水電站遠程一鍵黑啟動功能智能化設計與實施

陳 誠，劉懋霖，侯福年

（中國華電集團貴州分公司烏江渡發電廠，貴州 遵義563000）

烏江渡發電廠是一座有著30多年歷史的老廠，總裝機容量為1 250 MW，2000年全面實現了計算監控系統控制，隨著管理模式的不斷創新，現場無人值班、遠程監控管理模式正式運轉，這就給安全生產技術保障體系、技術保障措施提出了更高要求。水電站全廠失壓不依靠外界電源（電網和柴油發電機），僅僅依賴于電廠直流系統、機組壓油系統剩余油壓，通過在計算機監控系統增加一段程序就能實現遠程“一鍵啟動”機組自動恢復廠用電，現就烏江渡發電廠一號廠實現該功能設計與實施進行闡述，以供借鑒。

1 遠程一鍵黑啟動功能實現綜合分析

1.1 計算機監控系統配置

全廠發供電設備已全面實現計算機監控；計算機監控網絡結構分為上位機系統和現地控制單元LCU，現地控制單元分設機組LCU、開關站LCU、公用系統LCU；計算機監控系統已對電氣主接線、廠用電系統所有開關、刀閘，機組啟停、調功進行控制；機組、線路、廠用電系統、公用系統電氣量、非電氣量、開關量均已實時采集到計算機監控系統上位機。

1.2 機組啟動需具備的基本條件

機組無故障；機組壓油系統油壓正常；直流系統運行正常。

1.3 機組啟動前需采取的安全措施

斷開發變組、廠用電系統單元的一切外來電源接口。

在這樣的配置、條件情況下，通過全面診斷分析，無需增加現場硬件設施配置，采取在計算監控系統上位機開發一個黑啟動自動順序控制程序（類似于機組PLC控制程序），下位機PLC增加一段黑啟動條件下的空載開機程序就可實現，全廠失壓遠程“一鍵黑啟動”自動恢復廠用電功能。

2 依據系統運行方式，確定黑啟動必備條件

2.1 電氣條件

一號廠電氣主接線圖、一號廠廠用電系統圖見圖 1、2。

2.2 判定一號廠全廠失壓條件

220 kVⅠ段母線電壓＜10%Ue & 220 kVⅡ段母線電壓＜10%Ue & 220 kV Ⅲ 段母線電壓＜10%Ue& 110 kVⅠ段母線電壓＜10%Ue & 110 kV Ⅱ段母線電壓＜10%Ue & 6 kV I段母線電壓＜10%Ue & 6 kVⅡ段母線電壓＜10%Ue & 6 kVⅢ段母線電壓＜10%Ue & 610開關在分閘位置& 620開關在分閘位置& 630開關在分閘位置& 021開關在分閘位置& 022開關在分閘位置& 023開關在分閘位置。

3 具體功能實現（以1號機為例）

3.1 一鍵黑啟動方式

遠程“一鍵黑啟動”空載開機帶本段廠用電。

3.2 監控上位機畫面設置

在電廠上位機和遠程集控工作站畫面分別設置“1號機黑啟動”按鈕，紅色表示不滿足啟動條件，綠色為可啟動機組，在上位機畫面中設置程序中斷按鈕，并將程序每一步操作等待時間設置為可調，這樣當程序控制中出現不可控制現象時，隨時能通過中斷按鈕中斷程序，人為強制停止黑啟動程序運行。

圖1 一號廠電氣主接線圖

圖2 一號廠廠用電系統圖

3.3 1號機組黑啟動條件

機組無事故&油罐油壓大于3.7 MPa &1號機閘門全開&1號機無停機令&11 B保護裝置無動作出口信號（過流、速斷、限流熔斷器、開關氣壓）&1號主變無保護動作信號（主變差動、主變重瓦斯、主變零序電流、主變復合低壓過流、釋壓閥動作、主變溫度過高）&12 B保護裝置無動作出口信號（過流、速斷、限流熔斷器、開關氣壓）&13 B保護裝置無動作出口信號（過流、速斷、限流熔斷器、開關氣壓）。

3.4 1號機黑啟動控制流程

前提條件：滿足2.2、3.3條件后集控及本廠上位畫面“1號機黑啟動”按鈕變綠，點擊按鈕，程序按如下步驟執行：

分111開關→合021開關→合011開關→分637開關→分622開關→上位機判定：111分位&021合位&011合位→黑啟動開機令至1號機組PLC→判定機組空載狀態→合610開關（具體邏輯參見圖 3）。

3.5 增加機組LCU黑啟動開機控制程序

由于黑啟動時，全廠處于失壓狀態，機組推力、冷卻水等輔助系統無法啟動，而按正常開機流程需先開冷卻水，隨后啟動推力，所以根據黑啟動實際工況，需在下位機程序中添加一段適合黑啟動的開機程序：先啟動機組，機組到空載工況帶上廠用電，再啟動機組冷卻水、推力等輔助系統。

4 結束語

通過軟件實現“一鍵黑啟動”功能，不僅減少了設備設施的配置、現場施工、關聯系統交叉、多重控制的安全風險，自動化控制水平得到進一步提升，安全生產技術保障體系得到了進一步完善，而且為企業減少了資金投資，節約了成本。