尼尔基发电厂黑启动试验

叶成文

(嫩江尼尔基水利水电有限责任公司,黑龙江齐齐哈尔 161005)

尼尔基发电厂黑启动试验

叶成文

(嫩江尼尔基水利水电有限责任公司,黑龙江齐齐哈尔 161005)

介绍了尼尔基发电厂的基本概况,同时鉴于黑启动试验的必要性,为提高尼尔基发电厂的供电可靠性,进行了黑启动试验,试验情况良好。

黑启动试验;必要性;供电可靠性

1 概述

尼尔基发电厂位于黑龙江省与内蒙古自治区交界的嫩江干流上,共安装 4台单机容量为 62.5 MW、额定电压为 13.8 kV的水轮发电机组。年发电量 6.144×108 kW◦h,年利用小时数 2 458 h。尼尔基发电厂由一回出线接入齐齐哈尔地区拉东220 kV变电所,向东北北部电网供电,在系统中主要担负调峰任务。

尼尔基发电厂电气主接线为发电机与变压器组合为两机一变扩大单元接线,220 kV侧为单母线出线、断路器带旁路接线,厂用电源分别取自两组扩大单元发电机电压汇流母线,并从地区变电所10 kV引接厂备用电源,地区变电所电源接至拉东220 kV变电所。

尼尔基水利枢纽具有防洪、工农业供水、发电、环保、航运等综合作用。为预防在失去厂用电而短时间不能恢复送电的情况下,保证向下游工农业区供水,溢洪道设备正常运行,减少停电事故造成的损失,非常有必要进行黑启动试验,从而提高尼尔基发电厂抵御全厂停电事故应急能力。

2 黑启动试验前的准备工作

2.1 励磁系统试验

尼尔基发电厂励磁系统采用静止式可控硅整流励磁方式。励磁电流取自发电机机端,经过整流变压器降压、全控整流桥变流直流励磁电压,由晶闸管脉冲相位进行控制。起励装置在开始起励时先采用残压励,如果在 5 s内励失败,起动外接辅助就励回路。励磁系统使用的交流电源是厂用电源和自用电源,两段电源互为备用,柜内有自动切换装置。模拟励磁系统处于全部停电状态,机组自动开机,手动加励磁建立电压,电压被成功建立,励磁系统运行正常。

2.2 调速系统试验

尼尔基发电厂调速系统由机电一体柜、油压装置、反馈装置、测速装置、漏油装置等组成。调速器为具有 PID调节规律的步进式可编程微机调速器,额定操作油压为 6.3MPa。压油装置自动打压最低油压为 5.7 MPa。模拟调速系统处于全部停电状态,油压在 5.7 MPa,机组手动开机至额定转速,油压装置油压下降范围满足要求,调速系统运行正常。

2.3 开机试验前设备运行状态(以 4号机组为例)

a.3号机停止备用,出口开关 1331及出口刀闸13311在开位。

b.10.5 kVII段母线所有负荷倒 I段运行,2号厂用变高压侧开关 13021在合位,低压侧 2开关在分位。

c.2号主变高压侧开关 2202在分位,高压侧刀闸 22021在分位,中性点 22022刀闸在合位。

2.4 第一次试验方案(4号机油压为 6.0～6.3

MPa)

a.检查 4号机压油罐油压在试验定值范围内,并由专人监视记录油压及油面。

b.将 4号机压油泵手/自动切换把手放切。

c.将 4号机旁动力盘上励磁风机动力电源切除。

d.4号机调速器在自动,调速器交流电源切除。

e.4号机 A、B套励磁调节器切手动,系统电压跟踪退出,残压启励退出,零起升压投入。

f.将同期选择把手放切除位置,通知值长上位机自动开机。

g.机组转速建立后,确认发电机出口残压低于0.3 kV,开关操作把手放试验位置,手动合 4号机出口 1341开关。

h.待 4号机转速达到 90%以上额定转速,操作4号机励磁调节器,零起升压至 13.8 kV,将励磁调节器切自动。

i.将 4号机励磁风机动力电源投入。

j.将 4号机压油泵手/自动切换把手放自动。

k.将调速器交流电源投入。

l.合上 2号厂用变压器低压侧 2开关,将 10.5 kVⅡ段负荷倒回,由 4号机单独带厂用电,至机组带 0.4 kV动力电源后,记录油压、油面及试验结束时间,并实测机组震动、摆度等运行情况。

m.将 10.5 kVⅡ段负荷倒至 10.5 kVⅠ段,拉开 2号厂用变压器低压侧 2开关。

n.试验结束,4号机停机。

2.5 第二次试验方案(4号机油压为 5.7～6.0 MPa)

a.重复第一次试验方案中 a～e项措施。

b.将同期选择把手放切除位置,通知值长 4号机上位机自动开机。

c.观察记录油压下降情况。

d.重复第一次试验方案中 g～k项试验步骤,不带厂用电负荷。

e.通知值长将 4号机停机。

2.6 试验全部结束后 4号机组恢复备用方案

a.将包括励磁装置、调速器、压油装置等恢复正常状态。

b.检查 2号主变高压 2202开关在分位。c.合上 2号主变高压侧 22021刀闸。

d.检查 2号主变中性点 22022刀闸在合位。

e.拉开 2号厂用变高压 1302开关。

f.联系调度给 2号主变充电。

g.合上 2号主变高压侧 2202开关,检查充电良好。

h.合上 2号厂用变高压 1302开关。

i.合上 2号厂用变低压 2开关(给 10.5 kVⅡ段母线充电)。

j.将 10.5 kVⅡ段厂用电倒回,厂用电系统恢复正常方式。

k.合上 3号机组出口 13311刀闸,3号机组恢复正常备用。

l.合上 4号机出口 13411刀闸,4号机组恢复备用状态。

m.全面检查,主系统、厂用系统恢复正常状态。

3 黑启动试验

3.1 第一次试验

2008年 1月 11日上午 8时,运行人员将 2号主变停电,3号机组停止备用,厂用电负荷倒至Ⅰ段,4号机组处于试验准备状态。8时 12分,4号机组压油泵电机把手放“切除”位置,当时油压 6.3MPa,4号机组 A、B套励磁调节器切手动,系统电压跟踪退出,残压启励退出,零起升压投入。8时 18分,4号上位机下达空转开机令,转速额定后机组电压自动建立在 2 000 V,将“整流 /逆变”把手切“逆变”位置后,检查机端电压为 0 V,合上 4号机组出口断路器,再将把手切“整流”位置,按起励按钮及 DDL触发按钮,然后手动增励至 13.8 kV,将励磁调节器切自动。试验过程中,从开机令下达到机端电压达到额定用时 7 min,浆叶无动作,油压下降 0.35 MPa,油面降低 140 mm,8时 47分,带Ⅱ段厂用电及生活区负荷,机组振动、摆度、电压及频率变化均满足要求,8时 57分 4号机组停机,第一次试验结束。

3.2 第二次试验

压油罐油压在 5.8 MPa,9时 07分,4号机组油压油装置油泵电机把手放“切除”位置,9时 11分,上位机下达空转开机令,试验步骤同第一次试验,9时 15分机端电压建立,油压装置油压降低至 5.7 MPa,油面下降 80 mm。第二次试验时是以油压最不利的情况考虑,从开机令下达到机组能够正常励这个时间段内,观察油压下降情况完全满足正常开机条件,试验达到预期目的,试验结束。运行人员按恢复备用方案将系统恢复到备用状态。

经过上述不同油压状态下开机试验,证明即使油压在最不利情况下也能够满足机组开机并带负荷,黑启动试验圆满成功。

4 结束语

黑启动试验的成功,证明尼尔基发电厂在拉东变电站与尼尔基线路解列,同时莫旗变电所停电条件下,也能正常开机带厂用负荷及生活区负荷,保证尼尔基水利枢纽的正常运行。

Black start test in NIERJI power plant

YE Chengwen
(Nen jiang NierjiWater Resources and Hydropower Co.,Ltd,Qiqihar 161005,China)

This paper introduces the basic profiles of Nierjihydroelectric power plant,while black start tests in view of the need to improve power plant reliability Nierjiconducted Black Start Test,test in good condition.

black start test;necessity;power supply reliability

TM733

B

1002-1663(2010)01-0052-02

2009-11-10

叶成文(1974-),男,1999年毕业于福州大学电力系统及自动化专业,工程师。

(责任编辑 路松)