宁波市白溪水库电站黑启动分析

陈宇翔　项小平　谢敏辉

摘要：白溪水库位于浙江省宁海县境内，担负宁波电网峰荷及宁波城区供水的任务。目前，宁波城区生活用水将近一半由白溪水库供应，社会作用较大，保证供水至关重要。保证供水首先要保证供电的持续，在电同停电时，要保证供水安全，就必须要求水电机组有自启动的能力，这就是黑启动。

关键词：水电机组；电网停电；黑启动

中图分类号：F287.7

文献标识码：A

文章编号：1672-3198(2009)09-0281-01

1水电机组黑启动必须具备的条件

1.1水能问题

水电机组黑启动第一需要具备的条件是水能问题，水能是使水电机组变成机械能继而产生电能的重要源泉。如果在电网发生故障而发生停电时，水电机组的进水口闸门也随之而关闭，这时如果进水口闸门的启闭系统是采用动力电源启动，则进水口闸门就失去了启动能力，机组就失去的水能，也就失去了黑启动的条件。同样的当事故机组设有主阀或圆筒阀，如果电网发生故障而发生停电时，水电机组的主阀或者圆筒阀也随之关闭，而这些主阀或者圆筒阀的启动也是需要动力电源时，这时主阀或者圆筒阀也就开不起来，机组就失去水能，也就失去了黑启动的条件。如果进水口闸门、主阀或者圆筒阀是采用油压操作时，黑启动条件还是可能具备的。

白溪电站的进水口闸门是在开启状态，并用工字钢固定，在停电时不会关闭。水电机组采用的钢管主阀是由油压控制，在不发生水电机组本身故障时，主阀不会自动关闭。就算意外关闭，主阀的操控系统还有手动开启操作手柄可以手动开启主阀。

1.2调速器的工作油压

调速器的工作油压是水电机组黑启动开机必须具备的条件之一。这个油压应大于导叶最低开启关闭油压，一般地说这个油压在水电机组中是能够得到保证的。因为水电机组的启动试运行期间，按照水轮发电机组安装技术规程GB／T8564－2003的规定，需要进行低油压关闭导叶试验。而水电机组因电网故障解列停机，水电机组失去厂用电时，调速器的工作油压都在正常油压工作范围内。调速器工作油压有下列几个档次：低油压关闭导叶油压、备用油泵启动油压、工作油泵启动油压、复归油压。我厂采用DJT－5000－K型可编程调速器，有工作可靠，耗油量小的特点。工作油压也就分成上述几个档次。

1.3关于直流电源问题

当电网发生故障停电时，水电机组失去了交流电源，这时水电机组要进行黑启动，蓄电池供电是全厂仅有的直流电源，它可以是直流供电，也可能是逆变供电，是电站继电保护操作、监控、励磁、调速器、事故照明，以及控制系统等的主要电源。我电厂设有专门的蓄电池直流系统，直流系统分为两段母线分别供电，保证了供电的可靠性和安全性。在发生故障时，能有效发挥作用。并且，我们在重要设备上，还专门设置了UPS系统，保证供电的连续。

1.4励磁系统

励磁系统是保证水电机组发电的主要条件之一，它需要考虑二个问题。一是水电机组励磁系统的启励问题，当励磁系统的启励是采用零起升压时，依靠的是机组的残压启励，对黑启动没有影响。但是如果是依靠直流电源启励建压，然后切换至自励回路进行，只要直流电源容量合适，还是可以满足水电机组黑启动要求的。二是励磁功率柜的冷却问题。如果励磁变采用干式变压器自然冷却方式时，它对黑启动没有影响。但是励磁功率柜如果是采用交流风机强迫风冷，在全厂失去交流电之后，水电机组黑启动只要在短时间内能完成，估计问题不是很大，不过这一问题最好应在试验中求证。

1.5黑启动的供排水问题

以上四个问题是水电机组黑启动必须具备的条件，为了保证水电机组黑启动能够做到迅速、安全、稳定投入系统运行，我们还必须考虑下列两个问题。

1.5.1润滑水及冷却水问题

水电机组的运行，润滑水与冷却水是必不可少的。一般来说，水电机组的技术供水如果是采用自流供水方式，这个问题对水电机组黑启动是没有影响的。我厂机组冷却水直接来自引水钢管，只要发电有水，冷却水就不会断。机组排水及渗漏排水问题。

对于混流式或冲击式水轮发电机组来说不存在机组排水问题，但对于轴流式机组来说，顶盖排水一般是用水泵排水，因此对轴流式机组或贯流式机组可能会有一定的困难，因此做为黑启动的水电机组，尽量不采用轴流式水轮发电机组或贯流式水轮发电机组。如果采用轴流式机组进行黑启动，建议顶盖排水加设喷射泵排水也是可行的。

1.5.2是渗漏集水井排水问题

如果停机过长再投入水电机组的黑启动，渗漏集水井排水就是问题。如果停机时间不长，问题可能不大。

2白溪电站黑启动实例

在过去的运行中，发生雷击，造成白溪水库电站双路进线开关跳闸，水轮发电机组跳闸停机。在联系宁海县调答复不能短时间内恢复时，我们就要做好黑启动的准备。

首先，检查主阀没有关闭并检查机组停机正常，然后打开机组冷却水。检查冷却水正常后，把调速器控制方式切手动，拔出锁定，开导叶至启动开度，然后切自动，调速器会自动跟踪50HZ频率进行调节。合上灭磁开关(事故停机如果没有跳闸就不用合)，点击励磁触摸屏零起升压选项，建压。通知中央控制室，合上发电机开关，带上6.3KV母线电压，再合上厂变低压侧开关和几个400V母联开关，恢复厂用电，保证供水。