江埡水電站全廠失壓處理方案研究

向敏鑫 陳灝 彭斌

（湖南省江埡水電站張家界市427221）

江埡水利樞紐工程位于澧水流域一級支流溇水，是一座以防洪為主的大型水利工程，是一座完全年調節的水庫。1994年開始動工興建，2001年1月工程通過國家建設部和水利部組織的驗收。江埡水電站為樞紐工程的一部分，裝有3臺10萬kW的發電機組，采用發變組接線方式三回220 kV線路分別送張家界零陽變電站、胡家坪變電站和常德津市窯坡變電站，一條110 kV線路與江埡水電站的反調節電站——關門巖水電站連接，將關門巖水電站的電能送入主網。另外通過10 kV線路與范家洲電站、35 kV地區網連接。江埡水電站在系統中主要作用是調頻和事故備用，是湘西北一個重要電源點。下面探討江埡水電站全廠失壓后快速處理方案。

1 總則

1.1 工作目的

（1）在電網發生大面積停電、系統瓦解時，運行人員能做到準確、有序、正確地恢復廠用電和協助電網恢復正常運行。

（2）通過方案的編寫和學習，使運行人員得到系統全面的培訓，提高對系統突發事件的處理能力。

1.2 啟用條件

確認江零線、江窯線、江胡線停電，35 kV地區網停電，系統發生大面積停電，一時無法恢復系統供電，機組全停廠用電中斷。

2 全廠失壓事故的處理原則和處理程序

2.1 失壓事故的處理原則

（1）在與001通訊中斷時，可先恢復廠用電再向001調度匯報；

（2）優先恢復廠用電；

（3）優先保證機組自用、公用等重要負荷的供電；（4）配合中調恢復電網正常運行。

2.2 廠用電消失的處理程序

2.2.1 利用220 kV線路恢復供電

若系統在很短的時間內恢復正常，可用江零線614斷路器、江窯線612斷路器、或江胡線616斷路器向江埡站220kV母線以及3臺主變充電，由系統倒送電恢復廠用電。

2.2.2 利用機組殘余油壓開機，恢復廠用電

（1）根據殘余油壓開出（備用）機組；

（2）拉開江關線504斷路器及廠用340、350、360斷路器，并拉開江零線614斷路器、江窯線612斷路器、江胡線616斷路器；

（3）機組帶主變、220 kV母線及高廠變零起升壓，升壓正常后恢復廠用電；

（4）按負荷重要程度倒換廠用電。

2.2.3 利用范家洲電廠10 kV電源恢復廠用電

（1）拉開廠用300、342斷路器；（2）合上范家洲電廠302斷路器；（3）拉開廠用340斷路器；

（4）合上廠用342斷路器，恢復10.5kVI段供電正常；（5）倒換廠用電；

（6）開機升壓，倒換廠用電，恢復設備正常運行。

2.2.4 利用范家洲電廠400 V電源恢復廠用電

（1）拉開機組自用變120斷路器、公用變150斷路器；

（2）合上機組自用變122斷路器及公用152、154斷路器；

（3）合上壩頂102、104、184斷路器，合上范家洲400V 100斷路器，倒范家洲400 V電源至#2機組組自用及II段公用供電。

（4）待#2機組油壓正常后，開出#2機組升壓，倒換廠用電，恢復設備正常運行。

2.2.5 利用備用電源柴油發電機恢復廠用電

（1）斷開機組自用變120斷路器、公用變150斷路器；

（2）合上機組自用122及公用152、154斷路器和壩頂102斷路器；

（3）開出柴油發電機升壓正常；

（4）合上壩頂100斷路器，倒換柴油機電源至#2機組組自用及II段公用供電；

（5）待#2機組油壓正常后，開出#2機組升壓，倒換廠用電，恢復設備正常運行；

（6）停下柴油發電機。

2.2.6 關門巖零升恢復廠用電

（1）聯系關門巖電廠準備開機帶3臺主變及220 kV母線零升；

（2）拉開江零614、江窯612、江胡616斷路器；

（3）拉開高廠變340、350、360斷路器；

（4）合上江關線504及510斷路器；

（5）通知關門巖電廠開機零升，零升正常后分別合上340、350、360斷路器恢復廠用電。

3 確認系統發生大面積停電和全廠失壓的方法及步驟

（1）江零線614、江窯線612、江胡線616斷路器跳閘，江站運行機組甩負荷停機，220 kV母線電壓為零，廠用電中斷。

（2）與001調度通信聯絡正常時，可通過通信向001調度聯系確認。

（3）若與001調度通信聯絡中斷時，可通過線路電壓表確認線路是否有壓，亦可通過下列方法確認：

●將同期插頭插入江零線614斷路器手自準開關并切至手準位，將同期試驗開關切至同期位置。

●將“粗調”、“細調”切換開關切至“粗調”檢查江零614線路側有無電壓。

●將“粗調”、“細調”切換開關切至“切除”位置。

●若江零614線路確無電壓，將同期插頭插入江窯線612斷路器手自準開關并切至手準位，將同期試驗開關切至同期位置。

●將“粗調”、“細調”切換開關切至“粗調”位置，檢查江窯612線路有無電壓。

●將同期插頭插入江胡線616斷路器手自準開關并切至手準位，將同期試驗開關切至同期位置。

●將“粗調”、“細調”切換開關切至“粗調”位置，檢查江胡616線路有無電壓。

●若江胡616線路確無電壓，則電話聯系九溪變有無電壓。

（4）應注意的幾個問題。

●線路串變壓器沖擊合閘有可能會產生操作過電壓或使空載線路末端電壓升高，應盡量避免機組帶220 kV線路沖擊合閘，若001要求進行機組帶220 kV線路沖擊合閘操作時須經得分管站領導和站長的同意，將機組勵磁減至最小，合閘后增加勵磁至額定電壓，并防止發電機自勵磁。

●利用范家洲400 V、備用電源柴油發電機組恢復廠用電時，因柴油機容量限制，優先保證#2機組開機零升的電源，只考慮恢復#2機組自用電和II段公用母線供電，待#2機變零升正常后再恢復其他廠用部分的供電。

●利用#2或#3機變帶220 kV母線零起升壓時，應合上#2主變或#3主變中性點隔離開關6×26或6×36隔離開關。

●在事故處理過程中應加強與001調度的聯系，在盡可能的情況下，盡快與系統并列。

4 機組進相運行控制深度

4.1 單機組并網運行

（1）有功功率功率少于40 MW時，進相無功功率不大于40 MVAR。

（2）有功功率功率（40～80）MW時，進相無功功率不大于35 MVAR。

（3）有功功率功率（80～100）MW時，進相無功功率不大于30 MVAR。

4.2 2臺或3臺機組并網運行

（1）總有功功率功率少于100 MW時，進相無功功率不大于45 MVAR。

（2）總有功功率功率為（100～200）MW時，進相無功功率不大于40 MVAR。

（3）總有功功率功率為（200～300）MW時，進相無功功率不大于35 MVAR。

5 機組帶主變零起升壓恢復廠用電時，選用機組的原則

（1）利用機組殘余油壓開機，剩磁或直流起勵建磁零升時，采用#1機組帶3臺主變及220 kV母線零起升壓。

（2）利用范家洲電廠倒送廠用342斷路器供廠用電時，采用#1機組帶#1變及220 kV母線零起升壓。

（3）利用范家洲400 V、柴油發電機供廠用電時，采用#2機組帶3臺主變及220 kV母線零起升壓。

6 在無任何交流電源時，江站事故備用電源的（直流操作電源）供電范圍及供電能力

（1）江站直流操作電源分別由220 V、570 Ah和24 V、300 Ah二組免維護鉛酸蓄電池提供，分別供全廠保護信號，220 kV GIS斷路器、隔離開關；13.8 kV、10 kV斷路器、隔離開關的操作電源及全廠的事故照明；3臺機組的直流起勵裝置等電源。

（2）在無任何交流電源時，直流操作電源在未進行機組直流起勵的情況下可維持約2 h，在進行1臺機組直流起勵時可維持約1 h。

（3）載波、微波通信的工作電源由獨立的220 V、300 Ah鉛酸蓄電池組供電，在無任何交流電源充電的情況下可維持約15 h。

（4）遠動裝置的工作電源正常情況下，由交流220 V廠用作為工作電源，在交流220 V中斷時，其工作電源由通信專用48 V、300 Ah蓄電池經逆變裝置逆變提供工作電源，在無任何交流電源的情況下可維持約15 h。

7 廠用電全部消失，對全廠運行及大壩的影響

（1）江埡為地下式廠房，廠用照明負荷較大，在廠用電全部消失時，廠內的事故照明負荷用電量較大，直流操作電源（蓄電池）的容量下降較快，如果恢復廠用電時間較長，應考慮切除部分次要的照明負荷。

（2）地下廠房滲漏水大，如果廠用電全部消失在較長時間內不能恢復，會有水淹廠房、大壩▽120 m廊道的危險，應盡快恢復廠房排水系統的供電，必要時開出備用電源柴油機組保持1臺滲漏泵（110 kW）和▽120 m廊道1臺水泵（45 kW）的正常工作電源，維持正常抽水，其它水泵由當時的水位和柴油發電機組承擔負荷的能力決定是否供給工作電源。

（3）汛期如果庫水位較高，若因泄洪的緊急需要，廠用電一時又不能恢復時，應通知有關人員開出備用電源柴油機組供閘門操作電源。

（4）廠用電全部消失時，進水口閘門的位置信號可以反映到計算機監控系統（有UPS電源），可以進行自動開機操作；如果采用手動開機，開機要先將調速器切至“手動”。

8 系統事故、交流電全部中斷，廠用電消失，恢復廠用電的操作步驟

8.1 事故現象

（1）全盤表計大幅度擺動。

（2）周波表和母線電壓表急劇上升或急劇下降，機組聲音異常。

（3）江零線614斷路器、江窯線612斷路器、江胡線616斷路器、江關線504斷路器跳閘，聯鎖切機、遠方切機動作，3臺機組或并列機組解列停機。

（4）全廠事故照明投入。

8.2 操作步驟

（1）確認江零線614，江窯線612，江胡線616線路確無電壓。

（2）檢查#1機組操作油壓是否具備開機油壓，若具備操作油壓，按下列步驟處理：

●將#1機組調速器切至“現地”“手動”方式，手動開啟#1機組至空轉。

●將#1機組勵磁裝置切至“現地”、“手控”方式，退出#1機組勵磁風機電源故障保護（通過黑啟動開關屏蔽）。

●拉開廠用340、350、360斷路器，并退出#1機組失磁保護壓板T1、T2，以及機旁EX1柜X2:15端子。

●合上#1機組310斷路器和滅磁開關?！裼脷垑浩饎罘绞綄?1機變進行零升至額定電壓。●若殘壓起勵不成功，則用直流起勵方式建磁升壓至額定，待升壓至額定后退出直流起勵。

●合上廠用340、350、360斷路器，恢復廠用系統供電正常。

●投入#1機組失磁保護壓板T1、T2以及機旁EX1柜X2:15端子。

●將#1機組勵磁裝置恢復至“遠方”、“自動”“Reg1”方式。

●將#1機組調速器切至“遠方”、“自動”方式。

●將同期插頭插入江零線614同期開關至同期，檢查線路有無電壓，若有電壓用614斷路器與系統并列。

●將同期插頭插入江窯線612同期開關至同期，檢查線路有無電壓，若有電壓用612斷路器與系統并列。

●將同期插頭插入江胡線616同期開關至同期，檢查線路有無電壓，若有電壓用616斷路器與系統并列。

●按調度令合上江關線504斷路器。

（3）若機組油壓已下降至不能開機或機組殘壓建磁、直流起勵不成功，按下列步驟處理:

●檢查35 kV地區網有無電壓。若地區35 kV區域網有電壓或范家洲電站可以發電，則拉開廠用300、342斷路器，合上范家洲電廠302斷路器，拉開#1高廠變340斷路器，合上廠用342斷路器恢復廠用10.5 kV I段母線供電。

●拉開#2高廠變350斷路器，合上廠用10.5 kV I、II段母線聯絡352斷路器，恢復10.5 kV II段母線供電。

●拉開#3高廠變360斷路器，合上廠用10.5 kV II、III段母線聯絡358斷路器，恢復廠用10.5 kV III段供電。

●開出#1機組帶三臺主變及220 kV母線零起升壓至額定。

●拉開范家洲302斷路器、廠用342斷路器，恢復10.5 kV廠用三段母線正常供電方式，并合上廠用300、342斷路器，恢復后方供電。

●確認江零614、江窯612、江胡616線路有無電壓，若系統有電壓，分別用江零614、江窯612、江胡616斷路器與系統并列。

●按調度令合上江關線504斷路器，對江關線充電。

●若35 kV地區網無電壓，且范家洲電廠機組也不能正常發電時，則拉開#2機組自用變120斷路器，#2公用變150斷路器。

●合上廠用400 V 122、152斷路器。

●合上廠用400 V 154、102斷路器。

●開出備用電源柴油發電機組，待升壓運轉正常合上柴油發電機與400 V母線聯絡100斷路器，供400 V廠用電正常。

●拉開廠用340、350、360斷路器，合上#2主變中性點6X26隔離開關，開出#2機組帶3臺主變、220 kV母線零起升壓至額定。

●合上廠用340、350、360斷路器，恢復廠用10.5 kV系統正常供電方式。

●拉開廠用400 V 122、102、100斷路器，停下柴油發電機組，合上120斷路器，恢復#2機組自用正常供電。

●拉開廠用400 V 152、154斷路器，合上150斷路器，恢復公用II段正常供電。

●恢復廠用400 V系統正常供電方式。

●待江零614、江窯612、江胡616線路有電壓分別用江零614、江窯612、江胡616斷路器與系統并列。

●按調度令合上江關線504斷路器，對江關線充電。同時可以考慮由關門巖電廠為我站提供零升電源。

9 結語

隨著電網的快速發展，水電站作為優質“黑啟動”電源點受到廣泛關注，而水電站在全廠失壓的情況下，如何快速恢復廠用電，進而協助電網恢復正常運行成為一個重要課題。本方案的提出有助于江埡水電站制定現場運行規程，有助于提高運行操作人員的事故處理能力及電站的安全穩定運行。