电机控制柜U03+GA02内的继电器K0046失电。

3.5、#3发电机控制柜U03+GA02内的继电器K0046失电导致其常闭接点11-12闭合，从而使#3机组紧急停机按钮（Emergency push button）回路接通，进而监控装置发出紧急停机指令，#3机组紧急停机。

4.故障处理

对48V直流系统中交直流转换电源模块U0021的上一级电源控制开关F0204以及#3机组LCU2#屏电源开关2KQ11分别对应的瞬时脱扣整定电流值进行校验：

4.1设定通过电源控制开关F0204以及电源开关2KQ11串联电路的电流值稍微大于电源控制开关F0204的瞬时脱扣整定电流值时，分别查看电源控制开关F0204以及电源开关2KQ11是否跳闸。如果电源控制开关F0204跳闸证明其正常，如果不跳闸证明其损坏，更换同型号的开关。由于电源开关2KQ11的瞬时脱扣整定电流值大于F0204的瞬时脱扣整定电流值，此时电源开关2KQ11应该不跳闸。如果此时电源开关2KQ11跳闸证明其损坏，更换同型号的开关。

4.2设定通过电源控制开关F0204以及电源开关2KQ11串联电路的电流值稍微大于电源控制开关F0204的瞬时脱扣整定电流值时，要求电源控制开关F0204跳闸，电源开关2KQ11不跳闸。

4.3合上电源控制开关F0204，设定通过电源控制开关F0204以及电源开关2KQ11串联电路的电流值稍微大于电源开关2KQ11的瞬时脱扣整定电流值时，要求电源控制开关F0204与电源开关2KQ11均跳闸。

結语

交直流转换电源模块故障引起机组跳闸的这类问题在许多同行水电站同样出现过。通过对48V直流系统中交直流转换电源模块U0021的上一级电源控制开关F0204以及#3机组LCU2#屏电源开关2KQ11对应的瞬时脱扣整定电流值进行校验后更换对应损坏的开关。从而实现当交直流转换电源模块U0021出现内部元件短路时其上一级电源控制开关F0204跳闸，而#3机组LCU2#屏电源开关2KQ11不跳闸。这样48V直流系统中仍可以正常供电，避免出现#3发电机控制柜U03+GA02内的继电器K0046失电导致其常闭接点11-12闭合，从而使#3机组紧急停机按钮（Emergency push button）回路接通，进而监控装置发出紧急停机指令，#3机组紧急停机的情况。日常对机组交直流转换电源模块进行定期检查，通过检查发现问题并且及时解决问题，从而提高发电机组现地控制单元（LCU）的安全性和可靠性。

参考文献

[1] 熊信银.发电厂电气部分[M].北京：中国电力出版社，2009.

[2] 齐占庆，王振臣.电气控制技术[M].北京：机械工业出版社，2002.

[3] 刘天琪，邱晓燕.电力系统分析理论[M].北京：科学出版社，2005.