邱建春

(福建棉花滩水电开发有限公司,福建龙岩 364000)

浅论缩短水电厂开机并网时间

邱建春

(福建棉花滩水电开发有限公司,福建龙岩 364000)

“开机并网时间”就是指发电机通过上位机操作从“发令”到“发电态”所花费的时间,电力系统中,机组从停机到并网的时间越短,不仅能提高本厂的经济效益,更能提高系统的稳定性。

并网 流程控制 快速

1 机组目前开机并网的时间调查

(1)棉花滩电厂共有四台机组,总装机60万千瓦,在福建电网中主要起调峰、调频作用,开停机比较频繁,平均每年开停机次数300多次。(2)统计棉花滩电厂四台机2010年8月份开机并网情况,平均开机并网时间为:#1机263秒,#2机249秒,#3机212秒,#4机220秒。经调查尤溪街面水电站同类型的水电机组,开机并网时间,平均时间为3分钟左右,本厂机组平均时间为4分23秒。经调查,及同类机型机组的对比,发现本厂机组开机并网的时间过长,通过对整个开机过程的每一环节进行了详尽分析,我们通过以下几个环节进行剖析:(1)发出分段控制;(2)同期装置精度差;(3)冷却水电动阀开启慢;(4)自动减压阀开启慢;(5)技术供水管路堵塞;(6)技术供水压力低;(7)调速系统精度差;(8)励磁调节器调节水平低。

2 机组并网时间过长原因分析

2.1 发出分段控制

运用中的发电机组有四种状态,分别是发电态、空载态、空转态、停机态,因此自动开机流程也有多种,如“停机至发电”、“停机-空转-空载-空转-发电”等经过查找数据,分段控制并非造成开机时间过长的因素。

2.2 冷却水电动阀开启慢

对比冷却水电动阀设计参数及运行规定,设计时间为28秒,两者时间基本相同。

2.3 技术供水管路堵塞

本厂机组采用蜗壳取水方式,经过快闸拦污栅及滤水器过滤,滤水器会根据前后压差整定值进行自动清洗或每隔6小时的定期清洗,滤水器前后压差信号上送监控系统。经现场拆开检查,未发现有堵塞现像。

2.4 技术供水压力低

减压阀前冷却水压力会跟随坝前水位的变化而不同,为0.8～1.0Mpa,减压阀后压力为0.5～0.7Mpa,运用压力正常范围为0.2～0.4Mpa,对照冷却水自动减压阀说明说,压力值在减压阀的设计范围内,符合减压阀工作条件。

2.5 调速系统精度差

本厂调速系统设备为德国伏依特公司生产的进口设备,无论在调整精度上还是可靠性上,均比国内产品水平高。经观察机组开机时,调速系统能够很好地将机组转速稳定在100%额定转速,不存在转速不稳现象。

2.6 励磁调节器调节水平低

本厂使用的是南瑞公司最新生产的NES5100产品,NES5100励磁调节器是国家科技部项目“基于瞬时无功理论的大机组励磁控制系统研制”重要子课题,大量的试验验证了NES5100励磁调节器的优良性能,设计理念超前,可靠性高,已经在国内许多大、中型电厂得到了广泛应用,具有建压时间短,精度高的特性。经统计分析,开机时的建压情况得知,平均时间为3秒。经观察机组运行时,机端电压与给定电压之间的差值非常小,不存在调节水平低的情况。根据发电机开机流程,对流程每一步均进行了分析,发现机组并网时间过长的主要原因有这两项:

(1)同期装置精度差;查看同期装置说明书、设计参数,对比本厂发电机运行参数及电网运行参数,测量了同期装置同期检测时间,发现同期装置型号为SJ-12C,2000年产品,产品技术较为落后,经过10年的使用,装置已经较为老化,故障率较高,影响同期检测精度,延长并网时间,平均并网费时间为56.35秒,占总时间的21.43% 。而其它厂同类型的机组并网时间大部份落在35秒左右。(2)冷却水自动减压阀开启速度慢;机组从开机令发出至冷却水正常,平均费时140.32秒,占用了53%的开机时间。本厂机组自动减压阀为上海大田管道公司生产的,型号为200X,经查该减压阀说明书,额定动作时间为5～120秒,可通过调整其有关参数从而调整其反应速度。现场测试减压阀动作时间,平均为108秒,自动减压阀开启慢严重影响了开机并网时间。

3 缩短开机并网时间的解决措施

针对同期装置精度差的问题,采取如下措施:对机组同期装置进行重新选型,采用技术更为先进的CM-320同期装置。该装置具有(1)极高的可靠性和稳定性,确保能够在恶劣的电磁环境下长期稳定运行。(2)同期速度快,精度高,调节待并机组以最短时间进入给定同期区域,确保在出现第一个同期点时,将待并断路器无冲击并网。将机组同期装置更换为CM-320型,对同期装置改造后的并网情况进行试验。经试验并网正常,平均并网时间为28秒,比原先缩短了28.35秒。

针对机组冷却水自动减压阀开启时间因素,对该减压阀进行解体检查、清洗,发现该减压阀阀片过流孔仅为5个,而设计要求应为9个,经送加工厂进行加工,增加过流孔至9个,加大其过流能力。调整机组的自动减压阀开启速度,在安全的前提下,反复测试,确定一组最优的参数cs=5,os=5,rs=3。通过处理,实现了快速开启自动减压阀,从开机令发出至冷却水正常,平均费时为32.9秒,比原先节约107.4秒。通过对以上两个项目进行改进及优化后,对机组开机并网的时间进行测定,与原来开机时间的对比,机组开机并网的时间缩短为1分48秒,从而直接及间接产生了一定的经济和社会效益。

(1)每开一次机,平均减少空转时间28.35秒,少耗水28.35秒×30m3/秒=850.5m3;(2)平均一年开机335次,每年节约耗水:335次×850.5m3/次=284917.5m3;(3)每年可多发电量:284917.5m3÷4.5m3/度=63315度;直接经济效益为:63315度×0.3817元/度=24167.3元。(4)缩短机组的并网时间,从而有效地增强系统稳定性,在系统需要的情况下,更加迅速地实现开机并网,保障电网系统的安全稳定,提高电能质量。(5)缩短了开机过程中部分流程的动作时间,为异常情况下某一元件故障处理争取了更多时间,减小了因不能及时并网而被省调考核的可能性。

4 结语

通过对该课题的研究和开展,大大提高了电厂自身的节能管理水平,及技术实施能力。