尼爾基發電廠黑啟動試驗

葉成文

(嫩江尼爾基水利水電有限責任公司,黑龍江齊齊哈爾 161005)

尼爾基發電廠黑啟動試驗

葉成文

(嫩江尼爾基水利水電有限責任公司,黑龍江齊齊哈爾 161005)

介紹了尼爾基發電廠的基本概況,同時鑒于黑啟動試驗的必要性,為提高尼爾基發電廠的供電可靠性,進行了黑啟動試驗,試驗情況良好。

黑啟動試驗;必要性;供電可靠性

1 概述

尼爾基發電廠位于黑龍江省與內蒙古自治區交界的嫩江干流上,共安裝 4臺單機容量為 62.5 MW、額定電壓為 13.8 kV的水輪發電機組。年發電量 6.144×108 kW?h,年利用小時數 2 458 h。尼爾基發電廠由一回出線接入齊齊哈爾地區拉東220 kV變電所,向東北北部電網供電,在系統中主要擔負調峰任務。

尼爾基發電廠電氣主接線為發電機與變壓器組合為兩機一變擴大單元接線,220 kV側為單母線出線、斷路器帶旁路接線,廠用電源分別取自兩組擴大單元發電機電壓匯流母線,并從地區變電所10 kV引接廠備用電源,地區變電所電源接至拉東220 kV變電所。

尼爾基水利樞紐具有防洪、工農業供水、發電、環保、航運等綜合作用。為預防在失去廠用電而短時間不能恢復送電的情況下,保證向下游工農業區供水,溢洪道設備正常運行,減少停電事故造成的損失,非常有必要進行黑啟動試驗,從而提高尼爾基發電廠抵御全廠停電事故應急能力。

2 黑啟動試驗前的準備工作

2.1 勵磁系統試驗

尼爾基發電廠勵磁系統采用靜止式可控硅整流勵磁方式。勵磁電流取自發電機機端,經過整流變壓器降壓、全控整流橋變流直流勵磁電壓,由晶閘管脈沖相位進行控制。起勵裝置在開始起勵時先采用殘壓勵,如果在 5 s內勵失敗,起動外接輔助就勵回路。勵磁系統使用的交流電源是廠用電源和自用電源,兩段電源互為備用,柜內有自動切換裝置。模擬勵磁系統處于全部停電狀態,機組自動開機,手動加勵磁建立電壓,電壓被成功建立,勵磁系統運行正常。

2.2 調速系統試驗

尼爾基發電廠調速系統由機電一體柜、油壓裝置、反饋裝置、測速裝置、漏油裝置等組成。調速器為具有 PID調節規律的步進式可編程微機調速器,額定操作油壓為 6.3MPa。壓油裝置自動打壓最低油壓為 5.7 MPa。模擬調速系統處于全部停電狀態,油壓在 5.7 MPa,機組手動開機至額定轉速,油壓裝置油壓下降范圍滿足要求,調速系統運行正常。

2.3 開機試驗前設備運行狀態(以 4號機組為例)

a.3號機停止備用,出口開關 1331及出口刀閘13311在開位。

b.10.5 kVII段母線所有負荷倒 I段運行,2號廠用變高壓側開關 13021在合位,低壓側 2開關在分位。

c.2號主變高壓側開關 2202在分位,高壓側刀閘 22021在分位,中性點 22022刀閘在合位。

2.4 第一次試驗方案(4號機油壓為 6.0～6.3

MPa)

a.檢查 4號機壓油罐油壓在試驗定值范圍內,并由專人監視記錄油壓及油面。

b.將 4號機壓油泵手/自動切換把手放切。

c.將 4號機旁動力盤上勵磁風機動力電源切除。

d.4號機調速器在自動,調速器交流電源切除。

e.4號機 A、B套勵磁調節器切手動,系統電壓跟蹤退出,殘壓啟勵退出,零起升壓投入。

f.將同期選擇把手放切除位置,通知值長上位機自動開機。

g.機組轉速建立后,確認發電機出口殘壓低于0.3 kV,開關操作把手放試驗位置,手動合 4號機出口 1341開關。

h.待 4號機轉速達到 90%以上額定轉速,操作4號機勵磁調節器,零起升壓至 13.8 kV,將勵磁調節器切自動。

i.將 4號機勵磁風機動力電源投入。

j.將 4號機壓油泵手/自動切換把手放自動。

k.將調速器交流電源投入。

l.合上 2號廠用變壓器低壓側 2開關,將 10.5 kVⅡ段負荷倒回,由 4號機單獨帶廠用電,至機組帶 0.4 kV動力電源后,記錄油壓、油面及試驗結束時間,并實測機組震動、擺度等運行情況。

m.將 10.5 kVⅡ段負荷倒至 10.5 kVⅠ段,拉開 2號廠用變壓器低壓側 2開關。

n.試驗結束,4號機停機。

2.5 第二次試驗方案(4號機油壓為 5.7～6.0 MPa)

a.重復第一次試驗方案中 a～e項措施。

b.將同期選擇把手放切除位置,通知值長 4號機上位機自動開機。

c.觀察記錄油壓下降情況。

d.重復第一次試驗方案中 g～k項試驗步驟,不帶廠用電負荷。

e.通知值長將 4號機停機。

2.6 試驗全部結束后 4號機組恢復備用方案

a.將包括勵磁裝置、調速器、壓油裝置等恢復正常狀態。

b.檢查 2號主變高壓 2202開關在分位。c.合上 2號主變高壓側 22021刀閘。

d.檢查 2號主變中性點 22022刀閘在合位。

e.拉開 2號廠用變高壓 1302開關。

f.聯系調度給 2號主變充電。

g.合上 2號主變高壓側 2202開關,檢查充電良好。

h.合上 2號廠用變高壓 1302開關。

i.合上 2號廠用變低壓 2開關(給 10.5 kVⅡ段母線充電)。

j.將 10.5 kVⅡ段廠用電倒回,廠用電系統恢復正常方式。

k.合上 3號機組出口 13311刀閘,3號機組恢復正常備用。

l.合上 4號機出口 13411刀閘,4號機組恢復備用狀態。

m.全面檢查,主系統、廠用系統恢復正常狀態。

3 黑啟動試驗

3.1 第一次試驗

2008年 1月 11日上午 8時,運行人員將 2號主變停電,3號機組停止備用,廠用電負荷倒至Ⅰ段,4號機組處于試驗準備狀態。8時 12分,4號機組壓油泵電機把手放“切除”位置,當時油壓 6.3MPa,4號機組 A、B套勵磁調節器切手動,系統電壓跟蹤退出,殘壓啟勵退出,零起升壓投入。8時 18分,4號上位機下達空轉開機令,轉速額定后機組電壓自動建立在 2 000 V,將“整流 /逆變”把手切“逆變”位置后,檢查機端電壓為 0 V,合上 4號機組出口斷路器,再將把手切“整流”位置,按起勵按鈕及 DDL觸發按鈕,然后手動增勵至 13.8 kV,將勵磁調節器切自動。試驗過程中,從開機令下達到機端電壓達到額定用時 7 min,漿葉無動作,油壓下降 0.35 MPa,油面降低 140 mm,8時 47分,帶Ⅱ段廠用電及生活區負荷,機組振動、擺度、電壓及頻率變化均滿足要求,8時 57分 4號機組停機,第一次試驗結束。

3.2 第二次試驗

壓油罐油壓在 5.8 MPa,9時 07分,4號機組油壓油裝置油泵電機把手放“切除”位置,9時 11分,上位機下達空轉開機令,試驗步驟同第一次試驗,9時 15分機端電壓建立,油壓裝置油壓降低至 5.7 MPa,油面下降 80 mm。第二次試驗時是以油壓最不利的情況考慮,從開機令下達到機組能夠正常勵這個時間段內,觀察油壓下降情況完全滿足正常開機條件,試驗達到預期目的,試驗結束。運行人員按恢復備用方案將系統恢復到備用狀態。

經過上述不同油壓狀態下開機試驗,證明即使油壓在最不利情況下也能夠滿足機組開機并帶負荷,黑啟動試驗圓滿成功。

4 結束語

黑啟動試驗的成功,證明尼爾基發電廠在拉東變電站與尼爾基線路解列,同時莫旗變電所停電條件下,也能正常開機帶廠用負荷及生活區負荷,保證尼爾基水利樞紐的正常運行。

Black start test in NIERJI power plant

YE Chengwen
(Nen jiang NierjiWater Resources and Hydropower Co.,Ltd,Qiqihar 161005,China)

This paper introduces the basic profiles of Nierjihydroelectric power plant,while black start tests in view of the need to improve power plant reliability Nierjiconducted Black Start Test,test in good condition.

black start test;necessity;power supply reliability

TM733

B

1002-1663(2010)01-0052-02

2009-11-10

葉成文(1974-),男,1999年畢業于福州大學電力系統及自動化專業,工程師。

(責任編輯 路松)