石全 胡崇剛

摘要：文章介紹了柬埔寨甘再水電站機(jī)電設(shè)備概況和黑啟動(dòng)的必要性，分析了甘再水電站黑啟動(dòng)的條件，結(jié)合甘再水電站實(shí)際情況，進(jìn)一步對(duì)機(jī)組黑啟動(dòng)方案和恢復(fù)主網(wǎng)架送電過(guò)程中的操作、注意事項(xiàng)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：黑啟動(dòng)；電源；調(diào)速器；甘再水電站

中圖分類(lèi)號(hào)：TV513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）29-0108-02

1 概述

所謂黑啟動(dòng)，是指整個(gè)電力系統(tǒng)因故障停運(yùn)后，在無(wú)法依靠其他電網(wǎng)送電恢復(fù)的條件下，通過(guò)系統(tǒng)中具有自啟動(dòng)能力的機(jī)組自身的動(dòng)力資源或備用電源使發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)，帶動(dòng)無(wú)自啟動(dòng)能力的機(jī)組，逐步擴(kuò)大電力系統(tǒng)的恢復(fù)范圍，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)電力系統(tǒng)的恢復(fù)。水輪發(fā)電機(jī)組沒(méi)有復(fù)雜的輔機(jī)系統(tǒng)，廠用電少，消耗自身動(dòng)力資源或直流電源少，啟動(dòng)速度快，是方便、理想的黑啟動(dòng)電源。

2 甘再水電站概述

甘再水電站位于柬埔寨西南的貢布?。↘ampot）境內(nèi)，甘再（Kamchay）河干流上。距首都金邊約150km，距省會(huì)城市貢布約15km。是目前中國(guó)公司在柬埔寨投資經(jīng)營(yíng)的最大一個(gè)BOT項(xiàng)目，也是柬埔寨現(xiàn)已投運(yùn)的最大水電站，它由PH1、PH2、PH3三個(gè)電站組成，共8臺(tái)機(jī)組，總裝機(jī)容量為194.1MW，是柬埔寨電力系統(tǒng)內(nèi)的骨干調(diào)峰電站。

PH1電站安裝3臺(tái)60MW豎軸混流式水輪發(fā)電機(jī)組。發(fā)電機(jī)——變壓器組合方式采用一機(jī)一變單元接線，230kV高壓側(cè)接線方式采用擴(kuò)大橋型接線，通過(guò)2回230kV輸電線路，就近接入Kampot變電所，線路全長(zhǎng)約10Km。廠用系統(tǒng)采用單母線分段接線，自各發(fā)電機(jī)出口分別引出1個(gè)廠用分支，廠用外來(lái)電源由PH3至PH2的22kV線路T接1回22kV線路

提供。

PH2電站為PH1下游的反調(diào)節(jié)電站，安裝有3臺(tái)燈泡式貫流機(jī)組和1臺(tái)軸伸貫流機(jī)組，總裝機(jī)容量10.1MW。以2回22kV輸電線路同時(shí)送往Kampot變電所。本站廠用電系統(tǒng)電源，自每一擴(kuò)大單元發(fā)電機(jī)電壓回路取一回廠用電源，另設(shè)置一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)作為備用電源，以保證電站廠用電源的可靠性及作為電站啟動(dòng)電源。

壩后PH3電站，裝機(jī)容量4MW，以一回22kV線路送往PH2，經(jīng)PH2站22kV出線接入系統(tǒng)。接于電站6.3kV母線上的廠用變壓器作為廠用第一電源，另從壩區(qū)配電室引接一回400V電源作為廠用電第二電源。壩區(qū)裝設(shè)的250KW柴油發(fā)電機(jī)可兼作該電站備用電源。

3 甘再水電站黑啟動(dòng)的必要性

柬埔寨電網(wǎng)規(guī)模小，電力需求大，電廠建設(shè)相對(duì)滯后，造成系統(tǒng)電力供應(yīng)不足，供電可靠度低。

甘再水電站與系統(tǒng)聯(lián)系薄弱，其兩回230kV出線和兩回22kV出線均接于同一個(gè)變電所。一旦Kampot變電所失電，甘再電站將處于全“黑”狀態(tài)。在與系統(tǒng)失去電源聯(lián)系時(shí)，無(wú)法從外界獲取電能的時(shí)候，一方面，電站上游水庫(kù)水位由于失去廠用交流電源無(wú)法開(kāi)啟泄水閘門(mén)而不斷升高，存在水漫大壩，甚至可能有垮壩危險(xiǎn)；另一方面，廠內(nèi)滲漏水不能及時(shí)排出，存在水淹廠房的可能。因此，甘再水電站必須具備黑啟動(dòng)能力。

4 甘再水電站黑啟動(dòng)條件分析

4.1 調(diào)速器及油壓系統(tǒng)

PH1電站采用三臺(tái)型號(hào)為WDT-80-4.0可編程塊式微機(jī)電液調(diào)速器，其中主配壓閥為美國(guó)GE公司生產(chǎn)。調(diào)整器可保證機(jī)組在各種運(yùn)行工況下出現(xiàn)故障時(shí)的安全性。該水電站壓油裝置采用的是YZ-2.5-4.0壓油裝置。該裝置由壓油罐和回油箱兩部分組成。機(jī)組開(kāi)機(jī)至空轉(zhuǎn)一次，油壓下降約0.2MPa，油位下降12cm。

4.2 勵(lì)磁系統(tǒng)

電站機(jī)組黑啟動(dòng)后，必須對(duì)空載或輕載的長(zhǎng)輸電線路充電。由于對(duì)地電容的存在，勢(shì)必造成機(jī)組及線路的電壓升高。對(duì)系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)可用全壓式充電、低電壓充電和零起升壓三種方式。考慮到甘再電站距Kampot變電所輸電線路不長(zhǎng)（線路全長(zhǎng)約10km），對(duì)地電容不大，甘再電站黑啟動(dòng)成功后采用全電壓充電方式向系統(tǒng)供電。

4.3 進(jìn)水閥

正常情況下進(jìn)水蝶閥為全開(kāi)狀態(tài)，甘再水電站機(jī)組多，“黑啟動(dòng)”時(shí)可選擇進(jìn)水蝶閥在全開(kāi)位置的機(jī)組啟動(dòng)。遇緊急情況，可通過(guò)儲(chǔ)油罐內(nèi)壓力油快速將進(jìn)水閥關(guān)閉。

4.4 技術(shù)供水系統(tǒng)

技術(shù)供水系統(tǒng)主要供水輪發(fā)電機(jī)空氣冷卻器及機(jī)組各部軸承冷卻用水及主變冷卻器用水。

PH1、PH2電站技術(shù)供水系統(tǒng)均采用水泵供水方式。技術(shù)供水泵在失去交流電源的情況下，將無(wú)法向系統(tǒng)供水。PH1電站立軸混流式機(jī)組各部軸承在冷卻水中斷的情況下，軸瓦溫度升高較快，不滿足“黑啟動(dòng)”條件；而PH2電站燈泡貫流式機(jī)組雖無(wú)冷卻水供應(yīng)，但重力油箱中的備用油可短時(shí)保證機(jī)械設(shè)備潤(rùn)滑和散熱，控制各個(gè)軸瓦、潤(rùn)滑用油以及冷卻用油的溫升在正常工作范圍內(nèi)。

PH3電站冷卻水系統(tǒng)采用自流減壓供水方式。手動(dòng)打開(kāi)鋼管取水手動(dòng)閥，就能保證冷卻水供應(yīng)。

4.5 備用電源

PH3站可用壩區(qū)裝設(shè)的250kW柴油發(fā)電機(jī)作該電站備用電源；PH2裝有一臺(tái)104kW柴油發(fā)電機(jī)作為備用電源，以保證電站廠用電源的可靠性及作為電站啟動(dòng)電源。

5 甘再水電站黑啟動(dòng)方案

5.1 黑啟動(dòng)方案（一）

電網(wǎng)系統(tǒng)事故，PH1站230kV出線L1、L2失電、PH2站22kV出線L1、L2失電，本站八臺(tái)機(jī)組均停機(jī)備用，全站廠用電消失。通過(guò)PH3站機(jī)組啟動(dòng)恢復(fù)站內(nèi)22kV系統(tǒng)，供PH1站廠用電后實(shí)現(xiàn)電站“黑啟動(dòng)”向電網(wǎng)供電：

5.1.1 確認(rèn)230kV線路失壓后，手動(dòng)斷開(kāi)PH1站L1出線111開(kāi)關(guān)、L2出線112開(kāi)關(guān)，并安排人員查看機(jī)組及保護(hù)動(dòng)作情況。

5.1.2 確認(rèn)22kV線路失壓后，手動(dòng)斷開(kāi)PH2站L1出線221開(kāi)關(guān)、L2出線222開(kāi)關(guān)，并安排人員查看機(jī)組及保護(hù)動(dòng)作情況。

5.1.3 向電網(wǎng)調(diào)度員匯報(bào)事故簡(jiǎn)況。

5.1.4 立即安排值班人員檢查應(yīng)急照明投入情況，各站滲漏集水井水位情況。

5.1.5 斷開(kāi)站內(nèi)22kV系統(tǒng)211、223、231開(kāi)關(guān)。

5.1.6 檢查確認(rèn)644、641、642、643、645、632、612、614、615開(kāi)關(guān)在斷開(kāi)位置；檢查壩區(qū)柴油發(fā)電機(jī)出線隔離開(kāi)關(guān)QS4在合閘位置。

5.1.7 啟動(dòng)壩區(qū)柴油發(fā)電機(jī)DG至起勵(lì)建壓正常，手動(dòng)合上柴油發(fā)電機(jī)出線644開(kāi)關(guān)，檢查壩區(qū)廠用電400VⅠ段電壓正常，手動(dòng)合上母聯(lián)643開(kāi)關(guān)，壩頂啟閉機(jī)能夠滿足提門(mén)泄洪的要求。

5.1.8 按操作程序合上645、631、633開(kāi)關(guān)，迅速逐級(jí)恢復(fù)PH3站0.4kVⅠ、Ⅱ段廠用電、全廠照明系統(tǒng)。

5.1.9 迅速啟動(dòng)PH3發(fā)電機(jī)組。機(jī)端帶電正常后，采用無(wú)壓合閘的方式合上發(fā)電機(jī)出口531開(kāi)關(guān)。

5.1.10 手動(dòng)依次合上231、211、617開(kāi)關(guān)，恢復(fù)站內(nèi)22kV系統(tǒng)，繼而恢復(fù)PH1站廠用電。

5.1.11 向電網(wǎng)調(diào)度匯報(bào)PH1站廠用電已恢復(fù)，機(jī)組備用等待調(diào)度指令。

5.2 黑啟動(dòng)方案（二）

電網(wǎng)系統(tǒng)事故，PH1站230kV出線L1、L2失電、PH2站22kV出線L1、L2失電，本站八臺(tái)機(jī)組均停機(jī)備用，全站廠用電消失。通過(guò)PH2站機(jī)組啟動(dòng)恢復(fù)站內(nèi)22kV系統(tǒng)，供PH1站廠用電后實(shí)現(xiàn)電站“黑啟動(dòng)”向電網(wǎng)供電：

5.2.1 確認(rèn)230kV線路失壓后，手動(dòng)斷開(kāi)PH1站L1出線111開(kāi)關(guān)、L2出線112開(kāi)關(guān)，并安排人員查看機(jī)組及保護(hù)動(dòng)作情況。

5.2.2 確認(rèn)22kV線路失壓后，手動(dòng)斷開(kāi)PH2站L1出線221開(kāi)關(guān)、L2出線222開(kāi)關(guān)，并安排人員查看機(jī)組及保護(hù)動(dòng)作情況。

5.2.3 向電網(wǎng)調(diào)度員匯報(bào)事故簡(jiǎn)況。

5.2.4 立即安排值班人員檢查應(yīng)急照明投入情況，滲漏集水井水位情況。

5.2.5 斷開(kāi)站內(nèi)22kV系統(tǒng)211、223、231開(kāi)關(guān)。

5.2.6 檢查確認(rèn)621、622、623、612、614、615開(kāi)關(guān)在斷開(kāi)位置。

5.2.7 啟動(dòng)PH2柴油發(fā)電機(jī)DG至起勵(lì)建壓正常，手動(dòng)合上柴油發(fā)電機(jī)出線624開(kāi)關(guān)，檢查廠用電400VⅠ段電壓正常，手動(dòng)合上母聯(lián)623開(kāi)關(guān)，恢復(fù)0.4KVⅠ、Ⅱ段廠用電、全廠照明系統(tǒng)。

5.2.8 迅速啟動(dòng)PH2發(fā)電機(jī)組。機(jī)端帶電正常后，采用無(wú)壓合閘的方式合上發(fā)電機(jī)出口421開(kāi)關(guān)（以G1為例）。

5.2.9 合上廠變ST1進(jìn)線425開(kāi)關(guān)、低壓側(cè)621開(kāi)關(guān)，恢復(fù)對(duì)0.4KV廠用電供電，停止PH2柴油發(fā)電機(jī)。

5.2.10 手動(dòng)依次合上224、223、211、617開(kāi)關(guān)，按操作程序逐步恢復(fù)站內(nèi)22kV系統(tǒng)，繼而恢復(fù)PH1站廠用電。

5.2.11 向電網(wǎng)調(diào)度匯報(bào)PH1站廠用電已恢復(fù)，機(jī)組備用等待調(diào)度指令。

6 結(jié)語(yǔ)

采用黑啟動(dòng)安全恢復(fù)電網(wǎng)或站用電運(yùn)行是可行的，因此，各個(gè)電站的黑啟動(dòng)工作要在注重設(shè)備實(shí)際，把握實(shí)質(zhì)，靈活應(yīng)用，認(rèn)真應(yīng)對(duì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)具體情況制定各自的恢復(fù)方案，利用自身優(yōu)勢(shì)，通過(guò)進(jìn)一步對(duì)電網(wǎng)安全恢復(fù)的探索和實(shí)踐，提高水電站黑啟動(dòng)實(shí)際快速響應(yīng)能力。

作者簡(jiǎn)介：石全（1973—），男，四川都江堰人，中國(guó)水利水電第十工程局有限公司機(jī)電安裝分局工程師，研究方向：水電站運(yùn)行管理；胡崇剛（1976—），男，四川都江堰人，中國(guó)水利水電第十工程局有限公司機(jī)電安裝分局助理工程師，研究方向：電站運(yùn)行管理。