寧波市白溪水庫電站黑啟動分析

陳宇翔　項(xiàng)小平　謝敏輝

摘要：白溪水庫位于浙江省寧?？h境內(nèi)，擔(dān)負(fù)寧波電網(wǎng)峰荷及寧波城區(qū)供水的任務(wù)。目前，寧波城區(qū)生活用水將近一半由白溪水庫供應(yīng)，社會作用較大，保證供水至關(guān)重要。保證供水首先要保證供電的持續(xù)，在電同停電時(shí)，要保證供水安全，就必須要求水電機(jī)組有自啟動的能力，這就是黑啟動。

關(guān)鍵詞：水電機(jī)組；電網(wǎng)停電；黑啟動

中圖分類號：F287.7

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1672-3198(2009)09-0281-01

1水電機(jī)組黑啟動必須具備的條件

1.1水能問題

水電機(jī)組黑啟動第一需要具備的條件是水能問題，水能是使水電機(jī)組變成機(jī)械能繼而產(chǎn)生電能的重要源泉。如果在電網(wǎng)發(fā)生故障而發(fā)生停電時(shí)，水電機(jī)組的進(jìn)水口閘門也隨之而關(guān)閉，這時(shí)如果進(jìn)水口閘門的啟閉系統(tǒng)是采用動力電源啟動，則進(jìn)水口閘門就失去了啟動能力，機(jī)組就失去的水能，也就失去了黑啟動的條件。同樣的當(dāng)事故機(jī)組設(shè)有主閥或圓筒閥，如果電網(wǎng)發(fā)生故障而發(fā)生停電時(shí)，水電機(jī)組的主閥或者圓筒閥也隨之關(guān)閉，而這些主閥或者圓筒閥的啟動也是需要動力電源時(shí)，這時(shí)主閥或者圓筒閥也就開不起來，機(jī)組就失去水能，也就失去了黑啟動的條件。如果進(jìn)水口閘門、主閥或者圓筒閥是采用油壓操作時(shí)，黑啟動條件還是可能具備的。

白溪電站的進(jìn)水口閘門是在開啟狀態(tài)，并用工字鋼固定，在停電時(shí)不會關(guān)閉。水電機(jī)組采用的鋼管主閥是由油壓控制，在不發(fā)生水電機(jī)組本身故障時(shí)，主閥不會自動關(guān)閉。就算意外關(guān)閉，主閥的操控系統(tǒng)還有手動開啟操作手柄可以手動開啟主閥。

1.2調(diào)速器的工作油壓

調(diào)速器的工作油壓是水電機(jī)組黑啟動開機(jī)必須具備的條件之一。這個油壓應(yīng)大于導(dǎo)葉最低開啟關(guān)閉油壓，一般地說這個油壓在水電機(jī)組中是能夠得到保證的。因?yàn)樗姍C(jī)組的啟動試運(yùn)行期間，按照水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)程GB／T8564－2003的規(guī)定，需要進(jìn)行低油壓關(guān)閉導(dǎo)葉試驗(yàn)。而水電機(jī)組因電網(wǎng)故障解列停機(jī)，水電機(jī)組失去廠用電時(shí)，調(diào)速器的工作油壓都在正常油壓工作范圍內(nèi)。調(diào)速器工作油壓有下列幾個檔次：低油壓關(guān)閉導(dǎo)葉油壓、備用油泵啟動油壓、工作油泵啟動油壓、復(fù)歸油壓。我廠采用DJT－5000－K型可編程調(diào)速器，有工作可靠，耗油量小的特點(diǎn)。工作油壓也就分成上述幾個檔次。

1.3關(guān)于直流電源問題

當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障停電時(shí)，水電機(jī)組失去了交流電源，這時(shí)水電機(jī)組要進(jìn)行黑啟動，蓄電池供電是全廠僅有的直流電源，它可以是直流供電，也可能是逆變供電，是電站繼電保護(hù)操作、監(jiān)控、勵磁、調(diào)速器、事故照明，以及控制系統(tǒng)等的主要電源。我電廠設(shè)有專門的蓄電池直流系統(tǒng)，直流系統(tǒng)分為兩段母線分別供電，保證了供電的可靠性和安全性。在發(fā)生故障時(shí)，能有效發(fā)揮作用。并且，我們在重要設(shè)備上，還專門設(shè)置了UPS系統(tǒng)，保證供電的連續(xù)。

1.4勵磁系統(tǒng)

勵磁系統(tǒng)是保證水電機(jī)組發(fā)電的主要條件之一，它需要考慮二個問題。一是水電機(jī)組勵磁系統(tǒng)的啟勵問題，當(dāng)勵磁系統(tǒng)的啟勵是采用零起升壓時(shí)，依靠的是機(jī)組的殘壓啟勵，對黑啟動沒有影響。但是如果是依靠直流電源啟勵建壓，然后切換至自勵回路進(jìn)行，只要直流電源容量合適，還是可以滿足水電機(jī)組黑啟動要求的。二是勵磁功率柜的冷卻問題。如果勵磁變采用干式變壓器自然冷卻方式時(shí)，它對黑啟動沒有影響。但是勵磁功率柜如果是采用交流風(fēng)機(jī)強(qiáng)迫風(fēng)冷，在全廠失去交流電之后，水電機(jī)組黑啟動只要在短時(shí)間內(nèi)能完成，估計(jì)問題不是很大，不過這一問題最好應(yīng)在試驗(yàn)中求證。

1.5黑啟動的供排水問題

以上四個問題是水電機(jī)組黑啟動必須具備的條件，為了保證水電機(jī)組黑啟動能夠做到迅速、安全、穩(wěn)定投入系統(tǒng)運(yùn)行，我們還必須考慮下列兩個問題。

1.5.1潤滑水及冷卻水問題

水電機(jī)組的運(yùn)行，潤滑水與冷卻水是必不可少的。一般來說，水電機(jī)組的技術(shù)供水如果是采用自流供水方式，這個問題對水電機(jī)組黑啟動是沒有影響的。我廠機(jī)組冷卻水直接來自引水鋼管，只要發(fā)電有水，冷卻水就不會斷。機(jī)組排水及滲漏排水問題。

對于混流式或沖擊式水輪發(fā)電機(jī)組來說不存在機(jī)組排水問題，但對于軸流式機(jī)組來說，頂蓋排水一般是用水泵排水，因此對軸流式機(jī)組或貫流式機(jī)組可能會有一定的困難，因此做為黑啟動的水電機(jī)組，盡量不采用軸流式水輪發(fā)電機(jī)組或貫流式水輪發(fā)電機(jī)組。如果采用軸流式機(jī)組進(jìn)行黑啟動，建議頂蓋排水加設(shè)噴射泵排水也是可行的。

1.5.2是滲漏集水井排水問題

如果停機(jī)過長再投入水電機(jī)組的黑啟動，滲漏集水井排水就是問題。如果停機(jī)時(shí)間不長，問題可能不大。

2白溪電站黑啟動實(shí)例

在過去的運(yùn)行中，發(fā)生雷擊，造成白溪水庫電站雙路進(jìn)線開關(guān)跳閘，水輪發(fā)電機(jī)組跳閘停機(jī)。在聯(lián)系寧海縣調(diào)答復(fù)不能短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)時(shí)，我們就要做好黑啟動的準(zhǔn)備。

首先，檢查主閥沒有關(guān)閉并檢查機(jī)組停機(jī)正常，然后打開機(jī)組冷卻水。檢查冷卻水正常后，把調(diào)速器控制方式切手動，拔出鎖定，開導(dǎo)葉至啟動開度，然后切自動，調(diào)速器會自動跟蹤50HZ頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)。合上滅磁開關(guān)(事故停機(jī)如果沒有跳閘就不用合)，點(diǎn)擊勵磁觸摸屏零起升壓選項(xiàng)，建壓。通知中央控制室，合上發(fā)電機(jī)開關(guān)，帶上6.3KV母線電壓，再合上廠變低壓側(cè)開關(guān)和幾個400V母聯(lián)開關(guān)，恢復(fù)廠用電，保證供水。