铁川桥水电站黑启动方案及试验

技术交流SMALL HYDRO POWER 2017!".$，Total No. 198铁川桥水电站黑启动方案及试验

钟堰辉

(大唐云南发电有限公司宾川分公司，云南楚雄675400)

摘要：黑启动能力关系到水电站在全厂失压后能否迅速恢复厂用电，同时也关系到电网的安全稳定运行。在介绍铁 川桥水电站黑启动方案的基础上，详细阐明了黑启动过程中电站相关系统注意事项和操作步骤，并对黑启动方案进行了试验验证，检验了该黑启动方案的可行性。表3个。

关键词：水电站；黑启动；方案；试验

〇引言

水电站黑启动是指在整个或局部电网故障，导致全厂失压时，厂用交流电消失的情况下，无法通 过其他电网协助，仅利用水电站部分机组完成机组 的启动和建压，同时恢复厂用交流电源，并对外配 合调度恢复区域电网送电，使局部电网系统逐渐恢 复正常运行。

铁川桥水电站装有2台单机21 MW的立轴混流 式水轮机，总装机容量42 MW，总库容2 643万m3,是丽江电网中装机最大的水电站，也是惟一拥有调 节能力的水电站。根据云南电网公司有关规定和要 求，在发生电网大面积停电或者全停事故时，铁川 桥水电站在无法依靠外部供电恢复厂用电条件下，应具备通过调速系统自身储能或启动柴油发电机，迅速恢复全厂厂用电以及对电网送电的黑启动能 力。因此，为保证厂用电重要负荷正常工作，保障 电网安全稳定运行，铁川桥水电站必须具备黑启动 能力。

1概述

1.1电厂概况

电厂主接线型式采用单元接线，发电机额定电 压为10.5 kV，2台机组分别经共箱封闭母线送至2

收稿日期：2017-10-11

作者简介：钟堰辉（1985 %),男，工程师，主要从事水电 站生产技术及现场管理工作。

E-mail：370708320@ 台主变，经2台主变升压后向110 kV母线送电；110 kV高压侧设备为SF6断路器、隔离开关、电流 互感器、电压互感器、氧化锌避雷器等，接线方案

采用单母线接线，有一回110 kV出线，送至期纳变 电站。

厂用电系统采用400 V—级电压供电，坝区均 配有柴油发电机。厂内供电系统共设3台厂用变压

器，分别接自1、2号发电机电压配电装置上的厂

用电回路10 kV开关柜及备用电源10 kV开关柜。400 V母线分3段，分别接自2台厂用变压器和1台备用变压器的低压侧，3段母线通过母联断路器

连接。厂内负荷分别由第I段和第"段母线供电，正常运行时，母联断路器和外来备用电源断路器断 开，第I段、第"段母线分段运行，由1号和2号厂用变压器分别带各段母线上的负荷运行。当第I 段或第"段母线失电时，通过母联断路器备自投，由另一台厂用变压器带全厂I类和#类负荷运行。当2台厂用变压器同时故障时，由厂用备用变压器

带第I段和第"段母线上的全厂I类和#类负荷 运行。

1.2 黑启动方式

通常，水电站黑启动方式可分为备用电源启动

(如柴油发电启动）和调速系统自身储能启动。铁

川桥水电站调速器型号为南瑞SAFR—2000H，油压 装置配有4个囊式储能器，系统额定工作压力为 16 MPa，主阀油压装置配有2个囊式储能器，系统 额定工作压力为16 MPa;同时配有重锤，确保紧急 情况下能够关闭。本次黑启动方案及试验均采用调

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小水电2017年第6期（总第198期）技术交流

速系统自身储能启动方式进行。

1.3试验前单体性能试验

1.3.1主阀启闭试验

目的是验证铁川桥水电站在全厂失电、且发生 停机关主阀的情况下，主阀在油泵无法启动时，快 速、稳定的开启能力，并记录相关时间。此外，为保证安全，需验证主阀的关闭能力，并记录相关 时间。

1.3.2调速器低油压启闭接力器试验

目的是检验调速系统油压装置在油泵无法启动 的情况下，发生全厂失电，其剩余压力应保证可靠 操作导叶至少进行一次全开全关操作，并观察油位 变化，防止压力油罐油位被拉空，空气回流。

1.3.3渗漏集水井试验

目的是验证在长时间无法恢复厂用交流电，渗 漏排水泵无法正常启动的情况下，渗漏集水井的集 水能力；确保在集水井水位达到报警值前恢复厂用 电，以免造成水淹厂房的事故，记录并计算集水井 水位上升速率。

1.4黑启动注意事项

1.4.1调速系统保压

为确保调速器在厂用电消失后，至少能完成1次开停机操作，需关闭调速器油压装置进油总阀，尽量保持储能器内的油压，避免因阀组滴漏油导致 的压力下降。

1.4.2启励电源

在黑启动过程中，机组启励通常有残压启励和 直流电源启励磁。铁川桥水电站机组采用手动启励 建压，启励电源来自直流系统，直流系统容量为 300 Ah (10 h率额定容量），满足要求。

1.4.3励磁系统参数临时设置

因实际试验时，发电机带主变及110 kV母线零 起升压，且建压后手动逐步缓慢增压，需临时在励 磁系统控制单元参数设置面板中修改快速零起升压 值！+至较低值，以适应手动增磁的需要。

1.4.4手动启励失败的解决办法

在试验中若手动启励失败，需检查是否由发电 机输出断路器常闭接点导致，可通过将发电机输出 断路器常闭接点对应端子与公共端短接解决此问 题，确保启励建压成功。1.5黑启动操作步骤

1.5.1试验前状态确认

确认1号机组处于停机状态，主阀处于关闭状 态，检查无影响机组启动的缺陷和故障；检查1号机组调速系统、励磁系统、主阀系统各设备运行正 常；检查低压气系统工作正常，低压气罐压力正 常；检查直流系统充电装置、蓄电池组、绝缘监测 装置等运行正常，记录直流母线电压值；检查厂房 内渗漏集水井水位正常，如有必要手动启动深井泵 进行排水；检查计算机监控系统及UPS电源正常；检查高压电气设备运行正常，1号发变组保护及水 机保护等正常投入。

黑启动试验开始前，还需要断开铁川桥水电站 出线开关，将站内110 kV母线、主变和发电机均 转为热备用状态。

1.5.2 黑启动过程主要操作步骤

厂用电停电操作！手动开启技术供水！手动退 出机组蠕动报警装置！手动退出机组空气围带！手 动开启机组蝶阀！手动退出1号机风闸制动装置！ 手动开启调速器导叶开度至空转开度，检查机组在 空转态！手动操作1号发电机同期装置无压合闸！ 上位机发令，合上1号主变高压侧断路器！手动启 励建压，并逐步增压至机组电压达到额定值！恢复 厂用电。

2危险点及防范措施

2.1危险点1:厂用电合环运行

防范措施：试验小组全面分析讨论并梳理操作 流程，明确需要退出至试验位置的断路器，电厂根 据运行操作要求提前办理操作票；试验过程所有操 作必须由电厂指定的运行人员完成；倒闸操作前，应认真确认核实各断路器（特别是厂用400 V各进 线断路器和联络断路器）、隔离开关状态，严格按 照操作票逐项进行，操作过程监护到位；操作项目 完成后应复查操作设备的状态和位置，避免环网运 行的情况发生。

2.2危险点2:厂内渗漏集水井水位异常

防范措施：试验前，检查确认厂房渗漏排水系 统排水泵及控制柜工作正常，检查渗漏集水井水位 上升速度在允许范围内；试验前可将集水井水位排 至停泵水位；试验过程渗漏排水系统保持正常供

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