電氣設(shè)備;接地;接零;應(yīng)用

1、電氣設(shè)備;接地;接零;應(yīng)用 摘要：通過對天龍湖電站機(jī)組黑啟動能力進(jìn)行的分析，經(jīng)過試驗，獲得了天龍湖電站具備黑啟動能力的結(jié)論。關(guān)鍵詞：機(jī)組黑啟動；分析；試驗方案；天龍湖電站1引言為了防范各種人為及自然災(zāi)害或電網(wǎng)設(shè)備故障等意外因素造成電網(wǎng)大面積停電，同時造成水電站全站失壓時，迅速啟動水電站機(jī)組，恢復(fù)電站廠用交流電，并實現(xiàn)對電網(wǎng)有序的送電，最大程度降低電網(wǎng)停電造成的損失。各電網(wǎng)公司及發(fā)電企業(yè)均在摸索和開展電站黑啟動試驗。水電站黑啟動是指在廠用交流電消失的和進(jìn)水閘門開啟的情況下，利用水電站機(jī)組的特點完成機(jī)組自啟動?；蚶盟娬臼鹿蕚溆秒娫慈绮裼桶l(fā)電機(jī)等開啟進(jìn)水閘門并恢復(fù)一臺或多臺機(jī)組的廠用交流電，繼而

2、完成機(jī)組的啟動、建壓、恢復(fù)機(jī)組自帶廠用交流電并對外配合調(diào)度恢復(fù)電網(wǎng)送電。天龍湖水電站位于四川省阿壩州岷江上游茂縣境內(nèi)。該電站安裝3臺6萬kW機(jī)組，總裝機(jī)容量18萬kW，電站保證出力4.81萬kW，年利用小時數(shù)5530小時，年發(fā)電量9.956億kW.h，具有周、季調(diào)劑性能。電站大壩為1933年疊溪地震所形成小海子的天然堰塞壩，取水口位于小海子海口上游150m處，沿岷江右岸經(jīng)長約6.7km的有壓隧洞引水至小寨溝上游建廠發(fā)電，尾水直接接入下游金龍?zhí)端娬緹o壓引水隧洞。電站出線兩回，1回220kV輸電線路接入金龍?zhí)峨娬静⑷朊h500kV變電站，另1回110kV輸電線路至110kV川主寺變電站。天龍湖電

3、站地處電網(wǎng)末端，且110kV出線送電至110kV川主寺變電站后輸電至黃龍機(jī)場和藏牧區(qū)，所以電廠的穩(wěn)定送電對保證機(jī)場用電和少數(shù)民族地區(qū)安定團(tuán)結(jié)具有特殊的政治意義。加之周圍地區(qū)電站也多不具備黑啟動能力，如果天龍湖電站能夠順利黑啟動，成功送電至110kV川主寺變電站和金龍?zhí)峨娬?、茂縣500kV開關(guān)站，將能夠很快恢復(fù)周圍電站及電網(wǎng)送電能力，整個電網(wǎng)的黑啟動也能夠在較短的時間內(nèi)實現(xiàn)。因此，天龍湖電站的黑啟動對于自身和系統(tǒng)的平安運行都具有重大的實際意義。2天龍湖電站黑啟動可行性分析及試驗天龍湖電站采用單元接線方式，冷卻水為水泵供水，球閥和調(diào)速器為油壓操作，廠房滲漏水較小，機(jī)組自動開機(jī)至空轉(zhuǎn)一般不超過3mi

4、n。制約機(jī)組黑啟動因素主要有：1黑啟動時，球閥及調(diào)速器油壓、油位是否滿足要求，會否引發(fā)事故低油壓；2球閥及調(diào)速器控制系統(tǒng)是否能脫離交流正常運行；3機(jī)組軸承在開機(jī)過程中無水泵供給冷卻水的情況下能否滿足時間需求；4黑啟動試驗失敗后，能否馬上利用柴油發(fā)電機(jī)恢復(fù)廠用電，防止引發(fā)事故。針對上述問題，首先對3#機(jī)組3#機(jī)組帶2#廠用變壓器做機(jī)組及輔助設(shè)備性能試驗。1球閥低油壓靜水啟閉試驗在機(jī)組停機(jī)、球閥關(guān)閉的狀態(tài)下，切除球閥油壓裝置油泵，手動排油，調(diào)節(jié)油壓到3.60MPa，同時注意保證油壓裝置的油位值維持在球閥接力器不會進(jìn)氣的油位值以上。手動操作開啟球閥，記錄球閥從全關(guān)到全開的時間和至全開時的油壓值；球閥

5、全開后，保持球閥油壓裝置油泵在切除狀態(tài)，觀察記錄球閥油壓裝置壓力降低至2.90MPa的時間，能否保證在30分鐘以上；在機(jī)組停機(jī)、球閥開啟的狀態(tài)下，切除球閥油壓裝置油泵，手動排油，調(diào)節(jié)油壓到2.90MPa，同時注意保證油壓裝置的油位值維持在球閥接力器不會進(jìn)氣的油位值以上。手動操作關(guān)閉球閥，記錄球閥從全開到全關(guān)的時間和全關(guān)時的油壓值；球閥低油壓靜水啟閉試驗試驗結(jié)果見下表2油壓裝置的油壓和油位特征值在機(jī)組滿負(fù)荷工況下60MW、調(diào)整機(jī)組油壓裝置和球閥油壓裝置油壓到3.6MPa，機(jī)組油壓裝置油位在正常范圍，球閥油壓裝置油位在正常范圍內(nèi)，切除機(jī)組油壓裝置兩臺油泵和球閥壓油裝置兩臺油泵。采取必要平安措施后，

6、在上位機(jī)將3F機(jī)組負(fù)荷減至"0"。并發(fā)停機(jī)令同時現(xiàn)地操作球閥關(guān)閉按鈕。觀察并記錄調(diào)速器油壓值和球閥油壓值。當(dāng)機(jī)組停機(jī)、球閥全關(guān)時記錄機(jī)組油壓裝置油壓、油位值，和球閥油壓裝置油壓、油位值；機(jī)組維持停機(jī)狀態(tài)下15分鐘后，分別記錄機(jī)組、球閥油壓和油位值后，開機(jī)至空載工況，分別記錄機(jī)組、球閥油壓和機(jī)組、球閥油壓裝置油位。以上過程中，監(jiān)視油壓裝置油壓不能低于事故低油壓整定值3.2MPa，油位不得低于低油位報警值，否那么手動啟動油泵維持油壓和油位。3模擬機(jī)組黑啟動時，勵磁風(fēng)機(jī)報警和機(jī)組事故低油壓試驗。在3#機(jī)動力電源正常的情況下，切除機(jī)組及球閥油壓裝置油泵，調(diào)節(jié)油壓裝置油壓到3.60M

7、Pa，按照黑啟動的步驟開機(jī)至空轉(zhuǎn)，再至空載，在機(jī)組空載工況下，調(diào)速器油壓維持在事故低油壓值之上和勵磁可控硅溫度及報警保護(hù)的歷時時間能否在30分鐘以上；假設(shè)一切正常，先切除球閥油壓裝置油泵，調(diào)節(jié)球閥油壓裝置壓力在3.1MPa，再斷開調(diào)速器油壓裝置控制柜工作電源，監(jiān)視調(diào)速器壓油罐上壓力表，同時調(diào)節(jié)調(diào)速器油壓到事故低油壓動作值，觀察記錄機(jī)組事故低油壓動作情況，記錄事故低油壓整定值和停機(jī)后的調(diào)速器油壓值、機(jī)組停機(jī)時間和球閥關(guān)閉時間?；謴?fù)調(diào)速器油壓裝置控制柜工作電源，恢復(fù)球閥及機(jī)組油壓裝置油泵至自動方式。試驗結(jié)果：滿負(fù)荷至空載工況油壓值：3.47MPa；滿負(fù)荷至空載工況油位值：405mm；空載至停機(jī)工況

8、油壓值：3.43MPa；空載至停機(jī)工況油位值：317mm；停機(jī)狀態(tài)15分鐘后油壓值：3.29MPa；停機(jī)狀態(tài)15分鐘后油位值：255mm；停機(jī)至空載工況油壓值：3.22MPa；停機(jī)至空載工況油位值：135mm。試驗結(jié)果說明：假定機(jī)組在滿負(fù)荷運行，調(diào)速器油壓裝置油壓處于正常低限油壓工作泵啟動壓力值時，系統(tǒng)事故，全廠失壓，此時機(jī)組在沒有動力電源的條件下事故停機(jī)，且在停機(jī)后，進(jìn)行15分鐘的巡視檢查后重新開機(jī)至空載建壓，恢復(fù)廠用電和調(diào)速器油壓裝置是可行的。4機(jī)組清水池冷卻水?dāng)嗨囼炾P(guān)閉3#機(jī)組清水池技術(shù)供水閥門3，同時關(guān)閉發(fā)電機(jī)空氣冷卻器供水閥3和主變冷卻水供水閥3。機(jī)組在備用狀態(tài)開機(jī)至空載，測試推力

9、軸承及各導(dǎo)軸承油溫和瓦溫上升情況，確定頂蓋技術(shù)供水滿足機(jī)組黑啟動的要求；5滲漏集水井切除滲漏集水井排水泵，記錄并計算集水井水位上升速率，確保黑啟動在集水井水位到達(dá)報警值前恢復(fù)廠用電，以免造成水淹廠房的事故。經(jīng)試驗，集水井水位上升速率：828mm/H，滿足黑啟動要求；6直流系統(tǒng)試驗前根據(jù)電廠實際直流系統(tǒng)負(fù)載計算出蓄電池正常供電的時間長度，同時測試蓄電池的內(nèi)阻值，均滿足要求。7機(jī)組水機(jī)及電氣保護(hù)試驗機(jī)組水機(jī)保護(hù)、發(fā)變組保護(hù)、廠高變保護(hù)投入正常，自動化元件、自動裝置工作正常。同時考慮到機(jī)組的黑啟動是在一種非正常狀態(tài)下的緊急啟動方式，在機(jī)組的機(jī)械保護(hù)、電氣保護(hù)方面充分考慮其對機(jī)組黑啟動的影響，必要時需

10、要閉鎖一些保護(hù)并降低機(jī)組啟動的要求。使機(jī)組能夠快速平安啟動。8事故備用電源做好事故備用電源柴油發(fā)電機(jī)的維護(hù)，在機(jī)組不滿足黑啟動條件的情況下，通過柴油發(fā)電機(jī)快速完成機(jī)組啟動帶廠用電的工作，確保廠房和機(jī)組的平安。根據(jù)上述試驗結(jié)果，證明天龍湖電站3#機(jī)組具備黑啟動條件，在準(zhǔn)備好各項預(yù)備工作和平安措施后，安排各操作、監(jiān)視及記錄人員全部到位，正式對3#機(jī)組進(jìn)行了進(jìn)行黑啟動試驗。試驗結(jié)果：試驗結(jié)果說明：1黑啟動試驗從開啟球閥到恢復(fù)廠用電歷時11分23秒92，黑啟動能力強(qiáng)，啟動過程平安可靠，各種保護(hù)正常投入。2從試驗結(jié)果看，調(diào)速器壓油罐壓力為3.35MPa時，機(jī)組黑啟動成功，事故低油壓保護(hù)未動作。3試驗過程

11、中關(guān)閉了3#機(jī)組清水池技術(shù)供水閥，同時關(guān)閉了發(fā)電機(jī)空氣冷卻器供水閥和主變冷卻水供水閥。機(jī)組采用頂蓋技術(shù)供水，推力軸承及各導(dǎo)軸承油溫和瓦溫正常，機(jī)組頂蓋供水能夠滿足機(jī)組黑啟動的要求；43#機(jī)組在帶本機(jī)廠用電時，其頻率和電壓合格。5對勵磁裝置的試驗證明，機(jī)組啟勵后，在勵磁風(fēng)機(jī)停運的30分鐘以內(nèi)，勵磁可控硅的溫度保持在平安范圍內(nèi)，勵磁裝置僅有報警信號，沒有事故停機(jī)保護(hù)出口。6由于黑啟動機(jī)組為非正常運行方式，鑒于水電站自動化水平較高、日常值班人員較少，為了在事故情況下有效實現(xiàn)黑啟動，同時又不擴(kuò)大事故，應(yīng)在全廠計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中，針對機(jī)組的黑啟動條件和方式包括開機(jī)條件、參數(shù)限制值及保護(hù)閉鎖等，增加機(jī)組的黑

12、啟動流程。7黑啟動本身是平安可行的，不會對機(jī)組及其輔助設(shè)備造成損壞。為了保證機(jī)組在事故情況下的快速平安黑啟動，應(yīng)把黑啟動試驗作為正常的事故預(yù)演工程，加強(qiáng)運行值班人員培訓(xùn)和事故時黑啟動的處理能力。3天龍湖電站黑啟動本卷須知1為盡量縮短開機(jī)帶廠用電時間，降低機(jī)組無冷卻水運行時間，開機(jī)前應(yīng)將系統(tǒng)運行方式準(zhǔn)備充分完善，把廠用電備自投恢復(fù)，一旦廠用電恢復(fù)成功，那么可自動恢復(fù)、啟動機(jī)組調(diào)整器壓油泵、技術(shù)供水泵、滲漏排水泵等重要廠用電負(fù)荷；2黑啟動失敗后要盡快利用柴油發(fā)電機(jī)恢復(fù)廠用電，防止引發(fā)重大事故；3110kV、220kV線路充電時，應(yīng)將重合閘退出。4結(jié)論2021年月日發(fā)生汶川大地震后，位于震中地區(qū)的天龍湖水電站生產(chǎn)經(jīng)營情況受到嚴(yán)重影響，電站與外界中斷51個小時，信息隔絕，陷入"孤島"。經(jīng)過緊張搶修，完成受損設(shè)備修復(fù)和系統(tǒng)測試工作，電站已具備發(fā)電能力，2021年5月24日，按照黑啟動方案，成功恢復(fù)廠用電，