设备更新，三十年老厂换新颜

■马宗鹏 黄昉 朱明岗《 中国能源报 》（ 2024年04月29日 第 16 版）

　　4月25日，广州抽水蓄能电站（以下简称“广蓄电站”）最后一台机组——3号机组励磁系统、发电机变压器组保护（以下简称“发变组保护”）顺利通过国产化更新改造后的7天试运行检验，各项数据指标均优于前。这标志着南网储能检修试验分公司历时5年的广蓄电站全厂励磁系统、A厂发变组保护共计12套设备的国产化升级改造工作取得圆满收官。

　　■因需而动，消除设备“顽症痼疾”

　　广蓄电站是大陆自行设计和施工的首座高水头、大容量抽水蓄能电站，有抽水蓄能行业“黄埔军校”之称。电站分A、B两厂安装8台30万千瓦抽水蓄能机组，1993年12月首台机组投入商业运行，迄今已运行31年。

　　抽水蓄能电站中的励磁系统和发变组保护，都属抽水蓄能机组的核心控制系统，其中励磁系统承担着电压和无功功率的调节任务；发变组保护时刻监视机组运行状态，异常时采取相应的安全保护措施，保障发电机组主设备的安全。以人体作类比，励磁系统和发变组保护就相当于人的神经系统和免疫系统，直接影响人体行走的稳定和人体运转的安全。

　　广蓄电站A厂励磁系统于1993年投运，以广蓄#3机励磁系统为例，至今已运行31年，采用法国阿尔斯通公司早期半导体集成电路励磁系统。其冗余设计不足，不满“N—1”要求，且投运以来多次出现过通道切换不成功导致强励、励磁直流和交流开关故障、可控硅熔断器故障等设备异常。且设备逐年老化，备品备件却已停产无法采购。B厂励磁系统于1999年投运，已运行20多年，为西门子THRIPOL励磁系统。投运以来常出现触发设置错误、通信故障等问题，其控制系统已明显老化，故障率逐渐升高，设备可靠性逐年降低。

　　A厂4台发变组保护于2010年至2012年间改造完成投运，投运至今均不同程度存在保护装置老化、运行不可靠等问题。据国家能源局防止电力生产事故的二十五项重点要求，所有220kV及以上录波器均应接入一次设备的模拟量与开关量，目前A厂发变组故障录波器未接入一次设备的开关量，需与发变组保护一同改造。发变组保护及录波未配置保信子站，按照南方电网现行规范要求，需在本次改造时增设。

　　鉴于诸多不足，2019年10月南网储能修试公司党委果断决定对广蓄电站全厂8台机组励磁系统、A厂发变组保护进行整体更换，成立以技术、技能专家为骨干的项目改造组，开展国产化升级改造工作，将其更换为新型、成熟、运行稳定可靠的励磁和保护系统，提高机组稳定性和减少维护工作量。“项目改造工程量大、持续周期长、拆接线复杂、风险高。以一台机组发变组保护改造为例，工作范围涉及中控室到A厂发变组保护、励磁、监控、直流、主变、GCB控制柜、厂用电、GIS柜等40余个盘柜，敷设和抽取电缆在400根以上，现场执行二次措施200余项，解接线在4000根以上，全部保护定值需重新整定校核。”改造项目总负责人、南网储能修试公司电气二次检修部副总经理陈强介绍。

　　■迎难而上，打破改造面临的堵点

　　“抽水蓄能机组工况复杂，励磁系统与其它系统的交互信号各不相同，增大了改造难度。同时，此前没有国产化抽蓄机组励磁系统改造经验可借鉴。”项目负责人聂航说。为此，改造工作组多次与厂家、设计院进行探讨，尽可能在设计前期发现并解决问题。在设备监造过程中，项目组针对控制逻辑、制造工艺、设备选型等问题，提出修改性意见249项。出厂验收阶段，改造工作组梳理国内电厂励磁系统故障案例441个，形成相关论文、专利50余篇，为该励磁系统改造工作做足准备。

　　而在发变组保护方面，原阿海珐保护装置内部工况判别逻辑、开入开出信号与国产化保护装置存在巨大差异。4台机组发变组保护改造期间新敷设电缆多达1280根，敷设长度达到45000米、解除旧电缆线芯39200根、拆除旧电缆1140根。改造过程中必须确认保护装置每一条跳闸回路和控制回路作用，决不能因为错接、漏接任何一个回路端子导致保护装置误动或拒动。

　　发变组保护改造项目负责人文铭说：“改造项目组在每台机组发变组保护改造工作均连续在生产一线奋斗40天，累计4批次共计160余天扎根一线，扎实推进改造期间各项工作，突破了各种堵点、卡点。”

　　■向新而行，推动设备产能持续提升

　　南网储能修试公司电气二次检修部总经理李德华介绍，全厂励磁系统和A厂发变组保护国产化升级改造后，系统运行可靠，机组非计划停运时间减少，提高了机组可利用率，据初步测算，每年间接创效近千万元。

　　广蓄电站运行30多年来累计发电超726亿千瓦时，安全启停超过25万次，节约标煤消耗892万吨，相应减少二氧化碳排放约3274万吨。其中，对港累计送电超过129亿千瓦时，相当于香港3个月的全社会用电量。

　　据不完全统计，近年来，广蓄电站8台机组设备改造比例超50%，其中核心关键保护及控制系统设备改造率超80%，二次设备改造的国产化比例超90%。“我们不仅高质量完成了广蓄电站8台机组励磁系统和A厂4台机组发变组保护改造任务，还重点在7号机组开展了全国首台‘芯片级’自主可控励磁系统研发，2023年初成功投运并通过科技成果鉴定，核心技术达到国际领先水平，自改造以来，设备整体运行稳定可靠，继电保护正确动作率保持100%”，陈强说。

　　展望未来，改造项目团队信心满满——广蓄电站重新焕发新活力，将更好地为粤港澳大湾区提供澎湃的绿色电能！