姚向波

（華東桐柏抽水蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江 天臺(tái) 317200）

抽水蓄能電站勵(lì)磁黑啟動(dòng)邏輯分析

姚向波

（華東桐柏抽水蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江 天臺(tái) 317200）

通過(guò)對(duì)某抽水蓄能電站勵(lì)磁黑啟動(dòng)邏輯分析和實(shí)際黑啟動(dòng)試驗(yàn)，介紹了黑啟動(dòng)時(shí)勵(lì)磁系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程，以及相關(guān)變量的復(fù)歸情況。

抽蓄電站；勵(lì)磁；黑啟動(dòng)邏輯

1　概述

近年來(lái)，隨著我國(guó)電網(wǎng)規(guī)模越來(lái)越大、結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，發(fā)生大范圍停電事故的機(jī)率也逐漸增大。當(dāng)發(fā)生電網(wǎng)大面積停電或電網(wǎng)全停事故后，需要有一種方法能夠迅速、可靠地恢復(fù)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。黑啟動(dòng)也就應(yīng)運(yùn)而生。

所謂黑啟動(dòng)，是指整個(gè)系統(tǒng)因故障停運(yùn)后（不排除孤立系統(tǒng)仍維持運(yùn)行），不依賴(lài)于其他網(wǎng)路的幫助，而通過(guò)系統(tǒng)中具有自啟動(dòng)能力機(jī)組的啟動(dòng)，帶動(dòng)無(wú)自啟動(dòng)能力機(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)恢復(fù)。因此，系統(tǒng)只有擁有黑啟動(dòng)的能力，才能在最?lèi)毫忧闆r下及時(shí)恢復(fù)供電，將損失降到最低。

抽水蓄能電站機(jī)組屬于水輪發(fā)電機(jī)組，與火電、核電機(jī)組相比，具有輔助設(shè)備少、廠用電簡(jiǎn)單、啟動(dòng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，因此也成為黑啟動(dòng)電源的首選。

下面以某抽蓄電站機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)的黑啟動(dòng)邏輯為例，來(lái)進(jìn)行分析。

2　黑啟動(dòng)邏輯分析

黑啟動(dòng)開(kāi)始，電站監(jiān)控系統(tǒng)向黑啟動(dòng)機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)發(fā)送兩個(gè)命令：黑啟動(dòng)模式命令（I634）和勵(lì)磁啟動(dòng)命令（I257）。同時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)也會(huì)發(fā)令將發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)GCB合上。其中，勵(lì)磁系統(tǒng)收到黑啟動(dòng)模式命令（I634）比收到勵(lì)磁啟動(dòng)命令（I257）要早2.5 s。

2.1勵(lì)磁黑啟動(dòng)模式的投入

圖1所示為該抽水蓄能電站機(jī)組勵(lì)磁黑啟動(dòng)模式投入邏輯圖。

勵(lì)磁收到黑啟動(dòng)命令后，RS觸發(fā)器的置位端變?yōu)楦唠娖?。此時(shí)，發(fā)電機(jī)并未建立起電壓。于是勵(lì)磁系統(tǒng)將調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)方式設(shè)為手動(dòng)電流調(diào)節(jié)，并同時(shí)將勵(lì)磁電流設(shè)為啟動(dòng)值。

2.2勵(lì)磁系統(tǒng)的啟動(dòng)

勵(lì)磁系統(tǒng)收到來(lái)自監(jiān)控系統(tǒng)的勵(lì)磁啟動(dòng)命令（I257）后，將勵(lì)磁變低壓側(cè)交流開(kāi)關(guān)（ECB）和滅磁開(kāi)關(guān)（FCB）合上，并將功率柜投入。

正常運(yùn)行時(shí)，勵(lì)磁風(fēng)機(jī)靠勵(lì)磁變提供交流電源。但黑啟動(dòng)時(shí)，勵(lì)磁變不帶電。因此，在收到黑啟動(dòng)模式命令（I561）后，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器會(huì)將勵(lì)磁風(fēng)機(jī)的電源切至廠用電系統(tǒng)（由電站保安電源柴油機(jī)啟動(dòng)后提供）。

同樣，由于黑啟動(dòng)時(shí)勵(lì)磁變不帶電，功率柜沒(méi)有交流電源，不能正常工作。于是，勵(lì)磁系統(tǒng)在未檢測(cè)到可控硅陽(yáng)極電壓的情況下，會(huì)投入直流啟勵(lì)回路（啟勵(lì)電源來(lái)自電站的直流系統(tǒng)）。

至此，勵(lì)磁系統(tǒng)開(kāi)始建壓，先將勵(lì)磁電流升到勵(lì)磁電流的啟動(dòng)值。然后將勵(lì)磁控制方式由“遠(yuǎn)方”切至“現(xiàn)地”，通過(guò)手動(dòng)緩慢增磁，直到機(jī)端電壓達(dá)到額定值。

圖2為實(shí)際的錄波圖。

圖2中，V500為勵(lì)磁電流，V501為機(jī)端電壓。從圖2可以看到，勵(lì)磁黑啟動(dòng)模式啟動(dòng)后，先將勵(lì)磁電流建立到0.152 8 pu左右（這與設(shè)定的0.17fN稍有偏差），之后就穩(wěn)定住，然后通過(guò)手動(dòng)增磁，機(jī)端電壓緩慢上升到額定值。

2.3勵(lì)磁黑啟動(dòng)模式的結(jié)束

當(dāng)通過(guò)手動(dòng)增磁將機(jī)端電壓上升到額定值后，“機(jī)端電壓＞98%N”（I256）變?yōu)楦唠娖?，即圖1中RS觸發(fā)器的復(fù)位端輸入為高電平，于是將置位端復(fù)位，相關(guān)的黑啟動(dòng)命令消失。

3　勵(lì)磁黑啟動(dòng)邏輯中相關(guān)變量的復(fù)歸

3.1黑啟動(dòng)手動(dòng)電流調(diào)節(jié)模式（I630）

從圖1中可知，當(dāng)機(jī)端電壓大于90%額定值時(shí)，I629變?yōu)榈碗娖剑?jīng)過(guò)與門(mén)，可使黑啟動(dòng)手動(dòng)電流調(diào)節(jié)模式（I630）復(fù)歸。

從圖4可看出，當(dāng)機(jī)端電壓上升到0.900 4 pu時(shí)，I630復(fù)歸，符合勵(lì)磁邏輯。

3.2勵(lì)磁電流設(shè)為啟動(dòng)值（I579）

從圖1中可知，當(dāng)機(jī)端電壓大于60%額定值時(shí)，I140變?yōu)榈碗娖剑?jīng)過(guò)與門(mén)，可使勵(lì)磁電流設(shè)為啟動(dòng)值（I579）復(fù)歸。

從圖5可看出，當(dāng)機(jī)端電壓上升到0.597 2 pu時(shí)，I579復(fù)歸，符合勵(lì)磁邏輯。

4　結(jié)語(yǔ)

該抽水蓄能電站機(jī)組實(shí)際黑啟動(dòng)試驗(yàn)已獲成功，印證了機(jī)組勵(lì)磁黑啟動(dòng)邏輯的正確性，使得該電站具備了在電網(wǎng)發(fā)生大面積停電或全停事故后，迅速開(kāi)啟機(jī)組，幫助電網(wǎng)恢復(fù)供電的能力。同時(shí)，該電站機(jī)組勵(lì)磁黑啟動(dòng)邏輯，對(duì)于其他需要設(shè)置具備黑啟動(dòng)能力機(jī)組的抽水蓄能電站或常規(guī)水電站來(lái)說(shuō)，也有一定的借鑒意義。

姚向波（1975-），男，工程師，從事計(jì)劃和項(xiàng)目管理工作。

TV743

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1672-5387（2015）11-0025-02

10.13599/j.cnki.11-5130.2015.11.009

2015-07-31