尼爾基發(fā)電廠黑啟動(dòng)試驗(yàn)

葉成文

(嫩江尼爾基水利水電有限責(zé)任公司,黑龍江齊齊哈爾 161005)

尼爾基發(fā)電廠黑啟動(dòng)試驗(yàn)

葉成文

(嫩江尼爾基水利水電有限責(zé)任公司,黑龍江齊齊哈爾 161005)

介紹了尼爾基發(fā)電廠的基本概況,同時(shí)鑒于黑啟動(dòng)試驗(yàn)的必要性,為提高尼爾基發(fā)電廠的供電可靠性,進(jìn)行了黑啟動(dòng)試驗(yàn),試驗(yàn)情況良好。

黑啟動(dòng)試驗(yàn);必要性;供電可靠性

1 概述

尼爾基發(fā)電廠位于黑龍江省與內(nèi)蒙古自治區(qū)交界的嫩江干流上,共安裝 4臺(tái)單機(jī)容量為 62.5 MW、額定電壓為 13.8 kV的水輪發(fā)電機(jī)組。年發(fā)電量 6.144×108 kW?h,年利用小時(shí)數(shù) 2 458 h。尼爾基發(fā)電廠由一回出線接入齊齊哈爾地區(qū)拉東220 kV變電所,向東北北部電網(wǎng)供電,在系統(tǒng)中主要擔(dān)負(fù)調(diào)峰任務(wù)。

尼爾基發(fā)電廠電氣主接線為發(fā)電機(jī)與變壓器組合為兩機(jī)一變擴(kuò)大單元接線,220 kV側(cè)為單母線出線、斷路器帶旁路接線,廠用電源分別取自兩組擴(kuò)大單元發(fā)電機(jī)電壓匯流母線,并從地區(qū)變電所10 kV引接廠備用電源,地區(qū)變電所電源接至拉東220 kV變電所。

尼爾基水利樞紐具有防洪、工農(nóng)業(yè)供水、發(fā)電、環(huán)保、航運(yùn)等綜合作用。為預(yù)防在失去廠用電而短時(shí)間不能恢復(fù)送電的情況下,保證向下游工農(nóng)業(yè)區(qū)供水,溢洪道設(shè)備正常運(yùn)行,減少停電事故造成的損失,非常有必要進(jìn)行黑啟動(dòng)試驗(yàn),從而提高尼爾基發(fā)電廠抵御全廠停電事故應(yīng)急能力。

2 黑啟動(dòng)試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作

2.1 勵(lì)磁系統(tǒng)試驗(yàn)

尼爾基發(fā)電廠勵(lì)磁系統(tǒng)采用靜止式可控硅整流勵(lì)磁方式。勵(lì)磁電流取自發(fā)電機(jī)機(jī)端,經(jīng)過(guò)整流變壓器降壓、全控整流橋變流直流勵(lì)磁電壓,由晶閘管脈沖相位進(jìn)行控制。起勵(lì)裝置在開(kāi)始起勵(lì)時(shí)先采用殘壓勵(lì),如果在 5 s內(nèi)勵(lì)失敗,起動(dòng)外接輔助就勵(lì)回路。勵(lì)磁系統(tǒng)使用的交流電源是廠用電源和自用電源,兩段電源互為備用,柜內(nèi)有自動(dòng)切換裝置。模擬勵(lì)磁系統(tǒng)處于全部停電狀態(tài),機(jī)組自動(dòng)開(kāi)機(jī),手動(dòng)加勵(lì)磁建立電壓,電壓被成功建立,勵(lì)磁系統(tǒng)運(yùn)行正常。

2.2 調(diào)速系統(tǒng)試驗(yàn)

尼爾基發(fā)電廠調(diào)速系統(tǒng)由機(jī)電一體柜、油壓裝置、反饋裝置、測(cè)速裝置、漏油裝置等組成。調(diào)速器為具有 PID調(diào)節(jié)規(guī)律的步進(jìn)式可編程微機(jī)調(diào)速器,額定操作油壓為 6.3MPa。壓油裝置自動(dòng)打壓最低油壓為 5.7 MPa。模擬調(diào)速系統(tǒng)處于全部停電狀態(tài),油壓在 5.7 MPa,機(jī)組手動(dòng)開(kāi)機(jī)至額定轉(zhuǎn)速,油壓裝置油壓下降范圍滿足要求,調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)行正常。

2.3 開(kāi)機(jī)試驗(yàn)前設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)(以 4號(hào)機(jī)組為例)

a.3號(hào)機(jī)停止備用,出口開(kāi)關(guān) 1331及出口刀閘13311在開(kāi)位。

b.10.5 kVII段母線所有負(fù)荷倒 I段運(yùn)行,2號(hào)廠用變高壓側(cè)開(kāi)關(guān) 13021在合位,低壓側(cè) 2開(kāi)關(guān)在分位。

c.2號(hào)主變高壓側(cè)開(kāi)關(guān) 2202在分位,高壓側(cè)刀閘 22021在分位,中性點(diǎn) 22022刀閘在合位。

2.4 第一次試驗(yàn)方案(4號(hào)機(jī)油壓為 6.0～6.3

MPa)

a.檢查 4號(hào)機(jī)壓油罐油壓在試驗(yàn)定值范圍內(nèi),并由專人監(jiān)視記錄油壓及油面。

b.將 4號(hào)機(jī)壓油泵手/自動(dòng)切換把手放切。

c.將 4號(hào)機(jī)旁動(dòng)力盤上勵(lì)磁風(fēng)機(jī)動(dòng)力電源切除。

d.4號(hào)機(jī)調(diào)速器在自動(dòng),調(diào)速器交流電源切除。

e.4號(hào)機(jī) A、B套勵(lì)磁調(diào)節(jié)器切手動(dòng),系統(tǒng)電壓跟蹤退出,殘壓?jiǎn)?lì)退出,零起升壓投入。

f.將同期選擇把手放切除位置,通知值長(zhǎng)上位機(jī)自動(dòng)開(kāi)機(jī)。

g.機(jī)組轉(zhuǎn)速建立后,確認(rèn)發(fā)電機(jī)出口殘壓低于0.3 kV,開(kāi)關(guān)操作把手放試驗(yàn)位置,手動(dòng)合 4號(hào)機(jī)出口 1341開(kāi)關(guān)。

h.待 4號(hào)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到 90%以上額定轉(zhuǎn)速,操作4號(hào)機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器,零起升壓至 13.8 kV,將勵(lì)磁調(diào)節(jié)器切自動(dòng)。

i.將 4號(hào)機(jī)勵(lì)磁風(fēng)機(jī)動(dòng)力電源投入。

j.將 4號(hào)機(jī)壓油泵手/自動(dòng)切換把手放自動(dòng)。

k.將調(diào)速器交流電源投入。

l.合上 2號(hào)廠用變壓器低壓側(cè) 2開(kāi)關(guān),將 10.5 kVⅡ段負(fù)荷倒回,由 4號(hào)機(jī)單獨(dú)帶廠用電,至機(jī)組帶 0.4 kV動(dòng)力電源后,記錄油壓、油面及試驗(yàn)結(jié)束時(shí)間,并實(shí)測(cè)機(jī)組震動(dòng)、擺度等運(yùn)行情況。

m.將 10.5 kVⅡ段負(fù)荷倒至 10.5 kVⅠ段,拉開(kāi) 2號(hào)廠用變壓器低壓側(cè) 2開(kāi)關(guān)。

n.試驗(yàn)結(jié)束,4號(hào)機(jī)停機(jī)。

2.5 第二次試驗(yàn)方案(4號(hào)機(jī)油壓為 5.7～6.0 MPa)

a.重復(fù)第一次試驗(yàn)方案中 a～e項(xiàng)措施。

b.將同期選擇把手放切除位置,通知值長(zhǎng) 4號(hào)機(jī)上位機(jī)自動(dòng)開(kāi)機(jī)。

c.觀察記錄油壓下降情況。

d.重復(fù)第一次試驗(yàn)方案中 g～k項(xiàng)試驗(yàn)步驟,不帶廠用電負(fù)荷。

e.通知值長(zhǎng)將 4號(hào)機(jī)停機(jī)。

2.6 試驗(yàn)全部結(jié)束后 4號(hào)機(jī)組恢復(fù)備用方案

a.將包括勵(lì)磁裝置、調(diào)速器、壓油裝置等恢復(fù)正常狀態(tài)。

b.檢查 2號(hào)主變高壓 2202開(kāi)關(guān)在分位。c.合上 2號(hào)主變高壓側(cè) 22021刀閘。

d.檢查 2號(hào)主變中性點(diǎn) 22022刀閘在合位。

e.拉開(kāi) 2號(hào)廠用變高壓 1302開(kāi)關(guān)。

f.聯(lián)系調(diào)度給 2號(hào)主變充電。

g.合上 2號(hào)主變高壓側(cè) 2202開(kāi)關(guān),檢查充電良好。

h.合上 2號(hào)廠用變高壓 1302開(kāi)關(guān)。

i.合上 2號(hào)廠用變低壓 2開(kāi)關(guān)(給 10.5 kVⅡ段母線充電)。

j.將 10.5 kVⅡ段廠用電倒回,廠用電系統(tǒng)恢復(fù)正常方式。

k.合上 3號(hào)機(jī)組出口 13311刀閘,3號(hào)機(jī)組恢復(fù)正常備用。

l.合上 4號(hào)機(jī)出口 13411刀閘,4號(hào)機(jī)組恢復(fù)備用狀態(tài)。

m.全面檢查,主系統(tǒng)、廠用系統(tǒng)恢復(fù)正常狀態(tài)。

3 黑啟動(dòng)試驗(yàn)

3.1 第一次試驗(yàn)

2008年 1月 11日上午 8時(shí),運(yùn)行人員將 2號(hào)主變停電,3號(hào)機(jī)組停止備用,廠用電負(fù)荷倒至Ⅰ段,4號(hào)機(jī)組處于試驗(yàn)準(zhǔn)備狀態(tài)。8時(shí) 12分,4號(hào)機(jī)組壓油泵電機(jī)把手放“切除”位置,當(dāng)時(shí)油壓 6.3MPa,4號(hào)機(jī)組 A、B套勵(lì)磁調(diào)節(jié)器切手動(dòng),系統(tǒng)電壓跟蹤退出,殘壓?jiǎn)?lì)退出,零起升壓投入。8時(shí) 18分,4號(hào)上位機(jī)下達(dá)空轉(zhuǎn)開(kāi)機(jī)令,轉(zhuǎn)速額定后機(jī)組電壓自動(dòng)建立在 2 000 V,將“整流 /逆變”把手切“逆變”位置后,檢查機(jī)端電壓為 0 V,合上 4號(hào)機(jī)組出口斷路器,再將把手切“整流”位置,按起勵(lì)按鈕及 DDL觸發(fā)按鈕,然后手動(dòng)增勵(lì)至 13.8 kV,將勵(lì)磁調(diào)節(jié)器切自動(dòng)。試驗(yàn)過(guò)程中,從開(kāi)機(jī)令下達(dá)到機(jī)端電壓達(dá)到額定用時(shí) 7 min,漿葉無(wú)動(dòng)作,油壓下降 0.35 MPa,油面降低 140 mm,8時(shí) 47分,帶Ⅱ段廠用電及生活區(qū)負(fù)荷,機(jī)組振動(dòng)、擺度、電壓及頻率變化均滿足要求,8時(shí) 57分 4號(hào)機(jī)組停機(jī),第一次試驗(yàn)結(jié)束。

3.2 第二次試驗(yàn)

壓油罐油壓在 5.8 MPa,9時(shí) 07分,4號(hào)機(jī)組油壓油裝置油泵電機(jī)把手放“切除”位置,9時(shí) 11分,上位機(jī)下達(dá)空轉(zhuǎn)開(kāi)機(jī)令,試驗(yàn)步驟同第一次試驗(yàn),9時(shí) 15分機(jī)端電壓建立,油壓裝置油壓降低至 5.7 MPa,油面下降 80 mm。第二次試驗(yàn)時(shí)是以油壓最不利的情況考慮,從開(kāi)機(jī)令下達(dá)到機(jī)組能夠正常勵(lì)這個(gè)時(shí)間段內(nèi),觀察油壓下降情況完全滿足正常開(kāi)機(jī)條件,試驗(yàn)達(dá)到預(yù)期目的,試驗(yàn)結(jié)束。運(yùn)行人員按恢復(fù)備用方案將系統(tǒng)恢復(fù)到備用狀態(tài)。

經(jīng)過(guò)上述不同油壓狀態(tài)下開(kāi)機(jī)試驗(yàn),證明即使油壓在最不利情況下也能夠滿足機(jī)組開(kāi)機(jī)并帶負(fù)荷,黑啟動(dòng)試驗(yàn)圓滿成功。

4 結(jié)束語(yǔ)

黑啟動(dòng)試驗(yàn)的成功,證明尼爾基發(fā)電廠在拉東變電站與尼爾基線路解列,同時(shí)莫旗變電所停電條件下,也能正常開(kāi)機(jī)帶廠用負(fù)荷及生活區(qū)負(fù)荷,保證尼爾基水利樞紐的正常運(yùn)行。

Black start test in NIERJI power plant

YE Chengwen
(Nen jiang NierjiWater Resources and Hydropower Co.,Ltd,Qiqihar 161005,China)

This paper introduces the basic profiles of Nierjihydroelectric power plant,while black start tests in view of the need to improve power plant reliability Nierjiconducted Black Start Test,test in good condition.

black start test;necessity;power supply reliability

TM733

B

1002-1663(2010)01-0052-02

2009-11-10

葉成文(1974-),男,1999年畢業(yè)于福州大學(xué)電力系統(tǒng)及自動(dòng)化專業(yè),工程師。

(責(zé)任編輯 路松)