抽水蓄能電站勵磁黑啟動邏輯分析

姚向波

（華東桐柏抽水蓄能發電有限責任公司，浙江 天臺 317200）

抽水蓄能電站勵磁黑啟動邏輯分析

姚向波

（華東桐柏抽水蓄能發電有限責任公司，浙江 天臺 317200）

通過對某抽水蓄能電站勵磁黑啟動邏輯分析和實際黑啟動試驗，介紹了黑啟動時勵磁系統的啟動過程，以及相關變量的復歸情況。

抽蓄電站；勵磁；黑啟動邏輯

1　概述

近年來，隨著我國電網規模越來越大、結構越來越復雜，發生大范圍停電事故的機率也逐漸增大。當發生電網大面積停電或電網全停事故后，需要有一種方法能夠迅速、可靠地恢復電力系統的正常運行。黑啟動也就應運而生。

所謂黑啟動，是指整個系統因故障停運后（不排除孤立系統仍維持運行），不依賴于其他網路的幫助，而通過系統中具有自啟動能力機組的啟動，帶動無自啟動能力機組，逐漸擴大系統恢復范圍，最終實現整個系統恢復。因此，系統只有擁有黑啟動的能力，才能在最惡劣情況下及時恢復供電，將損失降到最低。

抽水蓄能電站機組屬于水輪發電機組，與火電、核電機組相比，具有輔助設備少、廠用電簡單、啟動速度快等優點，因此也成為黑啟動電源的首選。

下面以某抽蓄電站機組勵磁系統的黑啟動邏輯為例，來進行分析。

2　黑啟動邏輯分析

黑啟動開始，電站監控系統向黑啟動機組勵磁系統發送兩個命令：黑啟動模式命令（I634）和勵磁啟動命令（I257）。同時，監控系統也會發令將發電機開關GCB合上。其中，勵磁系統收到黑啟動模式命令（I634）比收到勵磁啟動命令（I257）要早2.5 s。

2.1勵磁黑啟動模式的投入

圖1所示為該抽水蓄能電站機組勵磁黑啟動模式投入邏輯圖。

勵磁收到黑啟動命令后，RS觸發器的置位端變為高電平。此時，發電機并未建立起電壓。于是勵磁系統將調節器的調節方式設為手動電流調節，并同時將勵磁電流設為啟動值。

2.2勵磁系統的啟動

勵磁系統收到來自監控系統的勵磁啟動命令（I257）后，將勵磁變低壓側交流開關（ECB）和滅磁開關（FCB）合上，并將功率柜投入。

正常運行時，勵磁風機靠勵磁變提供交流電源。但黑啟動時，勵磁變不帶電。因此，在收到黑啟動模式命令（I561）后，勵磁調節器會將勵磁風機的電源切至廠用電系統（由電站保安電源柴油機啟動后提供）。

同樣，由于黑啟動時勵磁變不帶電，功率柜沒有交流電源，不能正常工作。于是，勵磁系統在未檢測到可控硅陽極電壓的情況下，會投入直流啟勵回路（啟勵電源來自電站的直流系統）。

至此，勵磁系統開始建壓，先將勵磁電流升到勵磁電流的啟動值。然后將勵磁控制方式由“遠方”切至“現地”，通過手動緩慢增磁，直到機端電壓達到額定值。

圖2為實際的錄波圖。

圖2中，V500為勵磁電流，V501為機端電壓。從圖2可以看到，勵磁黑啟動模式啟動后，先將勵磁電流建立到0.152 8 pu左右（這與設定的0.17fN稍有偏差），之后就穩定住，然后通過手動增磁，機端電壓緩慢上升到額定值。

2.3勵磁黑啟動模式的結束

當通過手動增磁將機端電壓上升到額定值后，“機端電壓＞98%N”（I256）變為高電平，即圖1中RS觸發器的復位端輸入為高電平，于是將置位端復位，相關的黑啟動命令消失。

3　勵磁黑啟動邏輯中相關變量的復歸

3.1黑啟動手動電流調節模式（I630）

從圖1中可知，當機端電壓大于90%額定值時，I629變為低電平，經過與門，可使黑啟動手動電流調節模式（I630）復歸。

從圖4可看出，當機端電壓上升到0.900 4 pu時，I630復歸，符合勵磁邏輯。

3.2勵磁電流設為啟動值（I579）

從圖1中可知，當機端電壓大于60%額定值時，I140變為低電平，經過與門，可使勵磁電流設為啟動值（I579）復歸。

從圖5可看出，當機端電壓上升到0.597 2 pu時，I579復歸，符合勵磁邏輯。

4　結語

該抽水蓄能電站機組實際黑啟動試驗已獲成功，印證了機組勵磁黑啟動邏輯的正確性，使得該電站具備了在電網發生大面積停電或全停事故后，迅速開啟機組，幫助電網恢復供電的能力。同時，該電站機組勵磁黑啟動邏輯，對于其他需要設置具備黑啟動能力機組的抽水蓄能電站或常規水電站來說，也有一定的借鑒意義。

姚向波（1975-），男，工程師，從事計劃和項目管理工作。

TV743

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1672-5387（2015）11-0025-02

10.13599/j.cnki.11-5130.2015.11.009

2015-07-31