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[摘 要]当电网线路发生事故，水电厂全厂停电、缺乏外部电源供给支援时，机组启动能否成功，保安电源设置是否合理和可靠至关重要。本文主要是介绍岩滩电厂保安电源应用及存在问题。
[关键词]保安电源 黑启动 UPS 柴油发电机
中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）07-0274-02
1、引言
岩滩水电站位于红水河中游、大化县境内，总装机容量一期4×302.5MW，二期2×300MW，设计一期年发电量56亿kWh，电站92年第一台机组发电，96年全部四台机组建成投产发电。岩滩水电站是南方电网骨干电厂之一，处于南方电网的中枢位置，在电网中担负着调峰调频的重要作用，是南方电网电压的主要支撑点。电站在特殊的运行方式下，由于电网系统事故原因造成全厂失电，能否迅速而有效地进行机组的黑启动操作恢复厂用电并对外送电，使厂站内防洪设备及排水系统正常运行，确保电厂及电网的安全至关重要。
2、厂用电接线方式和厂用电源的分布及配置
岩滩电厂厂用10kV系统共分五段，正常运行时，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段分别由四台机组（主变低压侧）所带的四台高压厂变21TM、22TM、23TM、24TM供电，10kVⅤ段由岩滩降压站通过950QF供电，9201QF为Ⅰ、Ⅱ段母线联络开关，9203QF为Ⅱ、Ⅲ段母线联络开关，9403QF为Ⅲ、Ⅳ段母线联络开关，9504QF为Ⅳ、Ⅴ段母线联络开关，9501QF为Ⅰ、Ⅴ段母线联络开关。正常运行时，各段母线独立运行。
正常运行时，400V Ⅰ～Ⅵ段母线分别由#1～#6低压厂变（41TM～46TM）供电， 421ZKK为400VⅠ、Ⅱ段母线联络開关，443ZKK为400V Ⅲ、Ⅳ段母线联络开关，465ZKK为400V Ⅴ、Ⅵ段母线联络开关。正常情况下，400V各段母线分段运行，互为备用。 每台机组的机旁400V动力盘均分为Ⅰ、Ⅱ段母线，设有联络开关，正常情况下，机旁Ⅰ、Ⅱ段母线分段运行，互为备用。每台机组的机旁动力盘Ⅰ段母线都有主用和备用电源，#1、#2、#3、#4机机旁Ⅰ段母线的主用电源分别来自厂用400VⅠ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段，备用电源均取自厂用400V Ⅴ段，机旁Ⅱ段母线电源取自厂用400V Ⅵ段。
3、UPS系统
厂直流浮充装置采用两套独立装置，一套供给500kV开关保护、操作、控制；另一套供给发变组保护、励磁、厂用电等；每一套有单独的蓄电池组，在充电电源消失时，蓄电池组可维护供电2个小时以上。
UPS系统的使用保障了在全场失电情况下对机组的开停机控制以及机组的保护装置得到了电源的支持，在短时间内只要满足开机条件即可通过监控系统控制机组开机停机。
4、保安电源的配置及接线方式
保安电源：为避免全厂事故停电时造成机组失控、损坏设备、影响电厂长期不能恢复供电而设置的向事故保安负荷供电的电源。
正常运行方式下，厂内柴油发电机在热备用状态，控制电源在投入状态，手动控制即可立即启动。厂内柴油发电机的出口开关BA-1ZKK正常方式下在“分闸”位，在空载状态可手动合上此开关。厂内柴油发电机配置了一个动力柜，动力柜内有刀闸BA-1DK、两个负荷开关：至400V Ⅴ段开关BA-2ZKK、至保护室动力柜开关BA-3ZKK.出线刀闸BA-1DK以及负荷开关都在“分闸”位。至400V Ⅴ段母线联络开关5D8-1ZKK是连接至400V Ⅴ段母线与柴油发电机的联络开关。
因为柴油发电机作为黑启动中独立的电源，正常情况下和厂用电系统隔离，平时联络开关在“分闸”位，抽屉开关拉至“检修”位。同时该开关5D8-1ZKK具备有闭锁功能。当400V Ⅴ段进线开关510ZKK或400V Ⅴ、Ⅵ段联络开关456ZKK在“合闸”状态，5D8-1ZKK将不能合闸。防止两个系统环并一起的情况。
5、黑启动中厂内保安电源的应动
在机组黑启动时候，厂站外部电源消失。厂站机组只有直流系统以及UPS系统可暂时维持所带负荷两个小时，此时通过计算机监控系统对机组进行开机启动，启动前必须保障机组辅助设备工作正常以保证开机条件符合。
我厂水轮机组油系统作为导叶接力器的控制动力源，必须保持油系统油压在额定范围内，即（3.6Mpa～4.0Mpa）。岩滩厂四台机组的压油装置均在400V机旁配电柜。在黑启动过程中，首先要启动一台机组发电恢复厂用电的电源。此时该机组开机前的油系统油压必须满足条件才能开机运行。柴油发电机组作为黑启动的动力电源，必须满足一台机组压油装置的电源供应（柴油发电机组的额定功率300KW）。我厂每台机组机旁共配置有三台压油泵，三台压油泵按油压情况控制启动台数，因此可能出现三台压油泵同时启动。压油泵控制均为先空载启动，启动正常后再进行加载。一台压油泵的电动机为55KW，若三台同时启动则是165KW<300KW。柴油发电机组完全可以满足压油装置的运行。
我厂水轮机低压气系统作为机组制动以及空气围带气源。机组运行低压气取自低压气罐，采用两台空气压缩机对运行气罐打压。额定气压保障在0.65-0.7 Mpa范围内.一台运行低压空压机电源取自400V Ⅴ段。因此在黑启动情况下，检查制动气压力值不满足的情况下需要启动400V Ⅴ段所带的低压空压机运行。此时必要计算好低压空压机和压油装置的功率总和。我厂的空压机运行方式星三角空载启动方式，后进行打压加载。前面计算出三台压油泵同时启动下所需功率为165KW，加上一台低压空压机的功率总和为：P油+P气=165KW+65KW=230KW<300KW，所以柴油发电机组能够满足这些辅助设备的运行。
在黑启动时，因为全厂失去电源，厂用电消失，机组空转或者停机，对于这样的运行方式，必须进行母线的倒电操作，操作前考虑到可能运行方式的改变，即需要检查与柴油发电机组相关联400V Ⅴ段的母线进线开关450ZKK在“分闸”状态（母线进线开关在失电情况下自动分闸）和400V Ⅴ、Ⅵ段联络开关465ZKK在“分闸”状态，退出400V Ⅴ、Ⅵ段的自动备用电源投入PLC装置把手（即退出BZT装置）。同时检查400V Ⅴ段负荷开关，断开400V Ⅴ段上次要的负荷开关，避免柴油发电机组过负荷运行。仅留一台机组的机旁动力电源负荷开关在合闸状态。检查机组机旁的母线进线开关在分闸状态。检查完毕后，即可进行启动柴油发电机组步骤。
6、保安电源运用中存在问题
柴油发电机组在启动过程中排出大量的废气，因此在使用过程中必须注意通风排气，避免人员在启动过程中窒息。在柴油发电机组室安装有排风机，但在全厂失电事故情况下排风机无电源启动。
作为黑启动电源，在关键时刻设备的应用必须保证成功使用，因此对于设备的质量以及可靠性提出了更高的要求。对于当前与柴油发电机组操作相关的设备平时极少使用，出现设备小缺陷影响使用。因此需要加强设备质量监视，做到操作成功率百分之百。
柴油发电机组控制电源使用蓄电池直流电源，因为平时很少使用，因此蓄电池电量消耗较快，外接的充电电源必须长期保持对蓄电池的充电。水电厂厂房经常时常有对母线倒电操作，可能会对蓄电池充电带来影响，间接影响柴油发电机控制电源。
7、结束语
柴油发电机组在发电厂全厂失电的情况下作为紧急启动的备用电源，岩滩电厂在进行黑启动过程中利用柴油发电机组电源进行机快速启动发电，给事故快速恢复带来了更好的可靠性。在柴油发电机组使用过程中要注意所带的设备额定功率，计算好所能带的设备负荷，避免柴油发电机组超负荷运行。
参考文献
[1] 《VOLVO PENTA发动机使用说明书》
[2] 大唐岩滩水力发电有限责任公司柴油发电机运行规程
[3] 大唐岩滩水力发电有限责任公司水轮机运行规程
[4] 大唐岩滩水力发电有限责任公司黑启动试验方案
作者简介
何国民（1983—— ）男，桂平，本科，助理工程师
[关键词]保安电源 黑启动 UPS 柴油发电机
中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）07-0274-02
1、引言
岩滩水电站位于红水河中游、大化县境内，总装机容量一期4×302.5MW，二期2×300MW，设计一期年发电量56亿kWh，电站92年第一台机组发电，96年全部四台机组建成投产发电。岩滩水电站是南方电网骨干电厂之一，处于南方电网的中枢位置，在电网中担负着调峰调频的重要作用，是南方电网电压的主要支撑点。电站在特殊的运行方式下，由于电网系统事故原因造成全厂失电，能否迅速而有效地进行机组的黑启动操作恢复厂用电并对外送电，使厂站内防洪设备及排水系统正常运行，确保电厂及电网的安全至关重要。
2、厂用电接线方式和厂用电源的分布及配置
岩滩电厂厂用10kV系统共分五段，正常运行时，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段分别由四台机组（主变低压侧）所带的四台高压厂变21TM、22TM、23TM、24TM供电，10kVⅤ段由岩滩降压站通过950QF供电，9201QF为Ⅰ、Ⅱ段母线联络开关，9203QF为Ⅱ、Ⅲ段母线联络开关，9403QF为Ⅲ、Ⅳ段母线联络开关，9504QF为Ⅳ、Ⅴ段母线联络开关，9501QF为Ⅰ、Ⅴ段母线联络开关。正常运行时，各段母线独立运行。
正常运行时，400V Ⅰ～Ⅵ段母线分别由#1～#6低压厂变（41TM～46TM）供电， 421ZKK为400VⅠ、Ⅱ段母线联络開关，443ZKK为400V Ⅲ、Ⅳ段母线联络开关，465ZKK为400V Ⅴ、Ⅵ段母线联络开关。正常情况下，400V各段母线分段运行，互为备用。 每台机组的机旁400V动力盘均分为Ⅰ、Ⅱ段母线，设有联络开关，正常情况下，机旁Ⅰ、Ⅱ段母线分段运行，互为备用。每台机组的机旁动力盘Ⅰ段母线都有主用和备用电源，#1、#2、#3、#4机机旁Ⅰ段母线的主用电源分别来自厂用400VⅠ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段，备用电源均取自厂用400V Ⅴ段，机旁Ⅱ段母线电源取自厂用400V Ⅵ段。
3、UPS系统
厂直流浮充装置采用两套独立装置，一套供给500kV开关保护、操作、控制；另一套供给发变组保护、励磁、厂用电等；每一套有单独的蓄电池组，在充电电源消失时，蓄电池组可维护供电2个小时以上。
UPS系统的使用保障了在全场失电情况下对机组的开停机控制以及机组的保护装置得到了电源的支持，在短时间内只要满足开机条件即可通过监控系统控制机组开机停机。
4、保安电源的配置及接线方式
保安电源：为避免全厂事故停电时造成机组失控、损坏设备、影响电厂长期不能恢复供电而设置的向事故保安负荷供电的电源。
正常运行方式下，厂内柴油发电机在热备用状态，控制电源在投入状态，手动控制即可立即启动。厂内柴油发电机的出口开关BA-1ZKK正常方式下在“分闸”位，在空载状态可手动合上此开关。厂内柴油发电机配置了一个动力柜，动力柜内有刀闸BA-1DK、两个负荷开关：至400V Ⅴ段开关BA-2ZKK、至保护室动力柜开关BA-3ZKK.出线刀闸BA-1DK以及负荷开关都在“分闸”位。至400V Ⅴ段母线联络开关5D8-1ZKK是连接至400V Ⅴ段母线与柴油发电机的联络开关。
因为柴油发电机作为黑启动中独立的电源，正常情况下和厂用电系统隔离，平时联络开关在“分闸”位，抽屉开关拉至“检修”位。同时该开关5D8-1ZKK具备有闭锁功能。当400V Ⅴ段进线开关510ZKK或400V Ⅴ、Ⅵ段联络开关456ZKK在“合闸”状态，5D8-1ZKK将不能合闸。防止两个系统环并一起的情况。
5、黑启动中厂内保安电源的应动
在机组黑启动时候，厂站外部电源消失。厂站机组只有直流系统以及UPS系统可暂时维持所带负荷两个小时，此时通过计算机监控系统对机组进行开机启动，启动前必须保障机组辅助设备工作正常以保证开机条件符合。
我厂水轮机组油系统作为导叶接力器的控制动力源，必须保持油系统油压在额定范围内，即（3.6Mpa～4.0Mpa）。岩滩厂四台机组的压油装置均在400V机旁配电柜。在黑启动过程中，首先要启动一台机组发电恢复厂用电的电源。此时该机组开机前的油系统油压必须满足条件才能开机运行。柴油发电机组作为黑启动的动力电源，必须满足一台机组压油装置的电源供应（柴油发电机组的额定功率300KW）。我厂每台机组机旁共配置有三台压油泵，三台压油泵按油压情况控制启动台数，因此可能出现三台压油泵同时启动。压油泵控制均为先空载启动，启动正常后再进行加载。一台压油泵的电动机为55KW，若三台同时启动则是165KW<300KW。柴油发电机组完全可以满足压油装置的运行。
我厂水轮机低压气系统作为机组制动以及空气围带气源。机组运行低压气取自低压气罐，采用两台空气压缩机对运行气罐打压。额定气压保障在0.65-0.7 Mpa范围内.一台运行低压空压机电源取自400V Ⅴ段。因此在黑启动情况下，检查制动气压力值不满足的情况下需要启动400V Ⅴ段所带的低压空压机运行。此时必要计算好低压空压机和压油装置的功率总和。我厂的空压机运行方式星三角空载启动方式，后进行打压加载。前面计算出三台压油泵同时启动下所需功率为165KW，加上一台低压空压机的功率总和为：P油+P气=165KW+65KW=230KW<300KW，所以柴油发电机组能够满足这些辅助设备的运行。
在黑启动时，因为全厂失去电源，厂用电消失，机组空转或者停机，对于这样的运行方式，必须进行母线的倒电操作，操作前考虑到可能运行方式的改变，即需要检查与柴油发电机组相关联400V Ⅴ段的母线进线开关450ZKK在“分闸”状态（母线进线开关在失电情况下自动分闸）和400V Ⅴ、Ⅵ段联络开关465ZKK在“分闸”状态，退出400V Ⅴ、Ⅵ段的自动备用电源投入PLC装置把手（即退出BZT装置）。同时检查400V Ⅴ段负荷开关，断开400V Ⅴ段上次要的负荷开关，避免柴油发电机组过负荷运行。仅留一台机组的机旁动力电源负荷开关在合闸状态。检查机组机旁的母线进线开关在分闸状态。检查完毕后，即可进行启动柴油发电机组步骤。
6、保安电源运用中存在问题
柴油发电机组在启动过程中排出大量的废气，因此在使用过程中必须注意通风排气，避免人员在启动过程中窒息。在柴油发电机组室安装有排风机，但在全厂失电事故情况下排风机无电源启动。
作为黑启动电源，在关键时刻设备的应用必须保证成功使用，因此对于设备的质量以及可靠性提出了更高的要求。对于当前与柴油发电机组操作相关的设备平时极少使用，出现设备小缺陷影响使用。因此需要加强设备质量监视，做到操作成功率百分之百。
柴油发电机组控制电源使用蓄电池直流电源，因为平时很少使用，因此蓄电池电量消耗较快，外接的充电电源必须长期保持对蓄电池的充电。水电厂厂房经常时常有对母线倒电操作，可能会对蓄电池充电带来影响，间接影响柴油发电机控制电源。
7、结束语
柴油发电机组在发电厂全厂失电的情况下作为紧急启动的备用电源，岩滩电厂在进行黑启动过程中利用柴油发电机组电源进行机快速启动发电，给事故快速恢复带来了更好的可靠性。在柴油发电机组使用过程中要注意所带的设备额定功率，计算好所能带的设备负荷，避免柴油发电机组超负荷运行。
参考文献
[1] 《VOLVO PENTA发动机使用说明书》
[2] 大唐岩滩水力发电有限责任公司柴油发电机运行规程
[3] 大唐岩滩水力发电有限责任公司水轮机运行规程
[4] 大唐岩滩水力发电有限责任公司黑启动试验方案
作者简介
何国民（1983—— ）男，桂平，本科，助理工程师