紫坪铺水电站黑启动探析

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1、紫坪铺水电站黑启动探析【摘要】本文根据紫坪铺电站5.12汶川地震黑启动过程，对水电站黑启动的必要性和黑启动过程进行了全面分析。并针对此次黑启动的不足，对黑启动预案进行了改进和探讨。【关键词】黑启动；电源；电网；故障1慨况紫坪铺电站位于四川省成都市西北60余公里的岷江上游，都江堰市紫坪铺镇。系岷江上游干流六级开发的第五级电站。紫坪铺电站是以灌溉和供水为主，兼有发电、防洪、环境保护、旅游等综合效益的大型水利枢纽工程。正常蓄水位877.00m,汛限水位850.00m,死水位817.00m,水库总库容11.12亿m3,正常水位库

2、容9.98亿m3。汶川5.12大地震发生后，紫坪铺电站距地震中心仅17公里，出线设备损坏，线路断线跳闸，4台机组被迫停机。厂用电备用电源也因地震而停运。通信全部中断，电站瞬间失去与电力系统的所有联系，坝区防汛电源中断，泄水设施因地震受损短时无法开启，下游供水告急，在此情况下，电站立即启动《紫坪铺电厂黑启动保厂用电预案》，在1个小时28分内成功恢复了全站用电并保证了下游供水，但毕竟黑启动操作在发生特大地震且余震不断的特殊条件下进行，操作人员难以抑制恐惧紧张心理，所以在实际操作时产生了较多不合理环节，延长了操作时间。本文以此

3、次黑启动为例，对水电站黑启动进行分析、总结，阐明水电站黑启动在电网事故中的重要作用。2黑启动对电站自身的必要性紫坪铺电站设计送出线仅一回即500KV紫景线，无论何原因造成紫景线停运，则紫坪铺的电力送出通道即被中断，那么4台厂高变因主变停电而均不能提供厂用电。而其他电站一般设计有多回输出线路，则可以从不同线路取得厂用电源，相比较而言，紫坪铺厂用电要薄弱许多。紫坪铺电站厂用电备用电源设计考虑了两路电源，但由于种种原因，最终投入运行的仅有一路，该电源为乡镇终端变电所，在电能质量控制上显然要差于枢纽变电所，而且该变电所为无人值班

4、变电所，导致线路因故停电不可能在短时间内恢复。此外该变电所电源与厂用电主用电源均来自成都电网，如果成都电网发生大面积故障，则很可能导致紫坪铺电站同时失去主用与备用厂用电源。3黑启动对电网的必要性四川电网的主要负荷集中在成都电网，而成都电网内电源相比供电负荷严重不足，为较典型的受端电网系统，而紫坪铺电站直接接入成都电网负荷中心，是成都电网负荷中心唯一的大容量水电调峰电源。如果成都电网运行中发生大面积停电事故甚至系统瓦解，在短时无法从其它电网供电的情况下，只能利用网内具有自启动能力的机组作为启动电源带动无自启动能力机组运行逐

5、步恢复电网供电，即'‘黑启动”恢复电网，而黑启动电源中水电机组相比火电、核电有辅机少、机组启停迅速、调节性能好等优点，一般作为为黑启动电源的首选，而紫坪铺电站又处在负荷中心，黑启动中的机组自励磁问题、工频过电压、暂态过电压情况将明显好于其它远距离水电机组，因此从上述两方面原因来看，对成都电网来说，紫坪铺机组如果具备较强的黑启动能力，则无疑是电网黑启动电源的首选。紫坪铺电站黑启动能力分析与试验(1)调速器液压能量消耗试验。紫坪铺电站调速器为双通道双比例阀结构，主配压阀设计、安装精度较高，油压装置运行中耗油量极小，故在试验中

6、可不考虑调速器的渗漏消耗，仅考虑操作消耗。紫坪铺电站油压装置额定油压为4.OMPa,额定油位为1OOCM正常运行范围为压力3.6至3.8MPa、油位80-100CM,事故低油压为2.8MPa,事故低油位30CM,经试验电站操作导水叶的液压消耗为：完成一次开机和关机压力下降值为0.4MPa,油位下降10CM,试验证明:从正常油压降至事故低油压可开、关机操作2轮；从正常油位降至事故低油位可开关机操作5轮。如果从高压气罐补充部分压力，则油压装置压力下降程度将有所减缓，至少在不补气的情况下可提供2轮次开关机操作。(1)直流充放电

7、试验。紫坪铺电站厂用主直流系统配备有两组1000AH蓄电池，电站2007年蓄电池核容试验表明在电站两组蓄电池按0.1C(100A)的放电率放电6h直流母线电压均能保持在209V以上，满足直流负荷对电压DC220V±5%的要求。另外据电站直流负荷实测每组蓄电池最大运行负荷约为30A,远小于100A的放电电流，表明两组蓄电池按最大负荷运行至少能提供6h的直流电能供应，完全满足黑启动对直流的要求。(2)励磁停冷却风试验。紫坪铺电站励磁系统为广科所EXC9000三通道励磁控制系统，该系统SCR设计为：在空载励磁电流740A下可停

8、风运行2h,在额定励磁电流1380A下可停风运行30mino为验证SCR实际温升，紫坪铺电站进行了空载状态下停风试验，停风30min后，绝对温度为33°C,根据厂家资料SCR允许最高温度为120°C,所以对黑启动空载建压要求来说，SCR有足够的裕度，可以保证SCR安全运行。(3)机组有功、无功调节模式的切换问题。由于