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    界竹口水电厂黑启动的分析与试验

    时间：2023-02-19 16:45:43来源：百花范文网本文已影响人

    孙林旭

    （永泰大樟溪界竹口水电有限公司）

    电站位于大樟溪干流中下游，是以发电为主的中型水利枢纽，距下游县城12.5km，集水面积3441km2，为大樟溪干流水电规划梯级中的第五级。右岸有国道通过，交通便利。

    电站条件较好，地理位置适中，距负荷中心较近，工程规模适中，各种技术指标比较优越。

    工程枢纽建筑物由挡水坝、溢流坝、河床式厂房、开关站组成。属三等工程，主要建筑物拦河坝、发电厂房、开关站等均为三级建筑物。各建筑物的设计标准按50年一遇洪水重现期设计，500年一遇洪水重现期校核，下游防冲消能设计标准为30年一遇重现期。溢流坝位于主河床，厂房位于溢流坝段和右岸挡水坝段之间，110kV开关站布置在厂房右侧下游120m左右的山坡上，面积20m×52m。布置两回进线，两回出线。

    2.1 水轮发电机组

    2.1.1 水轮发电机组概况

    水轮发电机组是水电站生产电能的主要动力设备。电站共有两台水轮机，均为轴流转桨式水轮机。

    2.1.2 水轮机发电机组技术参数

    （1）水轮机主要技术参数（见表1）

    （2）发电机主要技术参数（见表2）

    表2 发电机主要技术参数

    （续）

    2.2 微机励磁装置

    2.2.1 励磁装置概况

    励磁系统是维持发电机端电压稳定的设备，当发电机负荷发生变化时，通过调节磁场的强弱来恒定机端电压。合理分配并列运行机组之间的无功。

    2.2.2 励磁系统的起励模式

    1）残压起励：发电机有足够剩磁，保证施加在可控硅整流桥阳极的电压达到20～30V或更高，励磁系统可实现残压起励，按照设定的电压给机组建压。

    2）初励电源起励：发电机升压时，励磁系统通过起励回路将外部起励电源输入励磁绕组，实现起励。

    2.2.3 励磁装置运行规定

    调节器调节模式有恒机端电压（自动）、恒励磁电流（手动）、恒无功功率、恒功率因数。

    （1）运行操作

    起励前应满足条件：“残压起励”功能投退可进入“其他设置”画面进行选择。

    （2）励磁投入

    ①磁场断路器合闸。②自动励磁投入，发电机将在5～20s内建压。现地手动起励要求方式人工按调节器触摸屏上的“起励”按键并至少保持5s以上。③通过增磁／减磁操作，调整发电机电压，系统准备同期。④系统和发电机同期后，合发电机断路器。⑤通过增磁／减磁命令，调整无功到期望值。

    （3）励磁切除

    ①减无功、减有功、跳发电机断路器。②励磁切除，机端电压降为零。③磁场断路器切除（如需要）。

    2.3 同期装置

    机组出口同期装置，如表3所示。

    表3 机组出口同期装置

    （续）

    2.4 调速器

    2.4.1 调速器概况

    能使水轮发电机组自动或手动快速启动，适应电网负荷的增减，正常停机或紧急停机的需要。水轮发电机组在电力系统中并列运行时，调速器能自动承担预定的负荷分配，使各机组能实现经济运行。能满足转桨式水轮机双重协联调节的需要。

    2.4.2 调速器技术参数

    （1）调速器技术参数（见表4）

    表4 调速器技术参数

    （2）油压装置技术参数（见表5）

    表5 油压装置技术参数

    2.4.3 调速器运行规定

    调速器基本运行方式分为：自动运行、电手动运行和机手动运行。

    （1）电手动运行

    将导叶控制方式切为“电手动”，可对导叶进行“增加”、“减少”操作，轮叶同样也可以进行“手动”、“自动”切换操作，但轮叶一般宜在“自动”位置，若轮叶在“手动”位置，应按协联要求调整轮叶角度（检修可不按协联要求）。

    （2）油压装置运行方式

    油压装置运行方式分为自动运行方式和手动运行方式。

    （3）电手动开机

    1）机组具备开机条件。

    2）投入机组主供水，检查各部水压合格。

    3）将调速器面板“远方／现地”选择开关切至“现地”位。

    4）将“导叶控制模式”切换开关切至“电手动”位。

    5）检查触摸屏主页面显示“电手动工况”、“导叶电手动”。

    6）在触摸屏主页面上选择“主操作”按钮。

    7）在打开的页面中选择“电气开度限制调整”框。

    8）在弹出的对话框中输入操作需要的电气开度限制值，按“Ent”键确认。如果取消电气开度限制值则输入“0”，按“Ent”键确认。

    9）操作“开度给定控制”开关“增加”则打开导叶，并监视各参数情况。

    10）操作“开度给定控制”开关“减少”则关闭导叶，并监视各参数情况。

    11）手动“增加”导叶开度至10%，使机组平稳升速，最终将机组转速升至95%额定转速（或频率48.5Hz），将调速器达到“自动”，使得机组自动跟踪并稳定在额定转速。过程中应注意观察机组转速，防止过速。

    2.5 气系统

    2.5.1 中压气系统

    用于调速系统建压。压油罐容积中的30%～40%是透平油，60%～70%是压缩空气，由中压气系统提供。由于压缩空气具有弹性、可贮存压能，所以能保证和维持调节系统所需的工作压力。压油罐内压缩空气的质量要清洁、干燥。

    2.5.2 低压气系统

    （1）制动供气

    在停机过程中，当机组转速小于20%Ne时，需要用压缩空气通入制动闸，强迫机组停止转动。空气围带供气：机组检修或顶盖漏水量较大时，需要对水导轴承检修密封围带充气。

    （2）空气围带用气

    用气量较小，一般不需要设置专用设备，故从厂内低压空气系统引用。根据厂情况，空气围带的压力规定为0.4～0.6MPa。

    2.5.3 气系统技术参数

    气系统技术参数如表6、表7所示。

    表6

    表7

    2.5.4 气系统运行方式

    1）中压气系统运行方式：压力下降至3.6MPa，工作压气机启动；
    压力上升至4.0MPa，压气机切除；
    压力上升至4.6MPa，发压力过高报警信号；
    安全阀开启压力4.8MPa。

    2）低压气系统运行方式：压力下降至0.6MPa，工作压气机启动；
    压力上升至0.73MPa，压气机切除；
    压力上升至0.78MPa，发压力过高报警信号；
    安全阀开启压力0.8MPa。

    2.6 水系统

    2.6.1 水系统概况

    1）技术供水：用于运行时轴承及发电机冷却；
    水轮机主轴密封；
    深井泵轴承润滑。

    2）厂房排水：将渗漏水排入尾水；
    检修时将工作门及尾水门之间的水排至检修工作面以下。

    3）廊道排水：将廊道中渗漏水排入尾水。

    2.6.2 水系统技术参数

    （1）技术供水系统设备参数，如表8所示。

    表8

    （2）排水系统

    ①厂房渗漏。②厂房检修。③坝体渗漏。

    2.6.3 技术供水运行规定

    1）技术供水正常运行情况下，全自动滤水器控制箱控制转换开关在“手动”位置。

    2）全自动滤水器控制箱控制电源开关在“关”位置。

    3）技术供水滤水器排污阀在全关位置。

    4）技术供水滤水器进水阀全开。

    5）技术供水滤水器出水阀全开。

    6）技术供水电动球阀控制开关在“自动”位置。

    2.7 中低压配电装置

    配电装置包括10.5kV系统和0.4kV系统，由断路器、互感器、避雷器等装置组成。

    1）10.5kV系统中配有6台真空断路器，分布在厂房发电机层，分别是1＃机组出口621开关、1＃厂变高压侧623开关、1＃坝区变高压侧625开关、2＃机组出口622开关、2＃厂变高压侧624开关、备用626开关

    2）400V系统中配有8台低压断路器，分别是1＃厂变低压侧421断路器、2＃厂变低压侧422断路器、厂用母联423断路器、联络线424断路器、1＃坝区变低压侧425断路器、1＃近区变426断路器，厂、坝联络线427断路器、柴油发电机出口428断路器。

    3.1 启动前运行方式

    1）10.5kVⅡ段母线带＃2厂变，送400V母线Ⅱ段；
    10.5kVⅠ段带＃1厂变，送400V母线Ⅰ段。

    2）＃2主变冷备，＃1、＃2发电机停机态。

    3）＃2厂变带400V母线Ⅱ段运行，＃1厂变带400V母线Ⅰ段运行，＃2厂变低压侧开关422开关合，＃1厂变低压侧开关421合，厂用电母联423开关分，联络线424开关合，坝区变低压侧开关425分，坝区用电母联427开关合，近郊变低压侧开关426分，柴油发电机出口开关428分。

    3.2 电站“黑启动”方案

    ＃1主变跳闸，造成厂区停电，启动“黑启动”方案，为尽快恢复厂用电，减少事故处理时间，在保证系统和设备安全的前提下，以下措施可不待调度命令，由运行值班人员操作：

    1）拉开已停电线路的出口开关，拉开＃1主变低压开关。

    2）值长根据情况做开机带厂用电措施，尽快恢复厂用电。

    3.3 采用1F机手动开机带厂用电

    3.3.1 确认系统已停电，厂用备用电源近郊变亦失去电压（模拟）

    3.3.2 具体操作

    1）检查1F压油罐油面油压正常；

    2）拉开1F主变高压侧开关12A；

    3）拉开＃2厂变低压侧421断路器；

    4）检查＃2厂变低压侧421断路器在“开”位；

    5）将＃1机组压油泵手／自切换开关切至“0”位；

    6）拉开两台低压气机电源开关；

    7）将两台渗漏排水泵手／自切换开关切至“切”位；

    8）解除机组空气围带；

    9）手动开启技术供水电动阀；

    10）手投机组主轴密封润滑水供水电磁阀；

    11）励磁调节器切“远控／现地”切换开关切至“现地”位；

    12）励磁调节器切恒电压运行方式；

    13）调速器导叶切电手动；

    14）将调速器电气开限开至空载开度；

    15）手动拔出锁定；

    16）检查制动也退出；

    17）手动开机；

    18）等待机组转速至额定转速的95%时，按启励按钮启励；

    19）当机组转速及电压额定时，远方／现地切换把手切至现地位；

    20）同期切换把手切“手动”位（见图1）；

    图1

    21）在机组现地触摸屏上点任务栏【控制】输入密码1111后再按【无压合】最后按确定合闸（见图2）；

    图2

    22）监视母线电压及频率正常后合421开关；

    23）恢复＃2机组压油泵手／自切换开关至自动位；

    24）设专人监视机组转速及电压。

    电厂设备可靠，满足启动条件满足，能有效在停电状态下黑启动。

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