铜街子水电站水轮发电机组黑启动试验方案

铜街子水电站水轮发电机组黑启动试验方案

1黑启动的问题黑船启动是指当工厂无线电干扰并打开大门时，根据水电装置的特点，完成设备的自我启动，或使用当前水库故障的备用电源（如柴油机等）打开大门，然后恢复一台或多台计算机的功率，然后完成机组的启动、降压和对工厂的无线电恢复，并与外部合作恢复电网的送电量。铜街子电站装机4×150MW,是目前四川电网在乐山片区最大的主力电源之一。该电站的顺利黑启动,关系到乐山片区电网在事故后是否能迅速恢复电网的正常运行。四川中鼎科技有限公司积累了丰富的混流式水轮发电机组的黑启动经验,而较混流式机组而言,转桨式水轮发电机组多了一套桨叶的油压操作装置,黑启动过程中的耗油量将大大增加,从而增加了黑启动的难度。鉴于此,四川省电力公司和龚嘴水力发电总厂会同四川中鼎科技有限公司的技术人员和专家进行了深入的分析和讨论,最终确定了黑启动试验方案,并在四川省电力公司调度中心的配合下完成了黑启动试验。2机组关闭至0开度轴流转桨式机组在停机后桨叶不会停留在0开度,而是会从0开度开启到一个预开启开度(一般在50%开度左右),而在机组开机至空载的时候,桨叶又会从预开启开度关闭至0开度,并网后才会与导叶协联。也就是说,机组从停机到开启至空载,桨叶会从0开度开启至预开启开度,然后又关闭至0开度,在这样来回的过程中,由于桨叶操作压力很大,从而造成油压大幅下降,致使机组每次开停机过程,油压工作泵都会动作。3油压机的油压和油位的特征值率(1)动手排压,低油保护在机组空载工况下,切除三台泵工作电源。对压油罐进行手动排压,直到机组事故低油压保护动作。从实测结果看,机组事故低油压整定值为2.8MPa,实际动作值也为2.8MPa,机组能安全停机。(2)3.6mpa启动至空虚状试验机组处于停机态、切除油压装置油泵,调整压油罐油压至3.6MPa后,手动开机至空载状态,记录油压和油位的下降情况。(3)按按系统计算压力机组处于空载工况、切除油压装置油泵,调整压油罐油压至3.6MPa后,上位机发停机令,机组自动关机,记录油压和油位的下降情况。(4)调整油罐加压MPa开机至空载工况试验。机组处于停机状态,切除油压装置油泵,调整压油罐油压至3.2MPa后,手动开机至空转状态,记录油压和油位的下降情况。(5)改性处理后油位观察机组开机至空载工况,油压提高至3.8MPa,切除油压装置油泵,机组并网并带满负荷(150MW),记录油压和油位的下降情况。机组带满负荷(150MW),将压油装置油压提升至3.8MPa,切除油压装置油泵,减负荷至空载工况,然后停机,记录油压和油位的下降情况。4高压力和压力方面的事故(1)机组开机至空载,压油罐油位下降0.50m;压力下降0.39MPa;(2)机组空载停机,压油罐油位下降0.47m;压力下降0.42MPa;(3)机组满负荷停机,压油罐油位下降1.08m;压力下降0.79MPa;(4)根据以上油压装置的油位和油压特征值率定结论,在不改变机组启动模式(导叶和轮叶保持协联)的情况下,考虑极端状况,即机组带满负荷(150MW)情况下,系统事故导致厂用电消失,机组停机。黑启动至带厂用电,油压下降约1.2MPa,油位下降约1.6m。考虑到电站事故低油压为2.8MPa,则即使将油泵启动压力提高到3.8MPa,也不能保证机组黑启动成功。5黑启动试验验证根据油压特征值率定结果,且不考虑机组停机过程,将机组黑启动油压设定为3.26MPa,对机组进行黑启动试验,试验结果见表6,试验过程滤波情况见图1。6黑启动能力(1)本次2#机组黑启动试验从机组停机状态开始进行操作,压油装置油压为3.26MPa,油位为1.08m,从开机到恢复厂用电历时7分42秒。机组具有黑启动能力,启动过程安全可靠,各种保护正常投入。(2)机组停机状态如油压装置油压高压为3.25MPa,能保证黑启动成功,而在低于3.25MPa时,则不能保证启动成功。从油压装置油压、油位特征值率定情况看,在正常运行情况下,即使将油泵启动压力提高到3.8MPa,也很难保证机组每次停机后油压值高于3.25MPa。(3)由于转桨式机组采用双油压操作系统,油耗较高,如不改变其开停机模式或对油压系统进行改造,则机组的黑启动能力将大受影响。7解决油罐压力下降和油位下降的问题(1)针对铜街子电站,由于其机组开、停机过程油压和油位下降比较大,限制了机组黑启动能力,而机组事故油罐压力较高(基本维持在4.0MPa),有一定的安全裕度,建议对事故油罐与工作油罐的联结管路进行改造,在事故油罐和压力油罐间加一联通管和单向阀,通过事故油罐向压油罐补油可以部分解决油压和油位下降的问题。由于事故油罐容积较压力油罐小,需同时考虑油压下降和油位下降的问题。(2)改进轴流转桨式机组开停机流程。在机组停机过程桨叶不预开启;正常开机过程中,先预开启桨叶,再关回。而黑启动开机则不对桨叶进行预开启,采用固定桨叶开机方式。(3)对于轴流转桨式水轮发电机组,建议设计单位和