中國儲能網(wǎng)訊：4月25日，廣州抽水蓄能電站（以下簡稱“廣蓄電站”）最后一臺機(jī)組--3號機(jī)組勵磁系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)（以下簡稱“發(fā)變組保護(hù)”）順利通過國產(chǎn)化更新改造后的7天試運(yùn)行檢驗(yàn)，各項數(shù)據(jù)指標(biāo)均優(yōu)于前。這標(biāo)志著南網(wǎng)儲能檢修試驗(yàn)分公司歷時5年的廣蓄電站全廠勵磁系統(tǒng)、A廠發(fā)變組保護(hù)共計12套設(shè)備的國產(chǎn)化升級改造工作取得圓滿收官。
因需而動
立志消除設(shè)備存在的“頑癥痼疾”
廣蓄電站是我國自行設(shè)計和施工的首座高水頭、大容量抽水蓄能電站，有著國家抽水蓄能行業(yè)的“黃埔軍?！钡拿雷u(yù)。電站分A、B兩廠安裝8臺30萬千瓦抽水蓄能機(jī)組，1993年12月首臺機(jī)組投入商業(yè)運(yùn)行，迄今已有31年的運(yùn)行歷史。
抽水蓄能電站中的勵磁系統(tǒng)和發(fā)變組保護(hù)，都屬抽水蓄能機(jī)組的核心控制系統(tǒng)，其中勵磁系統(tǒng)承擔(dān)著電壓和無功功率的調(diào)節(jié)任務(wù)；發(fā)變組保護(hù)時刻監(jiān)視機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，異常時采取相應(yīng)的安全保護(hù)措施，保障發(fā)電機(jī)組主設(shè)備的安全。它們直接影響機(jī)組發(fā)電的可靠性和電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。如果把整個抽水蓄能機(jī)組比喻成人體，勵磁系統(tǒng)和發(fā)變組保護(hù)就相當(dāng)于是神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)，直接影響人體行走的穩(wěn)定和人體運(yùn)轉(zhuǎn)的安全。
廣蓄電站A廠勵磁系統(tǒng)于1993年投運(yùn)，以廣蓄#3機(jī)勵磁系統(tǒng)為例，至今已運(yùn)行31年，采用法國阿爾斯通公司早期半導(dǎo)體集成電路勵磁系統(tǒng)。其冗余設(shè)計不足，不滿“N-1”要求，且投運(yùn)以來多次出現(xiàn)過通道切換不成功導(dǎo)致強(qiáng)勵、勵磁直流和交流開關(guān)故障、可控硅熔斷器故障等設(shè)備異常。此外，隨著設(shè)備逐年老化，備品備件已停產(chǎn)無法采購。B廠勵磁系統(tǒng)于1999年投運(yùn)，已運(yùn)行20年，為德國西門子THRIPOL勵磁系統(tǒng)。投運(yùn)以來常出現(xiàn)觸發(fā)設(shè)置錯誤、通信故障、面板死機(jī)等問題，其控制系統(tǒng)已明顯呈現(xiàn)老化，故障率逐漸升高，設(shè)備可靠性逐年降低。
廣蓄電站A廠4臺發(fā)變組保護(hù)于2010年至2012年間改造完成投入運(yùn)行，投運(yùn)至今均不同程度存在保護(hù)裝置老化、運(yùn)行不可靠等問題。根據(jù)國家能源局防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點(diǎn)要求，所有220kV及以上錄波器均應(yīng)接入一次設(shè)備的模擬量與開關(guān)量，目前A廠發(fā)變組故障錄波器未接入一次設(shè)備的開關(guān)量，需與發(fā)變組保護(hù)一同改造。發(fā)變組保護(hù)及錄波未配置保信子站，按照南方電網(wǎng)現(xiàn)行規(guī)范要求，需在本次改造時增設(shè)。
鑒于存在的諸多不足，2019年10月南網(wǎng)儲能修試公司黨委果斷決定對廣蓄電站全廠8臺機(jī)組勵磁系統(tǒng)、A廠發(fā)變組保護(hù)進(jìn)行整體更換，成立以技術(shù)、技能專家為骨干的項目改造組開展國產(chǎn)化升級改造工作，將其更換為新型、成熟、運(yùn)行穩(wěn)定可靠的勵磁和保護(hù)系統(tǒng)，提高機(jī)組穩(wěn)定性和減少維護(hù)工作量。“本項目改造工程量大、持續(xù)周期長、拆接線復(fù)雜、風(fēng)險高。以一臺機(jī)組發(fā)變組保護(hù)改造為例，工作范圍涉及中控室到A廠發(fā)變組保護(hù)、勵磁、監(jiān)控、直流、主變、GCB控制柜、廠用電、GIS柜等40余個盤柜，敷設(shè)和抽取電纜在400根以上，現(xiàn)場執(zhí)行二次措施200余項，解接線在4000根以上，全部保護(hù)定值需重新整定校核”，改造項目總負(fù)責(zé)人、南網(wǎng)儲能修試公司電氣二次檢修部副總經(jīng)理陳強(qiáng)介紹。
面難而進(jìn)
打破改造實(shí)踐面臨的堵點(diǎn)卡點(diǎn)
“抽水蓄能機(jī)組工況復(fù)雜，勵磁系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的交互信號各不相同，這為改造過程增大了難度。同時，此前還沒有國產(chǎn)化抽蓄機(jī)組勵磁系統(tǒng)改造經(jīng)驗(yàn)可以借鑒?！被叵肫鹗着_勵磁系統(tǒng)改造時的情景，項目負(fù)責(zé)人聶航、朱明崗說。為此，改造工作組多次與廠家、設(shè)計院就現(xiàn)有勵磁系統(tǒng)存在的問題進(jìn)行探討研究，努力將問題前置，盡可能在設(shè)計前期發(fā)現(xiàn)并解決問題。在設(shè)備監(jiān)造過程中，項目組針對控制邏輯、制造工藝、設(shè)備選型等問題，提出修改性意見249項。出廠驗(yàn)收階段，改造工作組大膽嘗試、謹(jǐn)慎求證，梳理國內(nèi)電廠勵磁系統(tǒng)故障案例441個，形成相關(guān)論文、專利50余篇，為該勵磁系統(tǒng)改造工作做足準(zhǔn)備。
而在發(fā)變組保護(hù)方面，原阿?，m保護(hù)裝置內(nèi)部工況判別邏輯、開入開出信號與國產(chǎn)化保護(hù)裝置存在巨大差異。4臺機(jī)組發(fā)變組保護(hù)改造期間新敷設(shè)電纜多達(dá)1280根，敷設(shè)長度達(dá)到45000米、解除舊電纜線芯39200根、拆除舊電纜1140根。改造過程中必須確認(rèn)保護(hù)裝置的每一條跳閘回路和控制回路作用，決不能因?yàn)殄e接、漏接任何一個回路端子導(dǎo)致保護(hù)裝置誤動或拒動。
圖片工作負(fù)責(zé)人文銘、朱明崗在進(jìn)行廣蓄A(yù)廠#3發(fā)變組保護(hù)裝置采樣數(shù)據(jù)記錄工作
發(fā)變組保護(hù)改造項目負(fù)責(zé)人文銘說：“在深刻認(rèn)識、理解這個問題的基礎(chǔ)上，改造項目組在每臺機(jī)組發(fā)變組保護(hù)改造工作均連續(xù)在生產(chǎn)一線奮斗40天，累計4批次共計160余天扎根一線，足跡遍布廠房內(nèi)各個角落，扎實(shí)有效地推進(jìn)改造期間各項工作，突破了改造遇到的各種堵點(diǎn)、卡點(diǎn)?！?
圖片項目負(fù)責(zé)人朱明崗在現(xiàn)場給電氣一次檢修部新員工開展勵磁系統(tǒng)培訓(xùn)
“工作組成員每晚都會召開復(fù)盤會議，討論總結(jié)當(dāng)日工作遇到的困難并記錄在冊。改造工作結(jié)束后，項目組已經(jīng)整理出200余條的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，并固化形成標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)文件?！背蓡T閆文斌告訴記者，他記錄了厚厚的一套勵磁學(xué)習(xí)筆記，這些都為今后類似的改造工作留下了寶貴資料。
向新而行
推動設(shè)備產(chǎn)能的持續(xù)提升
據(jù)南網(wǎng)儲能修試公司電氣二次檢修部總經(jīng)理李德華介紹，5年設(shè)備更新改造的歷程也是新質(zhì)生產(chǎn)力鍛造的過程，廣蓄電站全廠勵磁系統(tǒng)和A廠發(fā)變組保護(hù)國產(chǎn)化升級改造后，系統(tǒng)運(yùn)行可靠，機(jī)組非計劃停運(yùn)時間減少，提高了機(jī)組可利用率，據(jù)初步測算，每年間接創(chuàng)效近千萬元。
廣蓄電站運(yùn)行30多年來累計發(fā)電超726億千瓦時，安全啟停超過25萬次，節(jié)約標(biāo)煤消耗892萬噸，相應(yīng)減少二氧化碳排放約3274萬噸。其中，對港累計送電超過129億千瓦時，相當(dāng)于香港3個月的全社會用電量。
廣蓄電站7號機(jī)組開展了全國首臺“芯片級”自主可控勵磁系統(tǒng)研發(fā)，2023年初成功投運(yùn)并通過科技成果鑒定，核心技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平
據(jù)不完全統(tǒng)計，近年來，廣蓄電站8臺機(jī)組設(shè)備改造比例超50%，其中核心關(guān)鍵保護(hù)及控制系統(tǒng)設(shè)備改造率超80%，二次設(shè)備改造的國產(chǎn)化比例超90%?！拔覀儾粌H高質(zhì)量完成了廣蓄電站8臺機(jī)組勵磁系統(tǒng)和A廠4臺機(jī)組發(fā)變組保護(hù)改造任務(wù)，還重點(diǎn)在7號機(jī)組開展了全國首臺‘芯片級’自主可控勵磁系統(tǒng)研發(fā)，2023年初成功投運(yùn)并通過科技成果鑒定，核心技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，自改造以來，設(shè)備整體運(yùn)行穩(wěn)定可靠，繼電保護(hù)正確動作率保持100%”，陳強(qiáng)說。
展望電站未來，改造項目團(tuán)隊成員們信心滿滿：“本次改造，設(shè)備從里到外，不論是外觀還是性能都得到全面的提升，可以說是既有‘顏值’又有‘內(nèi)涵’。廣蓄電站重新煥發(fā)新時代活力，將更好地為粵港澳大灣區(qū)提供源源不斷澎湃的綠色電能！”
