水電站的黑啟動(dòng)

1、水電站的黑啟動(dòng) 1黑啟動(dòng)的概念 大面積停電后的系統(tǒng)自恢復(fù)通俗地稱為黑啟動(dòng)。所謂黑啟動(dòng)，是指整個(gè)系統(tǒng)因故障停運(yùn)后，系統(tǒng)全部停電(不排除孤立小電網(wǎng)仍維持運(yùn)行)，處于全“黑”狀態(tài)，不依賴別的網(wǎng)絡(luò)幫助，通過(guò)系統(tǒng)中具有自啟動(dòng)能力的發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)，帶動(dòng)無(wú)自啟動(dòng)能力的發(fā)電機(jī)組，逐漸擴(kuò)大系統(tǒng)恢復(fù)范圍，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的恢復(fù)。黑啟動(dòng)的關(guān)鍵是電源點(diǎn)的啟動(dòng)，水輪發(fā)電機(jī)組與火電、核電機(jī)組相比，具有輔助設(shè)備簡(jiǎn)單、廠用電少，啟動(dòng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，理所當(dāng)然成為黑啟動(dòng)電源的首選。水電站的黑啟動(dòng)是指在無(wú)廠用交流電的情況下，僅僅利用電廠儲(chǔ)存的兩種能量直流系統(tǒng)蓄電池儲(chǔ)存的電能量和液壓系統(tǒng)儲(chǔ)存的液壓能量，完成機(jī)組自啟動(dòng)，對(duì)內(nèi)恢復(fù)廠用電，對(duì)

2、外配合電網(wǎng)調(diào)度恢復(fù)電網(wǎng)運(yùn)行。機(jī)組具有黑啟動(dòng)功能不僅是電站在全廠失電情況下安全生產(chǎn)自救的必要措施，也是電網(wǎng)發(fā)展的需要。 在電網(wǎng)大面積停電后，采取電網(wǎng)黑啟動(dòng)措施，將大大減少電網(wǎng)停電時(shí)間，盡快恢復(fù)電網(wǎng)的正常運(yùn)行。2005-09-26，受第18號(hào)臺(tái)風(fēng)“達(dá)維”的影響，海南省發(fā)生了罕見的全省范圍大面積停電。海南電網(wǎng)公司立即實(shí)施黑啟動(dòng)方案，這是國(guó)內(nèi)除演練以外第一次實(shí)施的“黑啟動(dòng)”。 在正式下達(dá)“黑啟動(dòng)”命令后僅1h25min，就有電廠宣告“黑啟動(dòng)”成功，系統(tǒng)開始逐步恢復(fù)供電。 2003-11-09，由云南電力集團(tuán)公司牽頭組織了漫灣電廠、昆明電廠、以禮河電廠、昆明供電局等有關(guān)單位，進(jìn)行了云南電網(wǎng)的黑啟動(dòng)試驗(yàn)，

3、試驗(yàn)選擇了黑啟動(dòng)方案之中最為復(fù)雜、最具有代表性的一個(gè)方案作為試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)。采用漫灣電廠機(jī)組自啟動(dòng)后，零起升壓方式和全電壓沖擊2種方式恢復(fù)以500kv、220kv和110kv輸變電系統(tǒng)構(gòu)成的比較復(fù)雜的目標(biāo)網(wǎng)架，實(shí)現(xiàn)利用有自啟動(dòng)能力的黑啟動(dòng)電源恢復(fù)啟動(dòng)無(wú)自啟動(dòng)能力的昆明電廠火電機(jī)組和以禮河電廠水電機(jī)組的方案，完成試驗(yàn)系統(tǒng)的孤島并列。試驗(yàn)全面模擬了電網(wǎng)黑啟動(dòng)后的整個(gè)恢復(fù)過(guò)程。 以下是筆者承擔(dān)機(jī)組自啟動(dòng)操作任務(wù)后，對(duì)水電站機(jī)組作為黑啟動(dòng)電源運(yùn)行時(shí)的注意事項(xiàng)及操作步驟所作的初步探討。 2水電站黑啟動(dòng)的注意事項(xiàng) 2.1調(diào)速系統(tǒng) 水電站黑啟動(dòng)的關(guān)鍵是在失去廠用交流電時(shí)能否維持控制水輪機(jī)導(dǎo)葉開啟的調(diào)速系統(tǒng)的操作油

4、壓。調(diào)速系統(tǒng)的油壓裝置一般能滿足機(jī)組在運(yùn)行中可能發(fā)生的最不利運(yùn)行情況的需要，即首先甩去額定負(fù)荷，導(dǎo)葉接力器全關(guān)1次，然后擺動(dòng)若干次(按進(jìn)行1次全關(guān)閉考慮)，接著機(jī)組又并入電網(wǎng)帶上額定負(fù)荷，導(dǎo)葉全開1次(對(duì)轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)其輪葉接力器也相應(yīng)動(dòng)作)。經(jīng)上述調(diào)整后，油壓裝置仍能保證事故停機(jī)用油，在事故終了，尚能保持最低允許油壓。故在正常情況下，油壓裝置的油壓可以保證機(jī)組進(jìn)行一次正常自啟動(dòng)，但需要注意壓油槽的油氣比例，壓油槽油位不能低于操作最低油位。 2.2勵(lì)磁系統(tǒng) 勵(lì)磁系統(tǒng)在黑啟動(dòng)時(shí)應(yīng)考慮兩點(diǎn)：第一，勵(lì)磁風(fēng)機(jī)電源問(wèn)題，如果勵(lì)磁風(fēng)機(jī)電源不是由本機(jī)自供電，在黑啟動(dòng)時(shí)由于沒有廠用交流電源，勵(lì)磁風(fēng)機(jī)將不能運(yùn)行，

5、受功率柜溫度限制，勵(lì)磁系統(tǒng)可能無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行；第二，對(duì)長(zhǎng)線路充電問(wèn)題，如果黑啟動(dòng)的機(jī)組需向系統(tǒng)充電，則需要考慮線路末端過(guò)電壓?jiǎn)栴}，故黑啟動(dòng)機(jī)組帶長(zhǎng)線路起勵(lì)時(shí)應(yīng)采用手動(dòng)起勵(lì)，逐步升壓的方式。 2.3輔助設(shè)備 對(duì)于一些立式機(jī)組，頂蓋排水系統(tǒng)采用廠用交流電源，一旦廠用交流電消失，在機(jī)組開啟時(shí)短時(shí)間內(nèi)頂蓋可能滿水，導(dǎo)致水導(dǎo)油盆進(jìn)水，不利于黑啟動(dòng)操作，此時(shí)應(yīng)考慮機(jī)組的漏水量以及排水系統(tǒng)是否能夠滿足要求。 對(duì)于技術(shù)供水采用水泵供水的系統(tǒng)，由于沒有廠用交流電，冷卻水不能投入，此時(shí)應(yīng)考慮軸瓦溫度及油溫在黑啟動(dòng)過(guò)程中是否能滿足要求，對(duì)于采用頂蓋供水、壩前取水或鋼管取水的技術(shù)供水系統(tǒng)則不存在此問(wèn)題。 機(jī)組是否可以

6、進(jìn)行惰性停機(jī)也應(yīng)考慮，如不能進(jìn)行惰性停機(jī)，則應(yīng)考慮相應(yīng)的制動(dòng)系統(tǒng)是否能滿足要求。 主閥是黑啟動(dòng)過(guò)程中機(jī)組事故的最后一道防線，在無(wú)交流電的情況下應(yīng)能夠自動(dòng)關(guān)閉。如不能夠自動(dòng)關(guān)閉，在黑啟動(dòng)時(shí)應(yīng)注意解決。 2.4直流系統(tǒng) 直流系統(tǒng)是黑啟動(dòng)時(shí)唯一的電源，是電站的繼電保護(hù)、操作、控制、勵(lì)磁、調(diào)速器、通訊、事故照明等運(yùn)行的前提條件，應(yīng)考慮直流系統(tǒng)的供電時(shí)間是否能滿足黑啟動(dòng)的要求， 2.5監(jiān)控系統(tǒng) 監(jiān)控系統(tǒng)一般采用單獨(dú)的ups供電，黑啟動(dòng)時(shí)應(yīng)盡可能地延長(zhǎng)ups的供電時(shí)間，確保監(jiān)控系統(tǒng)使黑啟動(dòng)成功。 2.6照明 對(duì)于地下廠房或者在夜間操作的水電站，還需考慮事故照明是否滿足條件，并準(zhǔn)備必要的照明用具(如應(yīng)急燈，電筒等)，以保證黑啟動(dòng)能快速安全進(jìn)行。 3水電站黑啟動(dòng)的步驟 水電站的黑啟動(dòng)要完成2個(gè)任務(wù)：對(duì)內(nèi)要恢復(fù)廠用電，對(duì)外要配合調(diào)度恢復(fù)電網(wǎng)運(yùn)行。機(jī)組開機(jī)有手動(dòng)和自動(dòng)2種方式，但在黑啟動(dòng)時(shí)，由于沒有交流電，自動(dòng)開機(jī)的某些條件可能不能滿足，故多采用手動(dòng)開機(jī)方式。對(duì)內(nèi)恢復(fù)廠用電的主要步驟： (1)檢查確認(rèn)機(jī)組符合黑啟動(dòng)的條件； (2)檢查確認(rèn)機(jī)組與系統(tǒng)隔離； (3)投入冷卻系統(tǒng)； (4)將導(dǎo)葉開至空載開