柬埔寨甘再水电站黑启动分析

石全 胡崇刚

摘要：文章介绍了柬埔寨甘再水电站机电设备概况和黑启动的必要性，分析了甘再水电站黑启动的条件，结合甘再水电站实际情况，进一步对机组黑启动方案和恢复主网架送电过程中的操作、注意事项进行分析。

关键词：黑启动；电源；调速器；甘再水电站

中图分类号：TV513 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）29-0108-02

1 概述

所谓黑启动，是指整个电力系统因故障停运后，在无法依靠其他电网送电恢复的条件下，通过系统中具有自启动能力的机组自身的动力资源或备用电源使发电机组启动，带动无自启动能力的机组，逐步扩大电力系统的恢复范围，最终实现整个电力系统的恢复。水轮发电机组没有复杂的辅机系统，厂用电少，消耗自身动力资源或直流电源少，启动速度快，是方便、理想的黑启动电源。

2 甘再水电站概述

甘再水电站位于柬埔寨西南的贡布省（Kampot）境内，甘再（Kamchay）河干流上。距首都金边约150km，距省会城市贡布约15km。是目前中国公司在柬埔寨投资经营的最大一个BOT项目，也是柬埔寨现已投运的最大水电站，它由PH1、PH2、PH3三个电站组成，共8台机组，总装机容量为194.1MW，是柬埔寨电力系统内的骨干调峰电站。

PH1电站安装3台60MW竖轴混流式水轮发电机组。发电机——变压器组合方式采用一机一变单元接线，230kV高压侧接线方式采用扩大桥型接线，通过2回230kV输电线路，就近接入Kampot变电所，线路全长约10Km。厂用系统采用单母线分段接线，自各发电机出口分别引出1个厂用分支，厂用外来电源由PH3至PH2的22kV线路T接1回22kV线路

提供。

PH2电站为PH1下游的反调节电站，安装有3台灯泡式贯流机组和1台轴伸贯流机组，总装机容量10.1MW。以2回22kV输电线路同时送往Kampot变电所。本站厂用电系统电源，自每一扩大单元发电机电压回路取一回厂用电源，另设置一台柴油发电机作为备用电源，以保证电站厂用电源的可靠性及作为电站启动电源。

坝后PH3电站，装机容量4MW，以一回22kV线路送往PH2，经PH2站22kV出线接入系统。接于电站6.3kV母线上的厂用变压器作为厂用第一电源，另从坝区配电室引接一回400V电源作为厂用电第二电源。坝区装设的250KW柴油发电机可兼作该电站备用电源。

3 甘再水电站黑启动的必要性

柬埔寨电网规模小，电力需求大，电厂建设相对滞后，造成系统电力供应不足，供电可靠度低。

甘再水电站与系统联系薄弱，其两回230kV出线和两回22kV出线均接于同一个变电所。一旦Kampot变电所失电，甘再电站将处于全“黑”状态。在与系统失去电源联系时，无法从外界获取电能的时候，一方面，电站上游水库水位由于失去厂用交流电源无法开启泄水闸门而不断升高，存在水漫大坝，甚至可能有垮坝危险；另一方面，厂内渗漏水不能及时排出，存在水淹厂房的可能。因此，甘再水电站必须具备黑启动能力。

4 甘再水电站黑启动条件分析

4.1 调速器及油压系统

PH1电站采用三台型号为WDT-80-4.0可编程块式微机电液调速器，其中主配压阀为美国GE公司生产。调整器可保证机组在各种运行工况下出现故障时的安全性。该水电站压油装置采用的是YZ-2.5-4.0压油装置。该装置由压油罐和回油箱两部分组成。机组开机至空转一次，油压下降约0.2MPa，油位下降12cm。

4.2 励磁系统

电站机组黑启动后，必须对空载或轻载的长输电线路充电。由于对地电容的存在，势必造成机组及线路的电压升高。对系统恢复时可用全压式充电、低电压充电和零起升压三种方式。考虑到甘再电站距Kampot变电所输电线路不长（线路全长约10km），对地电容不大，甘再电站黑启动成功后采用全电压充电方式向系统供电。

4.3 进水阀

正常情况下进水蝶阀为全开状态，甘再水电站机组多，“黑启动”时可选择进水蝶阀在全开位置的机组启动。遇紧急情况，可通过储油罐内压力油快速将进水阀关闭。

4.4 技术供水系统

技术供水系统主要供水轮发电机空气冷却器及机组各部轴承冷却用水及主变冷却器用水。

PH1、PH2电站技术供水系统均采用水泵供水方式。技术供水泵在失去交流电源的情况下，将无法向系统供水。PH1电站立轴混流式机组各部轴承在冷却水中断的情况下，轴瓦温度升高较快，不满足“黑启动”条件；而PH2电站灯泡贯流式机组虽无冷却水供应，但重力油箱中的备用油可短时保证机械设备润滑和散热，控制各个轴瓦、润滑用油以及冷却用油的温升在正常工作范围内。

PH3电站冷却水系统采用自流减压供水方式。手动打开钢管取水手动阀，就能保证冷却水供应。

4.5 备用电源

PH3站可用坝区装设的250kW柴油发电机作该电站备用电源；PH2装有一台104kW柴油发电机作为备用电源，以保证电站厂用电源的可靠性及作为电站启动电源。

5 甘再水电站黑启动方案

5.1 黑启动方案（一）

电网系统事故，PH1站230kV出线L1、L2失电、PH2站22kV出线L1、L2失电，本站八台机组均停机备用，全站厂用电消失。通过PH3站机组启动恢复站内22kV系统，供PH1站厂用电后实现电站“黑启动”向电网供电：

5.1.1 确认230kV线路失压后，手动断开PH1站L1出线111开关、L2出线112开关，并安排人员查看机组及保护动作情况。

5.1.2 确认22kV线路失压后，手动断开PH2站L1出线221开关、L2出线222开关，并安排人员查看机组及保护动作情况。

5.1.3 向电网调度员汇报事故简况。

5.1.4 立即安排值班人员检查应急照明投入情况，各站渗漏集水井水位情况。

5.1.5 断开站内22kV系统211、223、231开关。

5.1.6 检查确认644、641、642、643、645、632、612、614、615开关在断开位置；检查坝区柴油发电机出线隔离开关QS4在合闸位置。

5.1.7 启动坝区柴油发电机DG至起励建压正常，手动合上柴油发电机出线644开关，检查坝区厂用电400VⅠ段电压正常，手动合上母联643开关，坝顶启闭机能够满足提门泄洪的要求。

5.1.8 按操作程序合上645、631、633开关，迅速逐级恢复PH3站0.4kVⅠ、Ⅱ段厂用电、全厂照明系统。

5.1.9 迅速启动PH3发电机组。机端带电正常后，采用无压合闸的方式合上发电机出口531开关。

5.1.10 手动依次合上231、211、617开关，恢复站内22kV系统，继而恢复PH1站厂用电。

5.1.11 向电网调度汇报PH1站厂用电已恢复，机组备用等待调度指令。

5.2 黑启动方案（二）

电网系统事故，PH1站230kV出线L1、L2失电、PH2站22kV出线L1、L2失电，本站八台机组均停机备用，全站厂用电消失。通过PH2站机组启动恢复站内22kV系统，供PH1站厂用电后实现电站“黑启动”向电网供电：

5.2.1 确认230kV线路失压后，手动断开PH1站L1出线111开关、L2出线112开关，并安排人员查看机组及保护动作情况。

5.2.2 确认22kV线路失压后，手动断开PH2站L1出线221开关、L2出线222开关，并安排人员查看机组及保护动作情况。

5.2.3 向电网调度员汇报事故简况。

5.2.4 立即安排值班人员检查应急照明投入情况，渗漏集水井水位情况。

5.2.5 断开站内22kV系统211、223、231开关。

5.2.6 检查确认621、622、623、612、614、615开关在断开位置。

5.2.7 启动PH2柴油发电机DG至起励建压正常，手动合上柴油发电机出线624开关，检查厂用电400VⅠ段电压正常，手动合上母联623开关，恢复0.4KVⅠ、Ⅱ段厂用电、全厂照明系统。

5.2.8 迅速启动PH2发电机组。机端带电正常后，采用无压合闸的方式合上发电机出口421开关（以G1为例）。

5.2.9 合上厂变ST1进线425开关、低压侧621开关，恢复对0.4KV厂用电供电，停止PH2柴油发电机。

5.2.10 手动依次合上224、223、211、617开关，按操作程序逐步恢复站内22kV系统，继而恢复PH1站厂用电。

5.2.11 向电网调度汇报PH1站厂用电已恢复，机组备用等待调度指令。

6 结语

采用黑启动安全恢复电网或站用电运行是可行的，因此，各个电站的黑启动工作要在注重设备实际，把握实质，灵活应用，认真应对的基础上，根据具体情况制定各自的恢复方案，利用自身优势，通过进一步对电网安全恢复的探索和实践，提高水电站黑启动实际快速响应能力。

作者简介：石全（1973—），男，四川都江堰人，中国水利水电第十工程局有限公司机电安装分局工程师，研究方向：水电站运行管理；胡崇刚（1976—），男，四川都江堰人，中国水利水电第十工程局有限公司机电安装分局助理工程师，研究方向：电站运行管理。