摘要：介绍华光潭水电站机电设备情况和系统主接线图，介绍了黑启动的满足条件，在杭州电网瘫痪的情况下，通过厂用直流系统进行机组黑启动试验，简述机组黑启动试验恢复厂用电过程中的操作流程及注意事项。证明了华光潭水电机组具备黑启动的能力，同时也检验了黑启动方案的可行性。
关键词：华光潭水电站；黑启动注意事项；黑启动试验
1引言
黑启动，是指整个系统因故障停运后，系统全部停电，处于全“黑”状态，不依赖别的网络帮助，通过系统中具有自启动能力的发电机组启动，带动无自启动能力的发电机组，逐渐扩大系统恢复范围，最终实现整个系统的恢复。
2华光潭水电站机电设备概况
2.1华光潭水电概况
华光潭水电站属于梯级水电站，位于浙江省临安市分水江干流昌化江上游的巨溪.一级库总库容8257万m3；一级站装机容量2×30MW。二级库总库容341万m3，二级站装机容量2×12.5MW，总装机85MW。发电机出口额定电压10.5KV，额定频率50HZ。一级站一、二号发电机经1号主变（二机一变）及华联1121线送至二级站110KV母线，二级站三、四号发电机经2号主变（二机一变）汇集至二级站110KV母线，最后由华电1128线送出至方圆110KV变电站。电站主要以发电、系统调峰为主要任务，同时是杭州电网进行“黑启动”的首选电源。
2.2黑启动相关设备概况
2.2.1黑启动方式
在四台机组停机的状态下，若华电1128线路雷击或发生故障，华电1128线跟近区110KV线路同时跳闸，厂用一、二、三、四变压器同时失电。此时全厂失电，需进行黑启动试验，保障全厂设备运行。此次试验采用华光潭二级电站三号机组带2号主变，华联1121线，1号主变（一机带两变）方式进行黑启动保一、二级厂用电。主接线系统图1所示：
图1主接线系统图
2.2.2调速器系统
华光潭二级水电站调速器由武汉长江控制设备研究所提供，二级站机组调速器为插装阀式高油压GYT-5000K型，内置式单接力器调速器。机械液压部分采用了电液比例随动装置、高压齿轮泵等现代电液控制技术，电气硬件采用三菱FX2N系列可编程PLC，具有连续时变PID控制方法，无须人工干预，保证系统稳定并具有良好调节品质。采用AC220V、DC220V双路电源供电，交直流互为备用。
在全厂失电时，压油泵无法启动，取下事故低油压动作压板，防止黑启动过程中由于低油压而事故停机。在机组零起升压前，要先将机组出口断路器合闸（带主变），为避免机组在零起升压过程中检测不到频率而失稳，将调速器控制系统自动跟踪网频转为跟踪机组给定的50HZ的定频。
2.2.3励磁系统
华光潭二级电站水轮发电机组励磁系统是采用自并励可控硅励磁系统，主回路采用三相全控桥式接线，励磁调节回路采用广州擎天电气控制实业有限公司的EXC9000静态励磁系统进行励磁调节控制。该装置包括1一个整理柜，一个励磁调节柜，1个由起励装置、灭磁回路组成的灭磁柜、转子过电压保护回路及配套变压器组成。励磁调节器为双微机三通道调节器，采用微机/微机/模拟三通道双模冗余结构，这三个通道从测量回路到脉冲输出回路完全独立，正常方式为A通道运行、B通道备用；B通道及C通道自动跟踪A通道。采用AC220V、DC220V双路电源供电，交直流互为备用。机组正常起励方式用直流起励，正常灭磁时采用可控硅逆变灭磁，事故停机时用灭磁开关分闸，接入非线性电阻Zn0吸能灭磁，功率柜冷却方式为交流风机强迫风冷。
基于励磁本身设计原因，机组零起升压操作需要在励磁柜本地操作，可进入调节柜人机界面“起励操作”画面，选择“零起升压”功能投入，且应取下发电机出口断路器分闸位置“三号机带主变零升压板XB1”，为励磁系统提供起励条件。
2.2.4直流系统
华光潭二级电站直流系统由交流双电源进线自投、ED充电模块、蓄电池组、电压自动调节器（硅链降压装置）、中央监控单元、微机绝缘监测装置、电池巡检装置、各路直流输出等组成。系统采用DCB511G-300Ⅱ-110-7X20JD智能化中央监控装置（1套），电池采用108只300AH铅酸免维护蓄电池。
一号直流馈线柜有6个整流电源模块，其中U1～U4为高频电源模块ED22020-T；U7、U8为48V电源模块。正常运行时，高频电源模块U1、U2、U3供给直流合闸母线及供給蓄电池小于10A的浮充电流，该蓄电池可由中央监控装置进行均充电；合闸母线主要供给三、四机组合闸及起励电源。高频电源模块U4直接供给220V直流控制母线；控制控制母线主要供给三、四机组主阀、调速器、励磁等电源和机组保护操作电源、装置电源以及事故照明电源、通讯系统电源。
二号直流馈线柜有2个U5、U6高频电源模块ED22020-T，正常运行时，高频电源模块U5、U6直接供给二号直流馈线柜的220V直流控制母线，U5、U6高频电源模块主要为二级站监控及通信机房设备提供直流电源。直流系统采用交流380V和蓄电池组双供，在全场失电时由蓄电池供，此时负荷容量均满足要求。
3黑启动试验操作流程及注意事项
由于本站机组容量有限，不足以支撑整个电网黑启动运行，黑启动主要任务为恢复本站厂用电运行，在紧急情况下可以视做为杭州电网黑启动的备用启动电源。
3.1黑启动恢复厂用电启动操作
3.1.1黑启动机组对厂用电系统的启动操作（流程图如图2所示）
1)检查确认二、四号厂变低压开关已拉开。
2)向杭州调度申请正令：（华二电站）华电1128线由"运行"改"热备用非自动”；
（华一电站）华联1121线故障解列装置由"跳闸"改"信号"；
3)监控上位机拉开华电1128线开关分闸，系统失电，一、二级站全厂失电，
4)拉开一、三号厂变低压开关。
5)检查机组的状况，包括油、水、风辅助设备及开机条件，确认机组开机条件满足。
6)检查直流系统蓄电池供电正常。
7)做好三号机带2号主变慢速零升措施。必要时取下机组事故低油压压板。
8)监控上位机或现地LCU控制屏对三号发电机组下达“空运”令。
9)确认三号发电机组在空运状态。
10)检查三号发电机机端电压为零，就地合上发电机出口断路器开关。
11)确认发电机出口断路器已合上。
12)在励磁系统控制柜上操作零起升压对1、2号主变及10.5KV母线进行充电。若出现起励失败，应迅速采取灭磁操作。
13)三号机建压正常，机组空载态，确认1、2号主变及10.5KV母线充电完毕。
14)合上一、三号厂变低压开关，确认一、二级站成功恢复厂用电。
15)检查一、二级站厂用电恢复正常，相关设备投入运行，全厂用电负荷供电正常。
图2黑启动操作流程图
3.2注意事项
在全场失电的情况下，部分设备已失去交流电源，无法正常工作，需要派专人密切监视，防止试验中断，造成黑启动失败。
在试验过程中，需派送专人监视厂房渗漏集水井水位，防止水淹厂房；监视直流蓄电池的放电情况，以防监控上位机失电失去全场监控；监视机组各部轴承温度；监视机组油压消耗情况，防止事故低油压被迫中断；监视机组转速上升情况，防止机组过速；监视机组和线路侧电压变化情况，防止过压跳闸。
4结语
华光潭水电站于2018年7月19日进行了黑启动试验，试验从16:03开始，16:27结束，历时24分钟实现机组平稳地带厂用电运行。本次黑启动试验检验了本站三号机组带1、2号主变进行恢复厂用电运行的能力、提升运行人员黑启动及倒换厂用电的操作水平。同时证明了华光潭水电站机组具备黑启动能力，这将提高本站应对电网大规模停电的能力，降低了停电事故带来的危害。
参考文献
[1]王洪楠.水电站黑启动功能的意义及应注意的问题[J].西北水电，2010(5):63-64,78
[2]胡文伟.水电站黑启动方案[J].水电站机电技术,2005,28(4):72-73, 75
论文作者:周超超
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/15
标签：机组论文; 系统论文; 调速器论文; 电站论文; 母线论文; 潭水论文; 励磁论文; 《电力设备》2018年第26期论文;