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        電力系統(tǒng)黑啟動試驗方法研究

        2012-11-17 05:27:30曹德鑫
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2012年20期
        關(guān)鍵詞:鏡泊湖廠用電發(fā)電廠

        金 新 曹德鑫

        (牡丹江水力發(fā)電總廠,黑龍江 牡丹江 157000)

        1 概述

        所謂黑啟動(Black-start),是指整個電力系統(tǒng)因故障停運后,在無法依靠其它電網(wǎng)送電恢復(fù)的條件下,通過啟動系統(tǒng)中具有自啟動能力的機組,帶動沒有自啟動能力的機組,逐步擴大系統(tǒng)的恢復(fù)范圍,最終實現(xiàn)整個系統(tǒng)的恢復(fù)?,F(xiàn)代電力系統(tǒng),由于電網(wǎng)規(guī)模較大,一旦出現(xiàn)故障,影響面也很大,容易由局部故障而影響全局,乃至發(fā)生惡性連鎖反映,造成災(zāi)難性的嚴(yán)重后果,這方面國內(nèi)外都有過慘痛的教訓(xùn),如2003年美加8.14大停電事故就是典型的事例。電網(wǎng)發(fā)生電網(wǎng)瓦解或大面積停電事故,將給國民經(jīng)濟及電力系統(tǒng)本身都帶來了空前的損失。如果一個電網(wǎng)事前未進行全網(wǎng)的黑啟動方案研究,無任何黑啟動措施,一旦發(fā)生了大面積停電或電網(wǎng)全網(wǎng)停電后,電網(wǎng)的復(fù)雜性和龐大性也使電網(wǎng)的恢復(fù)過程變得空前的復(fù)雜,運行人員往往束手無策,恢復(fù)供電復(fù)雜而費時,電網(wǎng)恢復(fù)非常緩慢,用戶停電時間延長,停電的損失和影響擴大,將給國民經(jīng)濟和人民生活帶來極大的損失,甚至影響社會安定。若事先采取相應(yīng)措施,制定適當(dāng)?shù)膯映绦?,可盡快恢復(fù)系統(tǒng)運行并大大減少停電時間。因此,鏡泊湖發(fā)電廠作為黑龍江省東部電網(wǎng)的黑啟動源頭參加了黑龍江省東部電網(wǎng)黑啟動試驗。水電機組作為啟動電源最為方便,啟動過程較快,從機組啟動速度、調(diào)節(jié)系統(tǒng)特性及可持續(xù)供電時間來看,是比較理想的黑啟動電源。黑龍江省電力有限公司的這次黑啟動試驗是以鏡泊湖發(fā)電廠老廠一臺機組作為系統(tǒng)"全黑"情況的黑啟動電源,進而通過新廠地下電站、溫春變,啟動牡丹江第二發(fā)電廠,然后逐步恢復(fù)電網(wǎng)供電。

        2 黑啟動試驗前的準(zhǔn)備工作

        2.1 黑啟動試驗前提

        按黑龍江省應(yīng)急事故處理預(yù)案,黑龍江省網(wǎng)發(fā)生全停事故,按電網(wǎng)結(jié)構(gòu),將省電網(wǎng)分成四片同時進行黑啟動,東部網(wǎng)為鏡泊湖發(fā)電廠、牡丹江、雞西電網(wǎng)。當(dāng)系統(tǒng)全部停電,鏡泊湖發(fā)電廠與系統(tǒng)解列,廠用電全停,事故照明投入時以鏡泊湖發(fā)電廠老廠作為黑啟動電源啟動?xùn)|部網(wǎng)。

        2.2 黑啟動試驗條件

        在黑龍江省黑啟動試驗前,鏡泊湖發(fā)電廠老廠并不具備成熟度的黑啟動試驗條件,原因及解決方案:

        2.2.1 鏡泊湖發(fā)電廠老廠,沒有柴油機組,也就說在系統(tǒng)"全黑"的情況下沒有(除保溫機組外)帶廠用電的電源,在進行理論分析核實計算后,購入一臺由英國威爾信工程有限公司生產(chǎn)的35kW P44E1型柴油發(fā)電機組。

        2.2.2 黑啟動試驗也可由保溫機組帶廠用電,而本次黑啟動試驗,保溫機組還肩負(fù)著帶鏡泊湖發(fā)電廠新廠廠用電的任務(wù),而現(xiàn)在鏡泊湖發(fā)電廠老廠保溫機組勵磁裝置、調(diào)速器設(shè)備老化、運行特性差,根本不具備條件,經(jīng)研究決定進行更換。將原勵磁裝置更換為北京吉思公司生產(chǎn)的GEC-S01/S02型全數(shù)字微機勵磁裝置,原調(diào)速器更換為天津電氣傳動研究所生產(chǎn)的TDBYWT步進電機型微機調(diào)速器。

        在對鏡泊湖發(fā)電廠老廠相應(yīng)設(shè)備增設(shè)更換,并對運行人員進行新設(shè)備的培訓(xùn)講解,使其能夠熟練掌握后,使得鏡泊湖發(fā)電廠老廠具備了相應(yīng)的黑啟動試驗條件。

        3 黑啟動技術(shù)措施

        3.1 要求直流系統(tǒng)運行可靠和蓄電池容量滿足要求。

        3.2 確保事故照明自動切換裝置工作正常,事故時可靠投入。

        3.3 確保通訊直流電源可靠工作,系統(tǒng)暢通。

        3.4 確保直流逆變電源可靠運行,以保證中控室綜合屏、監(jiān)控機電源等可靠運行。

        3.5 投入220kV線路電網(wǎng)安全自動裝置,確保在恢復(fù)送電過程中的電能質(zhì)量。

        3.6 做好保廠用電源和黑啟動電源的安全隔離措施。

        3.7 老廠2臺機組和保溫機組調(diào)速器、勵磁裝置交直流電源開關(guān)可靠投入。

        3.8 柴油發(fā)電機工況良好,平時維護到位,具備隨時啟動條件。

        3.9 黑啟動機組的交、直流工作電源及自動裝置具備條件,在黑啟動時進行相應(yīng)的切換和投入。

        3.10 黑啟動機組勵磁裝置性能優(yōu)良抗干擾能力強、手自動切換無波動。

        4 黑啟動試驗啟動運行方式

        黑啟動前鏡泊湖發(fā)電廠正常運行方式:鏡老廠2臺18MW機組和2臺1.25MW保溫發(fā)電機組通過鏡聯(lián)線送至鏡新廠開關(guān)站母線。鏡新廠4臺15MW發(fā)電機組通過鏡新廠開關(guān)站母線經(jīng)鏡溫線送至溫春變接入系統(tǒng),省際聯(lián)絡(luò)線鏡平線投入運行。

        以下以保溫機組為例,簡述鏡泊湖發(fā)電廠黑啟動過程:啟動保溫機組通過10.5kVⅡ段聯(lián)絡(luò)電纜、廠西10.5kV母線、45T帶廠用400V母線廠用負(fù)荷或啟動柴油發(fā)電機通過電纜和開關(guān)接至400V廠用電母線帶老廠1臺機組主要負(fù)荷。新廠廠用電通過新老廠專用線由老廠向新廠提供或通過1號機恢復(fù)新廠220kV系統(tǒng)后,由新廠220kV 2、3號主變獲得。恢復(fù)老廠廠用電后,啟動老廠1號機組作為系統(tǒng)恢復(fù)電源,老廠1號機組經(jīng)1號主變零起升壓通過鏡聯(lián)線向新廠220kVⅡ母線充電,經(jīng)母聯(lián)2800開關(guān)通過220kVⅠ母線,利用220kV鏡溫線送入系統(tǒng)。新老廠廠用電恢復(fù)后根據(jù)省調(diào)指令啟動新老廠機組,啟動牡二廠機組、恢復(fù)牡丹江、雞西電網(wǎng),進而恢復(fù)省東部網(wǎng)最終逐步恢復(fù)整個省網(wǎng)系統(tǒng)。

        結(jié)語

        通過本次黑啟動試驗,為我廠在系統(tǒng)"全黑"情況下的快速啟動恢復(fù)系統(tǒng)供電積累了寶貴的經(jīng)驗,也為我廠完善黑啟動于預(yù)案提供了寶貴的實踐基礎(chǔ)。作為鏡泊湖發(fā)電廠老廠的運行管理操作人員,我們還應(yīng)考慮到事故真正發(fā)生時可能遇到的緊急意外情況,如直流系統(tǒng)運行不可靠、事故照明異常、現(xiàn)場通訊中斷等等不可預(yù)期的情況,只有我們平時做好充分的事故預(yù)想,才能在可能的黑啟動過程中做到萬無一失,確保電網(wǎng)安全快速的恢復(fù),將國民經(jīng)濟和人民財產(chǎn)的損失降到最低。

        [1]王士政.電力系統(tǒng)控制與調(diào)度自動化[M].北京:中國電力出版社.2008.

        [2]山西省電力公司.電網(wǎng)調(diào)度[M].北京:中國電力出版社.2009.

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