王晓田
山东电力建设第三工程有限公司 山东省 青岛市266000
【摘 要】 黑启动发电机是指全网停电时能向系统提供发电机启动电源和系统恢复运行所需电源的发电机。在机组停机及电网失电情况下，黑启动发电机能迅速给发电机组供电，帮助机组恢复运行，本文结合沙特扎瓦尔项目黑启动发电机调试过程中出现的问题及解决方案，重点阐述了黑启动发电机的调试过程，希望对后续黑启动发电机调试有所帮助。
【关键词】 黑启动发电机 调试 问题 解决方案
1 引言
所谓黑启动是指当整个电力系统，因故障全部或大面积停电后，不依赖别的系统帮助，通过启动系统中具有自启动能力的机组，带动无自启动能力的机组，并逐渐扩大恢复供电的范围，最终实现整个系统恢复供电的过程。本文重点关注沙特扎瓦尔黑启动发电机调试过程中存在的有关问题及解决方案。
2 沙特扎瓦尔项目黑启动发电机调试问题及解决方案
2.1工程概况
沙特扎瓦尔项目包括新建3041MW的联合循环电站和配套的102.5万立方米海水淡化厂，其中我公司负责电站建设，包括5组9F级联合循环机组、1组单循环机组，总合同额约24亿美元。
2.2 沙特扎瓦尔项目黑启动系统简介
沙特扎瓦尔项目的黑启动系统：“黑启动”柴油发电机由法国西电设备（SDMO）提供,单机容量为3MW,额定转速为1800转，发电机出口电压为13.8KV,共有14台柴油发电机，分为两组柴油发电机组，每组七台，其中一台作为备用机组，正常状态下每组运行启动六台，当其中一台机组故障、检修等状态，备用机组将作为紧急备用启动。
黑启动柴油发电机机组01XKA10, 20, 30, 40, 50 ，60是第一组，它们相应的13.8KV母线01BDA与公用13.8KV母线01BCA连接；
第一组负责启动GT11,GT21,GT22,GT41,GT42,GT61,GT62
黑启动柴油发电机机组02XKA10, 20, 30, 40, 50 ， 60是第二组，它们相应的13.8KV母线02BDA与公用13.8KV母线02BCA连接；
第二组负责启动GT12,GT31,GT32,GT51,GT52
合同要求每组黑启动发电机必须能够启动任意一台对应的燃机，这对黑启动发电机调试工作提出极大的挑战。
2.3存在问题
确定启动的机组后，围绕面临的调试难点问题，分为四个方面。
.png)
A:负荷试验的选择
做荷试验时，厂家建议使用本厂的设备“load bank”。围绕用LOAD BANK设备或者柴发直接跟系统并网，形成两个方案。
两种方案的对比表：
.png)
B:PLC组态的选择
(1) 按配置1要求，BCA段的母联开关在合位。SDMO的这个配置是母线BCA电源由12台发电机，加上备用的2台发电机共同提供。设置备用发电机是以防一台发电机出现任何问题，能及时切换成备用，不影响黑启动系统的负荷。
问题是，BCA母线为电厂提供了临界负荷，无法实现测试。因为如果进行这个测试，SDMO需要BCA段全部停电。
而当时的情况不可能满足这个条件，所以配置1并不适用于本系统。
(2) 按配置2要求，需要BCA母线上的3个断路器全部在合位，而02BDA段母线出线断路器在分位置。用6台发电机以及两个备用的发电机提供电源给整个BCA段。
和配置一遇到的问题一样，要想实现这个测试，需要BCA段停电，所以配置2也不适合本系统。
(3) 按配置3要求，BCA母线上的母联开关在分位。在这种情况下，BSDG分裂为两个发电系统，每6台发电机加上2台备用发电机。在这种情况下，SDMO可以分两个步骤进行测试:步骤1：6台发电机提供电源到母线01BCA段?步骤2：6台发电机提供电源到母线02BCA段。
由此可见，配置3满足系统要求。
C:发电机组态和BBA进行开关同期
由于系统没有设计BBA段母线与BBA段进线开关的同期点和黑启动系统和GCB的同期点，DCS画面增加了同期开关选择按钮和逻辑。在黑启动并网时此处可选择并网开关，分别为NORMAL GCB/BSDG GCB /BSDG BBA。
(1).正常运行模式同期时选择NORMAL GCB，并网时升压站侧开关闭合，BBA开关闭合带厂用电，同期条件满足后GCB开关合闸并网。
(2).黑启动模式下选择BSDG GCB，并网时升压站侧开关全部断开，BBA开关闭合，柴发启动满足同期条件（单侧无压）后GCB开关合闸并网，完成并网后柴发解列。
(3).黑启动模式下选择BSDG BBA，并网时升压站侧开关全部断开，GCB开关闭合，柴发启动满足同期条件后BBA进线开关合闸并网，完成并网后柴发解列。
2.4 制定对策
经过分析与谈论，确定最终方案如下：
对策表：
.png)
2.5 对策实施
对策实施一：PLC组态
厂家选定PLC组态后，以这个组态为基础，不需01BCA公用母线段全部停电，只需停一段，另一段通过母联开关带运行。
对策实施二：快切闭锁
根据快切装置逻辑配置，检查闭锁条件，通过分析控制原理图，短接端子-X6A:11和-X6A:17，使快切装置闭锁，满足实验要求。
对策实施三：黑启动同期
DCS增加黑启动的三种模式画面，相对应的也需要在发电机同期柜上添加逻辑到每个同期继电器（25,25A,25M）上以及硬接线改造到GCB同期合闸回路和BBA同期合闸回路。
对策实施四：负载试验（直接并网带负荷）
.png)
2.6 调试效果检查及收获
以本项目的11,12,61燃机机组为例，从最先开始的GT11机组启动用时为44分钟，GT61和GT12最短用时20分钟。这样的成果离不开黑启动调试人员的付出。
3 结束语
通过黑启动本次黑启动发电机调试，熟练掌握了黑启动调试的步骤与流程，取得了如下成绩 ：
① 一键启动成功
② 及时变更调试措施，节省了一大笔资金（节省租用设备费用约八万里亚尔）
③ 黑启动恢复厂用电时间短，这是最大亮点，最短缩短至20分钟。
④ 黑启动组态方案的确定
⑤ 燃汽轮机的控制模式得以确定
目前，黑启动发电机组处于随时可以启动状态，按照黑启动调试方案，黑启动发电机组每天由维护人员巡检，并做好巡检记录。
作者简介：
王晓田 大专学历 助理工程师 现供职单位为山东电力建设第三工程有限公司 沙特扎瓦尔项目部QC 工程师