江蘇沙河電站技術供水系統設計的問題和思考

黃銳

摘 要：介紹了沙河抽水蓄能電廠技術供水系統的組成、配置、工作原理，并就抽水背靠背啟動過程中出現的問題進行一些探討，為滿足抽水蓄能電站技術供水系統高效可靠和較低投資費用的設計要求，還對抽水蓄能電站的技術供水的結構設計提出了相應的看法。

關鍵詞：抽水蓄能 技術供水 背靠背BTB 設計

1.工程概況

沙河抽水蓄能電站位于江蘇溧陽天目湖風景區，屬于抽水蓄能式電站，電站共有2臺機組，單機容量為50MW。具有停機、空轉、空載、發電、抽水等運行工況，抽水啟動采用SFC變頻啟動方式和背靠背BTB啟動方式。電站冷卻水系統的冷卻水由3臺技術供水泵提供，為電站重要的輔機設備。使用上海凱泉泵業（集團）有限公司制造的臥式離心泵，型號為KQWH200-4 0 0（I）B型，額定流量Q = 3 4 6 m3/ h，額定揚程H=38m，額定轉速R=1480r/ min，額定功率55kW，額定電流103A。

沙河電站技術供水系統圖如圖一所示。

2.背靠背啟動過程中技術供水存在的問題及處理

沙河電站機組抽水啟動主要有兩種方式：一種為SFC變頻啟動，另一種方式為背靠背BTB啟動方式，在進行停機態-BTB抽水（背靠背抽水）操作時，技術供水泵的運行存在問題，也就是拖動側機組將被拖動側機組拖動到同步轉速并網抽水后，拖動側在停機過程中將所有的技術供水泵都切掉，導致并網抽水的被拖動側機組因冷卻水流量低而停機，但在某些時刻卻并不將所有的技術供水泵切掉，而是還有一臺水泵在運行，被拖動側則不會因為相關流量低而轉停機。背靠背BTB啟動的流程圖如圖二所示。

背靠背流程中，拖動側機組和被拖動側機組中技術供水系統的流程基本一致，兩臺機組為共用技術供水系統，所以當拖動側啟動技術供水系統后，整個拖動側和被拖動側機組的水泵水輪機冷卻水流量均滿足運行要求。而當拖動側完成拖動后，在轉正常停機過程中誤將兩臺機組的技術供水系統停止，從而導致被拖動側在抽水工況下各軸承冷卻器冷卻水流量低而事故停機。

相關事故停機邏輯框圖如圖三。

沙河電站的技術供水的系統結構較為簡單，用于對3臺技術供水水泵啟停和主備控制的是由NARI公司提供的現地控制單元柜 LCU，使用的PLC是GE公司的生產的Versamax系列邏輯控制單元，監控的開出信號作為技術供水輔機柜的開入信號，來對技術供水系統的3臺水泵進行控制。

通過對控制過程進行分析，最終找到原因，那就是因為技術供水系統對幾乎同時到達的拖動側和被拖動側機組的啟動命令沒有做出正確的處理，僅啟動了一臺主泵供兩臺機使用，當拖動側的冷卻水量不滿足運行的信號更靈敏，來的快的時候，就先起了備用泵，等到停機時，就誤停掉了所有的泵；導致被拖動側無冷卻水。為解決上述問題，修改技術供水輔機程序邏輯，對增加相關閉鎖條件，對1、2號機組的技術供水系統啟動進行相互閉鎖，解決了技術供水系統在背靠背BTB啟動過程中的異常問題。

3.對抽水蓄能電站技術供水系統的思考

隨著計算機技術在水電工程中的廣泛應用，電廠計算機監控系統以及與之相適應的全廠綜合動化技術得到了迅猛發展。為實現水電廠“無人班，少人職守”運行模式提供了可靠的保證。由于電廠機組的技術供水系統的運行狀況直接影響到機組的安全運行，所以對技術供水系統的設計和規劃就顯得十分的重要了。

首先是系統結構設計。以往的技術供水系統一般都是設計為一臺機組一臺水泵，或者兩臺，一臺為備用泵。機組與機組之間的技術供水系統是完全獨立的，也就是一臺機組的技術供水系統的啟動和停止是不會對另外的機組構成影響的。雖然有這樣的優點，但是它的缺點也是顯而易見的，第一，單機單泵模式下，在一臺機組的技術供水泵檢修期間或者該泵出現故障的時候，機組的技術供水無法提供，也就是對水泵的依賴較大；第二，單機多泵的情況下，雖然可靠性得到提升，但系統的復雜程度較大，投資增多。

對技術供水系統的設計可以借鑒沙河電站：兩臺機組的技術供水系統為共用模式，技術供水系統一共有3臺水泵，有2臺為主泵，另1臺為備用泵。也就兩臺機組的技術供水是否投入，主要是看冷卻水電磁閥是否打開，當一臺水泵檢修的時候，可以讓該泵退出調度，只讓另外兩臺水泵參與調度，所以降低了對水泵的依賴程度，系統的可靠性大大的增加。當機組臺數較多時，可以相應增加備用水泵的臺數，來提高整個系統的可靠性，而且整體的運行效率會大大提升，能夠有效的降低運行費用。

4.結束語

抽水蓄能機組技術供水系統的穩定性對于機組整體的穩定運行至關重要，在這種情況下，對技術供水系統的設計和結構配置提出了越來越高的要求。本文主要闡述了沙河技術供水系統在背靠背抽水啟動過程中遇到的問題和解決情況，并對抽水蓄能的技術供水的結構設計和啟動方式進行了思考和探索。

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