水轮发电机黑启动及孤网运行研究

  水轮发电机黑启动及孤网运行研究  摘要：对于水电厂机组运维管理来说，一旦出现全厂失压的情况，必须将机组快速开启，恢复厂内供电，一旦无法及时恢复厂用电，水电厂将面临水淹厂房的危险。水轮发电机的黑启动及孤网运行每个电厂都必须面对，文章主要对某电厂机组黑启动后，孤网运行进行研究，分析了当前电厂实际运行过程中存在的问题，并提出相应的发展 意见 文理分科指导河道管理范围浙江建筑工程概算定额教材专家评审意见党员教师互相批评意见 与建议，从而增强电厂实际运行效益。关键词：黑启动；孤网运行；改善效果1电厂情况概述某电厂上游水库正常蓄水位40.5m，相应库容4.743亿m3。电厂共 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 安装了5台灯泡贯流式发电机，每台发电机额定容量为30MW，全部装机容量为150（5×30）MW，主变压器2台（1#主变容量为63000kVA，2#主变容量为100000kVA），1#、2#发电机及3#、4#、5#发电机分别由1#主变、2#主变经1条220kV母线通过空王Ⅰ线及空王Ⅱ线并入对侧王家坪变电站，厂用变压器2台（容量为1600kVA），近区变压器1台（容量为5000kVA），10.5kV近区线路5回。当前该电厂实际运行过程中已经具备了相应的各项设备，设备运行的各项条件已经成熟，在设备实际运行过程中具有显著的应用优势，对系统的有效运行提供了必要的设备与技术支持。2水轮发电机黑启动需具备的条件2.1机组发电的能量来源电力设备运行过程中首要解决的问题之一即为电力能量问题，要求能够为电力机组的有效运行提供必要的能源与设备支持。水电厂发电机组的目的就是将水能转变成电能，通过水冲击桨叶转动，再由桨叶带动发电机转子转动，转子在定子内旋转切割磁力线产生电流，再通过定子将电流输出，从而实现水能转变为电能，因此水能是水轮发电机能够发电所需具备的首要条件。这是当前水电厂运行中主要采取的技术处理方式之一，很多水电厂在发展过程中为了更好地利用能源，不断加强对相关能源设备的有效研究与利用，与当地电力产能工作的实际开展需要与要求相结合，在电厂内部探索构建相应的发展模式，不断加强对相关能源设备的有效开发与利用，增强设备利用效率。2.2调速器系统要求为了保证电力机组网络的有效运行，要求加强对设备机组运行性能的研究与分析，其中的重要构成之一为调速器系统运行问题。调速器系统正常是机组启动的必备条件，灯泡贯流式机组导叶桨叶的开关完全由调速器系统控制，保证调速器系统正常，才能保证黑启动的正常进行。水电机组在启动试运行期间，需按照《水轮发电机组安装技术 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 （GB/T8564—2003）》及《灯泡贯流式水轮发电机安装工艺规程（DL/T5038—2012）》的规定，需要开展机组调速器液压系统低压力开机试验。2.3直流系统要求电厂直流系统在正常运行时，由厂用交流电通过整流柜整流后通过直流母线输出供电，正常情况下直流蓄电池通过交流浮充电为蓄电池充电。当出现全厂失压时，直流系统自动切换至蓄电池供电，经实际验证两组蓄电池至少可提供全厂机组监控系统、保护系统、励磁系统、调速器系统及事故照明、直流高压顶起油泵、轴承油电动球阀等辅助设备供电3h以上，不断优化直流系统的实际运行情况，建立系统性的发展与管理机制，增强系统实际运行效益，为机组黑启动所必备的直流电源提供了充分保证。2.4机组励磁系统要求发电机励磁系统是供给同步发电机励磁电流的电源及其附属设备的统称。它一般由励磁功率单元和励磁调节器两个主要部分组成，包括直流励磁机、无刷励磁机、交流励磁机等，励磁系统是机组发电的必备要求，必须满足并保证励磁系统的有效运行。电厂机组励磁为自并激励磁系统，有残压起励和零起升压两种方式，因直流蓄电池容量够大，完全能满足单台机组零起升压要求。励磁变压器为干式变压器，所以不存在冷却问题。故全厂失压情况下，励磁系统可以满足机组黑启动要求。2.5厂用交流电要求电厂厂用交流电共分为3段，分别是厂用电Ⅰ段、厂用电Ⅱ段和厂用电Ⅲ段，且3段厂用电互为备用，厂用电Ⅰ段和厂用电Ⅲ段可分别通过断路器带厂用电Ⅱ独立运行，也可3段厂用电通过断路器连接在一起运行。机组辅机电源由两台800A的断路器连接至厂用电Ⅰ段和厂用电Ⅲ段，2台断路器互为备用，两台断路器自带备自投装置，可随时相互切换，但不能同时投入运行。全厂保安电源为1台300kW的柴油发电机，柴油发电机接入厂用电Ⅱ段中。全厂失压的情况下，需将与厂用电Ⅰ段或厂用电Ⅲ段与厂用Ⅱ段相连接的断路器断开，确保柴油发电机只给厂用电Ⅰ段、厂用电Ⅱ段或厂用电Ⅲ段供电。根据实际检验，厂用交流电的设计能满足机组黑启动要求。3发电机黑启动电厂机组黑启动程序经过多年优化，简化了开机流程，空冷器冷却水泵、冷却风机均不启动，机组黑启动时各系统所需的直流电源来自于直流系统，辅机只需要启动一台轴承油泵、一台调速器油泵和轴承油冷却水泵即可满足开机要求，一台直流高压顶起油泵可满足开机要求，故交流高压顶起油泵可不投入运行。厂内保安电源柴油发电机功率只有300kW，调速器油泵功率为110kW，轴承油泵功率为37kW，轴承油冷却水泵功率7.5kW，柴油发电机功率满足开机要求。机组运行过程中，突然出现全厂失压情况时，所有机组全部进入紧急停机流程，机组紧急停机后，立即现场检查机组设备情况，现地复归所有影响开机的信号，至厂用配电室断开厂用电Ⅰ段或厂用电Ⅲ段联络断路器，断开厂用配电屏上多余的负荷开关，只留下一台机组的辅机进线电源，确认机组已无缺陷后，上位机直接黑启动机组开机，因灯泡贯流式机组启动实践很短，经试验10min内可将机组开启，短时间内可不启动厂区及渗漏排水泵，而定子转子温度在短时间内也不可能上升过高。机组通过黑启动程序开机进入空转状态，启动励磁系统，机组转入空载状态，黑启动过程结束。电厂优化后的黑启动程序，经实践证明，完全能满足机组开机要求，对机组设备不会造成任何损伤，可在其他灯泡贯流式机组推广运用。4发电机机组孤网运行水轮发电机孤网运行就是发电机与电力网络解列，所发出的电用于厂内设备，确保厂内各系统正常运行，所以机组孤网运行首先要考虑的就是在任何情况下，必须要保住厂用电，防止水淹厂房，还要注意的就是机组在运行过程中的电压和频率问题，频率变化超过0.2Hz，机组调速器系统会频繁动作，油温将会升高，且对用电设备也会造成损害。机组孤网运行时，由于已与电网解列，机组无法获取系统电压，频率和电压不会和并网时一样稳定，因此对机组调速器系统提出更高的要求，电厂孤网运行时负荷很小，导致机组不稳定，为解决机组孤网运行部稳定问题，对调速器系统进行改造，将调速器电气控制系统更换为北京中水科水电科技开发有限公司生产的控制系统，程序内设计了机组孤网运行模式，该模式下调速器不采集机组出口断路器合闸节点，调速器程序默认为机组仍处于空载状态，因此输出功率基本保持不变，调速器基本不会调节，而多次实践证明，该状态下孤网运行时全厂设备功率也基本可以保持无大的变化。电厂机组黑启动前，需要将主变高压侧断路器断开，如用1#或2#发电机孤网运行，因1#、2#机组与10.5kVⅠ段母线相连，而10.5kVⅠ段母线通过1#厂用变与厂用电Ⅰ段连接，所以此时需要将厂用电Ⅰ段与Ⅱ段之间的联络开关断开，待机组黑启动完成，转入孤网运行将厂用Ⅰ段电恢复后，再将柴油发电机停止，机组辅机动力进线电源会自动切换到由厂用Ⅰ段供电，如用3#、4#或5#发电机孤网运行，同理则需断开厂用Ⅲ段与Ⅱ段之间的联络开关。电厂机组孤网运行 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 已进行过多次试验和实际检查，方案成熟，可以在类似电厂进行推广应用。Reference[1]舒安稳，章泽生.提升线路稳定极限的送端电厂机组PSS参数优化[J].云南水力发电，2021，37（3）：120-124.[2]胡耘，张明，朱法华，等.超低排放背景下煤电机组氨管控存在的问题及对策探析[J].中国环境管理，2021，13（1）：76-79. -全文完-