CN118030349A - 一种混流式中型水电机组的黑启动开机方法 - Google Patents
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Abstract
一种混流式中型水电机组的黑启动开机方法，涉及设备与大多数带有黑启动功能的混流式中型水电机组类似，包括水轮机及其辅助设备、发电机及其辅助设备、技术供水冷却系统、调速器及液压系统、励磁系统等。本发明优化了黑启动开机过程控制，减少人工操作步骤，节约开机时间，并消除启动流程中的安全隐患，降低黑启动失败风险。
Description
技术领域
本发明属于水电机组黑启动技术领域，特别涉及一种混流式中型水电机组的黑启动开机方法。
背景技术
水电站因事故失去所有厂用电源后，水电机组需要利用厂内直流蓄电池系统储存的电能和液压系统储存的机械能完成机组自启动，进而恢复厂用电，这一过程称为水电机组的黑启动。具有黑启动机组的电站在电力系统中往往作为区域电网的关键电源节点，中型水电机组分布广、启停速度快、容量适中，是电网黑启动电源的理想选择，在电网因故障大面积停电后黑启动机组迅速自启动，带动其他机组逐步恢复发电，并最终恢复整个区域电网的供电。因此，水电机组黑启动不仅是水电站全站失电后进行安全生产自救的必要措施，也是配合调度机构恢复区域电网正常运行的关键。
现有混流式中型水电机组的黑启动流程实际上与正常开机流程共享同一顺序控制逻辑，只是通过黑启动开机令和正常开机令来分别启动流程。当满足黑启动条件时，黑启动开机令将开启事故油罐阀门，通过事故油罐阀门给主油罐加压，其它流程与正常开机流程并无区别。
但是现有技术存在的不足是：黑启动的流程过于复杂，人为操作步骤多，导致了黑启动的时间过长。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种混流式中型水电机组的黑启动开机方法，本发明合理优化黑启动流程，最大限度的简化开机流程，减少人工操作步骤，节约开机时间，并且消除启动流程中的安全隐患，降低黑启动失败风险。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种混流式中型水电机组的黑启动开机方法，步骤为：
步骤一，机组停机状态：发黑启动开机令，检测黑启动条件满足；
此步骤时间限制为T1，若在T1时间内未完成操作，则报警并退出流程；
步骤二，冷却水操作：开启机组及主变压器的技术供水系统电动阀，检测到技术供水系统电动阀全开，且冷却水流量正常后，机组进入冷却水系统运行状态；
此步骤时间限制为T2，若在T2时间内未完成操作则报警并退出流程；
步骤三，油压装置黑启动：发油压装置黑启动令，开启事故油罐油阀；
若检测事故油罐油阀关，否则报警并退出流程；
步骤四，启动辅助设备：撤除发电机机械制动闸，停止基坑加热器，启动导轴承油雾吸收装置和碳粉吸收装置，启动主变压器冷却器，检测机械制动退出；
此步骤时间限制为T3，若在T3时间内未完成操作则报警并退出流程；
步骤五，拔出锁定：退出调速器锁锭装置；
此步骤时间限制为T4，若在T4时间内未完成操作则报警并退出流程；
步骤六，调速器开机：复归紧急停机电磁阀，调速器开机，机组进入空转状态；
此步骤时间限制为T5，若在T5时间内未完成操作则报警并退出流程；
步骤七，灭磁开关合闸：合上灭磁开关；
此步骤时间限制为T6，若在T6时间内未完成操作则报警并退出流程；
步骤八，励磁开机：投入励磁系统，检测机端各线电压均大于95%额定电压、机组转速大于95%额定转速，机组进入空载状态；
此步骤时间限制为T7，若在T7时间内未完成操作则报警并退出流程；
步骤九，机组并网：投入同期电压、启动同期装置，检测同期点开关合闸；
此步骤时间限制为T8，若在T8时间内未完成操作则报警并退出流程。
2、根据权利要求1所述的一种混流式中型水电机组的黑启动开机方法，其特征在于：步骤一中，黑启动条件包括：
1）技术供水操作模式远方；
2）技术供水控制柜直流电源正常；
3）现地控制柜电源正常；
4）机组未处于电气事故停机状态；
5）机组未处于机械事故停机状态；
6）机组未处于开机或停机流程中；
7）调速器控制方式自动；
8）调速器电气柜电源正常；
9）剪断销正常；
10）机组处于停机或冷却水系统运行状态；
11）主变压器冷却水系统正常；
12）励磁系统正常；
13）电气保护正常；
14）水轮发电机组后备保护正常；
15）进水口闸门正常；
16）导轴承油槽油位正常；
17）主轴密封水正常；
18）检修气封正常；
19）机械制动正常；
上述19项条件同时满足时，则表示黑启动条件满足。
优选地，T1取10分钟，T2取1分钟30秒，T3取15秒，T4取15秒，T5取2分钟，T6取15秒，T7取15秒，T8取3分钟。
优选地，包括转速、流量、油位、压力、电压在内的模拟量信号，以及包括投入状态、控制方式、位置、正常故障在内的开关量信号均由机组现地控制单元采集，经光纤环网通讯上送至监控系统服务器，运行人员可在操作员站上实现远程监视与控制。
优选地，机组黑启动开机前，检查黑启动条件是否满足，状态指示灯显示正常；反馈到监控系统操作员站作为黑启动开机条件及状态的判断依据。
优选地，黑启动流程执行中，若当前步骤需要检测的设备状态满足逻辑要求时，流程自动进入下一步骤。
优选地，黑启动机组涉及的设备包括水轮机及其辅助设备、发电机及其辅助设备、调速器及液压系统、技术供水冷却系统、励磁系统和同期系统，涵盖大多数中型水轮机组的主、辅设备。若水电机组配置高压油顶起装置，则在步骤四启动辅助设备后，投入高压油系统。
本发明可达到以下有益效果：
本发明合理优化黑启动流程，最大限度的简化开机流程，减少人工操作步骤，节约开机时间，并且消除启动流程中的安全隐患，降低黑启动失败风险。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为黑启动开机方法流程图。
具体实施方式
水电站因事故失去所有厂用电源后，水电机组需要利用厂内直流蓄电池系统储存的电能和液压系统储存的机械能完成机组自启动，进而恢复厂用电，这一过程称为水电机组的黑启动。黑启动不仅是水电站全站失电后进行安全生产自救的必要措施，也是配合调度机构恢复区域电网正常运行的关键。
因此，为了保证黑启动的启动质量，本发明提出了一种混流式中型水电机组的黑启动开机方法，包括以下步骤：
步骤一，机组停机状态：发黑启动开机令，检测黑启动条件满足；
黑启动条件如表1所示：
表1 黑启动开机条件
上述19项条件同时满足时，则表示黑启动条件满足。
此步骤时间限制为10分钟，如超时未完成操作则报警并退出流程；
步骤二，冷却水操作：开启机组及主变压器的技术供水系统电动阀，检测到技术供水系统电动阀全开，且冷却水流量正常后，机组进入冷却水系统运行状态；
技术供水系统为水电厂专有辅助系统之一，分为机组技术供水、主变压器技术供水。
此步骤时间限制为1分30秒，如超时未完成操作则报警并退出流程；
步骤三，油压装置黑启动：发油压装置黑启动令，开启事故油罐油阀；
若检测事故油罐油阀关，否则报警并退出流程；
步骤四，启动辅助设备：撤除发电机机械制动闸，停止基坑加热器，启动导轴承油雾吸收装置和碳粉吸收装置，启动主变压器冷却器，检测机械制动退出；
此步骤时间限制为15秒，如超时未完成操作则报警并退出流程；
步骤五，拔出锁定：退出调速器锁锭装置；
此步骤时间限制为15秒，如超时未完成操作则报警并退出流程；
步骤六，调速器开机：复归紧急停机电磁阀，调速器开机，机组进入空转状态；
此步骤时间限制为2分钟，如超时未完成操作则报警并退出流程；
步骤七，灭磁开关合闸：合上灭磁开关；
此步骤时间限制为15秒，如超时未完成操作则报警并退出流程；
步骤八，励磁开机：投入励磁系统，检测机端各线电压均大于95%额定电压、机组转速大于95%额定转速，机组进入空载状态；
此步骤时间限制为15秒，如超时未完成操作则报警并退出流程；
步骤九，机组并网：投入同期电压、启动同期装置，检测同期点开关合闸；
此步骤时间限制为3分钟，如超时未完成操作则报警并退出流程。
本方法的启动要求包括以下几种：
1、各系统采集的转速、流量、油位、压力、电压等模拟量信号，以及投入状态、控制方式、位置、正常故障等开关量信号均由机组现地控制单元采集，经光纤环网通讯上送至监控系统服务器，运行人员可在操作员站上实现远程监视与控制。
2、机组黑启动开机前，检查各开机条件满足，状态指示灯显示正常；反馈到监控系统操作员站作为黑启动开机条件及状态的判断依据。
3、黑启动流程执行中，当前步骤需要检测的设备状态满足逻辑要求时，流程自动进入下一步骤。
4、黑启动机组涉及的设备包括水轮机及其辅助设备、发电机及其辅助设备、调速器及液压系统、技术供水冷却系统、励磁系统、同期系统等，涵盖大多数中型水轮机组的主、辅设备。若水电机组配置高压油顶起装置，则在步骤四启动辅助设备后，投入高压油系统。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种混流式中型水电机组的黑启动开机方法，其特征在于：
步骤一，机组停机状态：发黑启动开机令，检测黑启动条件满足；
此步骤时间限制为T1，若在T1时间内未完成操作，则报警并退出流程；
步骤二，冷却水操作：开启机组及主变压器的技术供水系统电动阀，检测到技术供水系统电动阀全开，且冷却水流量正常后，机组进入冷却水系统运行状态；
此步骤时间限制为T2，若在T2时间内未完成操作则报警并退出流程；
步骤三，油压装置黑启动：发油压装置黑启动令，开启事故油罐油阀；
若检测事故油罐油阀关，否则报警并退出流程；
步骤四，启动辅助设备：撤除发电机机械制动闸，停止基坑加热器，启动导轴承油雾吸收装置和碳粉吸收装置，启动主变压器冷却器，检测机械制动退出；
此步骤时间限制为T3，若在T3时间内未完成操作则报警并退出流程；
步骤五，拔出锁定：退出调速器锁锭装置；
此步骤时间限制为T4，若在T4时间内未完成操作则报警并退出流程；
步骤六，调速器开机：复归紧急停机电磁阀，调速器开机，机组进入空转状态；
此步骤时间限制为T5，若在T5时间内未完成操作则报警并退出流程；
步骤七，灭磁开关合闸：合上灭磁开关；
此步骤时间限制为T6，若在T6时间内未完成操作则报警并退出流程；
步骤八，励磁开机：投入励磁系统，检测机端各线电压均大于95%额定电压、机组转速大于95%额定转速，机组进入空载状态；
此步骤时间限制为T7，若在T7时间内未完成操作则报警并退出流程；
步骤九，机组并网：投入同期电压、启动同期装置，检测同期点开关合闸；
此步骤时间限制为T8，若在T8时间内未完成操作则报警并退出流程。
2.根据权利要求1所述的一种混流式中型水电机组的黑启动开机方法，其特征在于：步骤一中，黑启动条件包括：
1）技术供水系统操作模式远方；
2）技术供水控制柜直流电源正常；
3）现地控制柜电源正常；
4）机组未处于电气事故停机状态；
5）机组未处于机械事故停机状态；
6）机组未处于开机或停机流程中；
7）调速器控制方式自动；
8）调速器电气柜电源正常；
9）剪断销正常；
10）机组处于停机状态或冷却水系统运行状态；
11）主变压器冷却水系统正常；
12）励磁系统正常；
13）电气保护正常；
14）水轮发电机组后备保护正常；
15）进水口闸门正常；
16）导轴承油槽油位正常；
17）主轴密封水正常；
18）检修气封正常；
19）机械制动正常；
上述19项条件同时满足时，则表示黑启动条件满足。
3.根据权利要求1所述的一种混流式中型水电机组的黑启动开机方法，其特征在于：T1取10分钟，T2取1分钟30秒，T3取15秒，T4取15秒，T5取2分钟，T6取15秒，T7取15秒，T8取3分钟。
4.根据权利要求1所述的一种混流式中型水电机组的黑启动开机方法，其特征在于：包括转速、流量、油位、压力、电压在内的模拟量信号，以及包括投入状态、控制方式、位置、正常故障在内的开关量信号均由机组现地控制单元采集，经光纤环网通讯上送至监控系统服务器，运行人员可在操作员站上实现远程监视与控制。
5.根据权利要求2所述的一种混流式中型水电机组的黑启动开机方法，其特征在于：机组黑启动开机前，检查黑启动条件是否满足，状态指示灯显示正常；反馈到监控系统操作员站作为黑启动开机条件及状态的判断依据。
6.根据权利要求1所述的一种混流式中型水电机组的黑启动开机方法，其特征在于：黑启动流程执行中，若当前步骤需要检测的设备状态满足逻辑要求时，流程自动进入下一步骤。
7.根据权利要求1所述的一种混流式中型水电机组的黑启动开机方法，其特征在于：黑启动机组涉及的设备包括水轮机及其辅助设备、发电机及其辅助设备、调速器及液压系统、技术供水冷却系统、励磁系统和同期系统，若水电机组配置高压油顶起装置，则在步骤四启动辅助设备后，投入高压油系统。
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