青峰嶺教學電廠黑啟動方案淺析

(國網四川省電力公司技能培訓中心 四川 成都 610072)

一、引言

黑啟動是在水電站失電情況下恢復生產的重要手段之一，目前常用的黑啟動方案有手動開啟具有自啟動能力的發電機組、柴油發電機以及大網倒電等多種方式[1]。

青峰嶺教學電廠現擁有3臺HL263-LJ-100型機組，總裝機3×1250kW，是西南地區重要的水電人才培訓基地和技能鑒定基地。本文以青峰嶺教學電廠黑啟動實例為依據，以理論分析和實操的方式，介紹了手動開機恢復廠用電直至安全穩定生產的黑啟動方案。為同類型電站黑啟動方案的制定提供一定的參考，同時為水電人才培養提供一定的原始依據[2]。

二、設備概況

青峰嶺教學電廠3臺機均采用武漢市漢優諾優電控有限責任公司生產的YKT-1000型微機調速器[3-4]，其中3號機調速器具有手動開機功能。蝶閥采用電動蝶閥且具有手動開啟功能，冷卻水采用前池蓄水池自流方式。當電廠失電時選擇3號機作為黑啟動機組，通過手動開啟調速器和蝶閥的方式打開蝶閥和活動導葉，從而滿足開機基本條件。

三、設備檢查

若需黑啟動方案有效實施，需檢查機組各部分設備是否滿足開機條件，防止在開機過程中由于設備故障導致保護動作引起再一次停機。

(一)勵磁系統檢查。勵磁系統是機組發電重要組成部分，其供電方式采用直流系統供電，當黑啟動時需考慮勵磁系統以下幾點是否滿足要求：(1)檢查勵磁系統直流供電正常。(2)3號機在正常啟停情況下，檢查勵磁系統是否能夠有效起勵和滅磁，檢查可控硅模塊的風機運轉是否正常，可控硅是否適時動作，記錄可控硅溫度、滿負荷勵磁電壓、滿負荷勵磁電流等關鍵參數，并與預設值校核。

(二)調速器檢查。YKT-1000型微機調速器采用雙電源供電，當全廠失電時調速器油泵失去動力電，僅剩保護控制電和監控電，因此需考慮以下幾點：(1)檢查調速器直流供電正常。(2)調速器執行一次全開全關操作，檢查調速器是否可靠動作，油壓、油位是否正常；(3)為了防止黑啟動過程中機組過速和事故低油壓動作，從而引發和擴大事故，需記錄調速器全開到全關所耗油量。

(三)蝶閥檢查。青峰嶺教學電廠蝶閥采用電動的方式，且具有手搖開啟功能，因此需檢查3號機蝶閥電機無動力電源時，檢查蝶閥是否手動可靠開啟和關閉。

(四)供水系統檢查。電廠冷卻水和部分潤滑用水采用前池自流供水，供水閥門可手動開啟，因此需要檢查冷卻水壓力是否正常，冷卻水閥門是否可靠啟閉。

(五)其他設備檢查。為了保證機組能夠正常手動開機，還需檢查排水系統是否正常運轉、出口開關是否有效跳合、制動系統是否有效投入/退出以及主機(水輪機、發電機)保護是否復歸。

四、操作步驟

根據電廠實際主接線方式以及設備運行方式(如圖1所示)，以電廠黑啟動實例為依據，用3號機作為黑啟動實施機組，詳細操作步驟如下：(1)檢查蝶閥位置，手搖開啟蝶閥至30%開度。(2)檢查冷卻水壓力，手動開啟手動供水閥，使冷卻水壓力達到0.20MPa以上。(3)檢查風閘落到確切位置，若風閘未復歸，需手動復歸風閘。(4)手動開啟導葉。①在調速器控制柜上將調速器自動狀態切換為手動狀態。②打開調速器集油槽蓋板，手動關閉調速器供油閥。③將調速器控制柜下方“液動/手動”把手切換為手動。④逆時針操作接力器手動轉盤，直至將轉盤及鎖定卡環旋至鎖定拉桿位置，并將拉桿“自動”位置推進到“手動”位置。⑤檢查事故信號復歸，兩人順時針手動操作轉盤，將導葉開度開至啟動開度(空載開限為15%)，并注意觀察調速器控制柜上顯示屏，通過手動旋轉轉盤調整機組頻率保持50Hz。(5)檢查勵磁系統處于備用狀態，機組轉速大于95%額定值，滿足起勵條件。(6)零起升壓。①確認發電機斷路器在斷開位置，機組未起勵。②調節勵磁系統控制器起勵電壓參數，將起始電壓調整為30%。③確認滅磁開關在合閘位置，按下“就地啟動”按鈕；④監視發電機機端電壓，當無電壓時，間斷按“手動初勵”按鈕直至有電壓指示；⑤檢查勵磁風機運轉正常，間斷按“就遞增磁”，待機端電壓至100%UN時停止；⑥檢查機端電壓三相平衡，修改起始電壓為100%。(7)檢查現地保護屏上“遠方/現地”切換開關為現地操作，并手動無壓合上3號機出口斷路器。(8)合上3號機配電屏內勵磁風機、調速器油泵、機端變壓器風機以及冷卻水電磁閥四個負荷開關。(9)合上1號廠用變高壓側652開關，拉開廠用配電II段屏(1)上2號廠用變低壓側開關402QF，合上廠用配電I段屏上1號廠用變低壓側開關401QF。(10)手動操作轉盤，監視3號機頻率，將3號機頻率穩定在50±4%Hz以內。(11)切換調速器狀態。①待3號機頻率穩定，將鎖定拉桿由“手動”位置推進到“自動”位置。操作手動轉盤，退出轉盤鎖定，并將轉盤旋出至初始位置。②檢查鎖定退出到位，順時針將轉盤及鎖定卡環一并旋出至螺桿端部。③檢查轉盤旋出到位，將調速器控制柜下方“液動/手動”把手切換為“液動”。④檢查把手切換到位，手動打開調速器集油槽內供油閥。⑤檢查3號機頻率在50±4%Hz以內，在調速器控制柜上將手動狀態切換為自動狀態，監測3號機頻率穩定在50Hz。⑥檢查3號機頻率穩定在50Hz，并安裝集油槽蓋板。

圖1 青峰嶺教學電廠主接線圖

五、結論

在用3號機執行黑啟動恢復全廠電時，需注意各個手動操作應切換到位以及保護裝置的變化，同時在恢復全廠動力電后應立即將各個設備切換回自動操作或遠程控制模式，防止設備誤動。

根據該黑啟動方式，有效地恢復了青峰嶺教學電廠全廠動力電，驗證了該方案的有效性，為同類型電廠黑啟動方案的制定積累經驗，同時為水電人才培養提供一定的原始依據。