彭 峻

（浙江浙能水電管理有限公司，杭州 310009）

灘坑水電站是甌江流域水電梯級開發(fā)規(guī)劃中的重要骨干電站，主要擔負浙江省電力系統(tǒng)調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相及事故備用。灘坑水電站裝有3臺200 MW水輪發(fā)電機組及1臺4000 kW的生態(tài)供水機組，生態(tài)供水機組的主要作用是滿足下游河道取水和生態(tài)用水要求，兼顧發(fā)電，并作為灘坑水電站黑啟動、廠用電電源和備用電源。

1 廠用電系統(tǒng)概況和運行方式

灘坑水電站的廠用電系統(tǒng)負責為全廠各類廠用交流負荷及交流操作提供電源，是保證全廠安全生產(chǎn)和經(jīng)濟運行必不可少的重要組成部分。

灘坑水電站廠用電系統(tǒng)采用機組自用電、全廠公用及廠壩區(qū)用電分開供電方式。每臺機組設置1臺專用的機組自用電變壓器，以保證機組自用電負荷的可靠供電；全廠公用及廠壩區(qū)用電根據(jù)負荷分布情況分區(qū)供電。

由于廠用電和廠壩區(qū)用電負荷大，且廠壩區(qū)樞紐范圍較大，灘坑水電站廠用電系統(tǒng)在設計時采用了3路電源和二級電壓供電方式。3路電源中1路引自主變壓器低壓側(cè)，全廠機組停運時可通過主變壓器從系統(tǒng)倒送廠用電。另外2路為外來10.5kV電源和生態(tài)供水機組供電。從每臺機端引接一組高壓廠用變壓器，降壓至10.5kV，10.5kV高壓廠用母線分3段，提高了廠用電供電可靠性。廠用電和廠壩區(qū)用電分區(qū)0.4kV側(cè)采用單母線分段接線。廠用電系統(tǒng)接線如圖1所示。

灘坑水電站廠用電系統(tǒng)主要有以下幾種運行方式：

（1）正常運行方式：10.5kV廠用母線分段運行，即1號、2號廠用變壓器分別帶廠用10.5kVⅠ段、Ⅱ段母線，3號廠用變壓器帶10.5kVⅢ段、Ⅳ段母線；10.5kVⅠ-Ⅱ母聯(lián)開關、10.5kVⅡ-Ⅲ母聯(lián)開關在分位，10.5kVⅠ-Ⅱ母聯(lián)開關備自投裝置和10.5kVⅡ-Ⅲ母聯(lián)開關備自投裝置均投入（廠用10.5kVⅡ段母線間隔的10.5kV外來電源進線開關在冷備用狀態(tài)）。

圖1 廠用電系統(tǒng)接線

（2）任一臺廠用變壓器故障或檢修時，檢修廠用變壓器所供10.5kV廠用母線與相鄰母線聯(lián)絡運行，另一段10.5kV母線分段運行。

（3）由外來電源帶廠用電10.5kVⅠ，Ⅱ段母線或Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ段母線聯(lián)絡運行。

（4）生態(tài)供水機組（4號機）供電：4號機接入廠用10.5kVⅣ段母線運行，作為電廠的黑啟動電源。由4號機帶廠用電10.5kVⅡ，Ⅲ，Ⅳ段母線聯(lián)絡運行。

2 影響廠用電系統(tǒng)可靠性的因素

根據(jù)灘坑水電站廠用電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點，各路電源和廠用母線的穩(wěn)定可靠對廠用電系統(tǒng)可靠性的影響分析如下：

（1）灘坑水電站線路多架設在山林間，且為強雷區(qū)，3路電源中的系統(tǒng)電源和外來電源受雷擊影響較大，是廠用電系統(tǒng)穩(wěn)定供電的不利因素之一。

（2）4號機是廠用電系統(tǒng)的第三路電源，其黑啟動的成功率直接影響廠用電系統(tǒng)的可靠供電。

（3）3臺廠用變壓器及廠用10.5kV母線的運行方式和設備的安全穩(wěn)定運行也會直接影響廠用電系統(tǒng)的供電可靠性。

（4）廠用電系統(tǒng)中備自投及0.4kV系統(tǒng)的低壓開關自投功能的可靠實現(xiàn)對廠用電系統(tǒng)的可靠供電有著一定程度的影響。

3 提高廠用電系統(tǒng)可靠性的措施

根據(jù)灘坑水電站廠用電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點，合理安排廠用電系統(tǒng)的運行方式，加強廠用電系統(tǒng)的設備維護及保養(yǎng)，重視人員培訓，提高機組黑啟動的成功率等，對有效保障廠用電系統(tǒng)的可靠性具有積極作用。

（1）保證220kV母線正常運行，合理安排設備運行方式，盡量保證廠用電系統(tǒng)有2個以上的電源互為備用。在220kV系統(tǒng)正常運行時，盡量保證廠用電系統(tǒng)以正常運行方式投入，1—3號廠用變壓器帶廠用10.5kV各母線分段運行。廠用電系統(tǒng)設備檢修時，應合理安排運行方式，盡量保證廠用電系統(tǒng)的多電源和分段運行結(jié)構(gòu)。

（2）加強設備維護，確保廠用電系統(tǒng)10.5kV備自投及0.4kV系統(tǒng)的低壓開關自投功能可靠實現(xiàn)，確保0.4kV系統(tǒng)的低壓開關自投動作時間和10.5kV備自投動作時間的配合。自投失敗時應及時進行人工干預。

（3）加強人員培訓，確保在廠用電系統(tǒng)出現(xiàn)短時停電時，值班人員能迅速根據(jù)實際運行方式和設備狀況，對廠用電系統(tǒng)的運行方式進行調(diào)整，縮短恢復廠用電需要的等待時間。

（4）認真編寫廠用電系統(tǒng)的倒閘操作票，結(jié)合不同運行方式，優(yōu)化操作步驟，制定合理的操作路線，縮短重要負荷的停電時間。

4 黑啟動的注意事項

為確保機組黑啟動的啟動成功率，應注意做好以下幾方面的工作：

（1）調(diào)速系統(tǒng)：正常情況下，油壓裝置的油壓可以保證機組進行一次正常自啟動，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，必要時手動充氣維持正常操作油壓；在手動開機過程中，應防止機組過速。

（2）勵磁系統(tǒng)：在黑啟動時由于沒有廠用交流電源，勵磁風機將不能運行，受功率柜溫度限制，勵磁系統(tǒng)可能無法長時間運行，運行人員應監(jiān)視功率柜溫升情況；如果黑啟動的機組需向系統(tǒng)充電，則需要考慮線路末端過電壓問題，故黑啟動機組帶長線路起勵時應采用慢速零起升壓的方式。

（3）輔助設備：因交流電源消失，機組頂蓋排水系統(tǒng)和排水泵無法正常工作，在機組開啟時的短時間內(nèi)頂蓋可能滿水，嚴重時會導致水導油槽進水，不利于黑啟動操作。因此，機組啟動過程中應監(jiān)視頂蓋漏水情況并盡量縮短停電時間；機組技術(shù)供水系統(tǒng)電動閥因交流電源消失也無法自動開啟，開機前應手動打開技術(shù)供水旁通閥，檢查技術(shù)供水系統(tǒng)水壓正常后方能開機。

（4）直流系統(tǒng)：黑啟動過程中應注意監(jiān)視直流系統(tǒng)蓄電池的電壓下降情況。直流系統(tǒng)是黑啟動時的唯一電源，是電站監(jiān)控系統(tǒng)、繼電保護、操作、控制、勵磁、調(diào)速器、通信、事故照明等運行的前提條件。如蓄電池電壓下降過快，必要時應停用一部分直流負荷，關閉部分事故照明。

（5）主變壓器冷卻器系統(tǒng)：黑啟動過程中，根據(jù)灘坑水電站主接線方式，主變壓器必須投入運行才能供廠用電。由于此時冷卻器電源消失，主變壓器在無冷卻器的情況下運行，必須監(jiān)視主變壓器的上層油溫及線圈溫度，必要時可退出相應的冷卻器失電保護。

5 廠用電系統(tǒng)停電時的應急處置

5.1 220kV母線失壓

因系統(tǒng)發(fā)生事故致使廠用10.5kVⅠ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ段母線電壓消失，但外來電源正常時，做好相關的隔離措施后，可通過外來電源聯(lián)絡10.5kV其中2段母線供電，廠用10.5kV另一段所供重要負荷在0.4kV系統(tǒng)倒換聯(lián)絡供電（因為正常運行方式時廠用10.5kVⅠ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ段母線不能同時聯(lián)絡運行）。

5.2 20kV母線和10.5kV外來電源同時失電

系統(tǒng)發(fā)生大面積停電事故，灘坑水電站220kV母線與10.5kV外來電源同時失電時，則應做好相關的隔離措施，通過黑啟動生態(tài)供水機組來恢復廠用電，然后根據(jù)電網(wǎng)要求，啟動1-3號機組恢復區(qū)域電網(wǎng)。

5.3 220kV系統(tǒng)黑啟動

在電網(wǎng)恢復過程中，電力調(diào)度機構(gòu)負責協(xié)調(diào)電網(wǎng)、電廠之間的電氣操作、機組啟動、用電恢復，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定留有必要裕度。

灘坑水電站220kV系統(tǒng)黑啟動采用“開式”恢復策略，即：系統(tǒng)全停事故后，在直流電源消失前，需確認設備是否正常。若設備正常，在電壓消失超過3 min后，按照黑啟動實施方案，要求保留可能來電的電源開關和1臺可恢復廠用電的主變壓器（3號主變壓器）220kV開關，其它開關全部拉開。

在廠用電系統(tǒng)恢復后，按調(diào)度命令執(zhí)行系統(tǒng)黑啟動操作。現(xiàn)場人員確保廠用電設備與電網(wǎng)黑啟動設備正確隔離，不得相互影響。

6 結(jié)語

通過對灘坑水電站廠用電系統(tǒng)基本情況和運行方式的分析，得出影響廠用電系統(tǒng)可靠性的重要因素，從廠用電系統(tǒng)接線、設備保障、人員操作等方面提出了提高廠用電可靠性的具體措施，針對廠用電不同電源消失的情況提出了相應的應急處置方案，可供相關人員參考。

[1]黃勛，王興圣.三峽左岸電站廠用電系統(tǒng)穩(wěn)定性分析及改進措施[J].水電站機電技術(shù)，2007，30（6）∶9-11.