寧波市白溪水庫電站黑啟動分析

陳宇翔　項小平　謝敏輝

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

關鍵詞：水電機組；電網停電；黑啟動

中圖分類號：F287.7

文獻標識碼：A

文章編號：1672-3198(2009)09-0281-01

1水電機組黑啟動必須具備的條件

1.1水能問題

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

白溪電站的進水口閘門是在開啟狀態(tài)，并用工字鋼固定，在停電時不會關閉。水電機組采用的鋼管主閥是由油壓控制，在不發(fā)生水電機組本身故障時，主閥不會自動關閉。就算意外關閉，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調速器的工作油壓

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

1.3關于直流電源問題

當電網發(fā)生故障停電時，水電機組失去了交流電源，這時水電機組要進行黑啟動，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，是電站繼電保護操作、監(jiān)控、勵磁、調速器、事故照明，以及控制系統(tǒng)等的主要電源。我電廠設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，能有效發(fā)揮作用。并且，我們在重要設備上，還專門設置了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。一是水電機組勵磁系統(tǒng)的啟勵問題，當勵磁系統(tǒng)的啟勵是采用零起升壓時，依靠的是機組的殘壓啟勵，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行，只要直流電源容量合適，還是可以滿足水電機組黑啟動要求的。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，它對黑啟動沒有影響。但是勵磁功率柜如果是采用交流風機強迫風冷，在全廠失去交流電之后，水電機組黑啟動只要在短時間內能完成，估計問題不是很大，不過這一問題最好應在試驗中求證。

1.5黑啟動的供排水問題

以上四個問題是水電機組黑啟動必須具備的條件，為了保證水電機組黑啟動能夠做到迅速、安全、穩(wěn)定投入系統(tǒng)運行，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

水電機組的運行，潤滑水與冷卻水是必不可少的。一般來說，水電機組的技術供水如果是采用自流供水方式，這個問題對水電機組黑啟動是沒有影響的。我廠機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)電機組來說不存在機組排水問題，但對于軸流式機組來說，頂蓋排水一般是用水泵排水，因此對軸流式機組或貫流式機組可能會有一定的困難，因此做為黑啟動的水電機組，盡量不采用軸流式水輪發(fā)電機組或貫流式水輪發(fā)電機組。如果采用軸流式機組進行黑啟動，建議頂蓋排水加設噴射泵排水也是可行的。

1.5.2是滲漏集水井排水問題

如果停機過長再投入水電機組的黑啟動，滲漏集水井排水就是問題。如果停機時間不長，問題可能不大。

2白溪電站黑啟動實例

在過去的運行中，發(fā)生雷擊，造成白溪水庫電站雙路進線開關跳閘，水輪發(fā)電機組跳閘停機。在聯(lián)系寧海縣調答復不能短時間內恢復時，我們就要做好黑啟動的準備。

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