抽水蓄能机组抽水工况的启动背靠背.ppt
抽水蓄能电站背靠背启动过程的数字仿真
由于同步电动机的 Π Κ ! Π Κ 与 ΠΕ ! 而 ΠΚ ΠΚ ⁄ !ΠΚ ± ! Πι 及 Πι 有关∀ ⁄ !ΠΚ ± ! ΠΕ 分 别已由式
相轴线的相对位置
发电机电流方程 发电机电流通过式
Γ Κ ± Γ Κ
及下式可求得 由发电机状态方程
两边求导得
Δ τ
其中 Κ ⁄! Κ ± ! Κ ! Κ !Ε 求得∀
1 ι
在计算步长足够小的条件下 当对发电 机状态方程进行数值积分时 可设电动机的
Δ 不变 同理 对电动机状态方程进行数值
发电机与电动机的电流转换方程
#
#
Αβστραχτ ∏ 2 2 2 2 ∏ ∏ Κεψω ορδ σ ∏ 2 ∏ 2 2 ∏ ∏ ∏ ∏ ∏
抽水蓄能电站
×
背靠背启动
数学模型
数字仿真
2 2 ∏ ∏2 ∏ √ ∏ ∏ ∏ ∏ ∏ 2 × 2
2∏ ∏ ¬
∏
随着电网容量愈来愈大 调峰填谷! 提高 水火电站利用率! 减少系统能耗! 提高供电质 量和安全可靠度问题都愈趋重要 修建大容 量抽水蓄能电站是解决这些问题的有效措 施∀此外 大容量抽水蓄能电站还可以在系统 中担负调频! 调相! 负荷调整! 旋转备用 提高 电网运行的灵活性和可靠性∀ 抽水蓄能电站的同步电机在电动机运行 方式时 要解决同步电动机的启动问题∀启动 主要有变频器启动! 小电动机启动和背靠背 启动等∀各种启动方式各有其优缺点 但当电 网发生故障时 变频器与小电动机启动方式 已不可能 这时必须采用背靠背启动 因为它 与电网无关∀当然 这种启动方式需要一套用 于启动电动机的发电机设备∀
响水涧抽水蓄能电站监控系背靠背抽水流程分析
组 静止 ． 停机 热 备 、水泵 机组 停机 热 备一 Ｂ Ｔ Ｂ 抽 水 、水 泵机 组
抽水 调相 、抽水调相 转抽水 、拖 动机组静止 ． 停机 热备 、拖动 机组 停机热 备． Ｂ Ｔ Ｂ 拖动 。详细 过程如下 ：
拖动机组 、等待 拖动机组启动值球 阀开启 、启 动励磁 、拖动机 组 同时开启 导叶 、等待机组达到额定转速额 定电压 、启动同期
进行并 网、并网后取消本机被其他机组进行拖动 并发停机令至
拖 动机组 、拖动机组 转停机 、机组进 入抽水 调相态 。 ５ ． ３ 调 用 抽水 调相 转抽 水 子流 程 ，该 子 流程 进行 如下 操
５ ． １ 机组从 静止 工况 开始启 动 ，调用静 止． 停机 热备 子流 程， 该子 流程执行如下操作 ：启动高顶 、 退 出制动闸 、退 出锁 锭 、启动油污 吸收装置 、开启技术供水 、 开启 主轴 密封水。 ５ － ２ 调用 机组Ｂ Ｔ Ｂ 拖动子 流程 ，该子流 程执行如 下操作 ： 合 闸Ｐ Ｒ Ｄ至抽水 工况 刀 闸 、合 闸被拖 动刀 闸 、合启 动母 线刀 闸、进行调 相压水 、设置各个 子系统Ｂ Ｔ Ｂ 抽水调 相模 式抽水 蓄能 电站成 功经验 ，吸纳 了各个 电站控 制策 略的长 处后 完成 的设计 。２ ０ ｌ １ 年１ ２ 月２ ６ 日响 水涧 抽 水蓄 能 电站 首套 机组 正式进 入商 业运行 ，对 设计 的完 善和 可 靠性 得到 了证 明 。对 巨型抽 水蓄 能 电站计算 机监 控系 统 国
调相 压气 预启 动条件 ：判断 是否具 备压 气 的条件 ， 及 是
抽水蓄能电站ppt课件
提高能源利用效率
增加就业机会
抽水蓄能电站的建设和运营需要大量 的人力资源，可以提供就业机会，缓 解当地的就业压力。
抽水蓄能电站利用水的势能进行发电 ，相比于传统的火电和核电，能源利 用效率更高，能够减少能源浪费。
环境效益
减少环境污染
抽水蓄能电站是一种清洁能源， 相比于传统的火电和核电，能够 减少二氧化碳、氮氧化物等污染
运营成本高
由于抽水蓄能电站的运行需要大量的水资源，因此水费和维护费用 相对较高，增加了运营成本。
市场需求波动
市场需求的变化对抽水蓄能电站的经济效益产生影响，需要充分考 虑市场需求和变化趋势。
政策支持与市场前景
政策支持
政府对可再生能源的支持政策对抽水蓄能电站的发展具有重要影响 ，如补贴、税收优惠等政策可以降低投资和运营成本。
抽水蓄能电站PPT课 件
目录
CONTENTS
• 抽水蓄能电站概述 • 抽水蓄能电站的建设与运营 • 抽水蓄能电站的效益与影响 • 抽水蓄能电站的挑战与前景 • 抽水蓄能电站的案例分析 • 抽水蓄能电站的发展趋势与展望
01 抽水蓄能电站概述
定义与特点
定义
抽水蓄能电站是一种利用上下水 库位差进行能量储存和释放的电 站，主要用于调节电网负荷和提 供备用能源。
。
设备维护
定期对电站设备进行检查和维 护，确保设备安全稳定运行。
安全管理
制定并执行安全管理措施，确 保电站运营安全。
经济效益评估
对电站的运营经济效益进行评 估，为后续的运营管理提供决
策依据。
维护与管理
日常巡检
定期对电站设施进行巡检，及 时发现并处理潜在问题。
设备更新与改造
根据设备运行状况和新技术发 展，对电站设备进行更新和改 造。
5-1抽水蓄能机组抽水工况的启动1SFC83
（4）平流电抗器 对于电流源型的SFC，电抗器是必不可少的 电流储能型设备，保证了SFC向负载提供 稳定的电流。平流电抗器有空气芯和铁芯 两种。 空气芯电抗器采用自然风冷却或强迫风冷却， 铁芯电抗器采用风冷却或水冷却。风冷却 空气芯电抗器的体积较大，必须独立布置。 采用水冷却的电抗器比较紧凑，可以安装 在柜内，和SFC的整流柜、逆变柜等组装 成一排，节省占地面积。装入柜内的电抗 器的水冷却方式与晶闸管的水冷却方式相 同，且与其组成统一的冷却系统。
2019/3/14 蓄能机组抽水工况的启动（1） 21
（7） 输出电抗器 输出电抗器可以限制可能出现的短路电流。 （8） 旁路开关 当被拖动机组转速低于额定转速的10%时， 由于电压和频率都很低，为了避免输出变 压器运行在过低频率下，也为使机组得到 较大的启动电流，通过旁路开关S2直接与 发电电动机绕组相连，当机组转速大于额 定转速的10%后，旁路开关S2断开，S1 合上，输出变压器接入。
2019/3/14 蓄能机组抽水工况的启动（1） 23
2.4 SFC的运行原理
1）简述 SFC运行的关键是成功实现逆变，而逆变成功 的关键是按照预订的顺序、实时实现闸管的 换相，即一个桥臂晶闸管关断、另一个桥臂 晶闸管开通，使电流从前者转移到后者。 开通晶闸管必须同时具备两个条件： --在阳极和阴极之间施加正向电压， --在门极施加触发脉冲。 晶闸管一旦开通，门极就失去控制作用，即使 触发脉冲已经撤除，只要正向电压存在，晶 闸管就会继续导通。 关断晶闸管必须采取以下两条措施中的一条： --在阳极和阴极之间施加反向电压， --关断给晶闸管供电的电流源或电压源。
2019/3/14 蓄能机组抽水工况的启动（1） 3
抽水蓄能机组抽水工况的启动
内将机组从静止状态加速到同步状态所需的最
大功率要求。 2020/6/15
蓄能机组抽水工况的启动（1）
8
机组在启动前，先要在转轮室内充入压缩 空气排水，以减少启动过程中的阻力转 矩。随着SFC输出频率的逐步上升，被 驱动机组不断加速。待转速达到同步转 速时，机组并入电网，断开与SFC之间 的连接。然后撤除转轮室的压缩空气， 注水造压，并依次打开进水阀和导叶， 开始抽水。
在抽水蓄能技术发展的过程中，曾经和正在采用的可 逆式机组启动方式主要有以下几种：
－全压启动 －降压启动 －同轴小电动机启动 －变频启动装置启动 －“背靠背”启动
2020/6/15
蓄能机组抽水工况的启动（1）
3
❖ 其中前两种为异步启动方式，机组直接（全压）或经阻 抗或变压器（半压）并入电网，转子的阻尼条相当于异 步电动机的鼠笼条，机组作为异步电动机被驱动加速。 转子转速接近于同步转速时，投入励磁，使机组拖入同 步。这种方式适用于中小容量机组，如果机组容量大， 则并网时对电网和机组自身的冲击都较大。
2020/6/15
蓄能机组抽水工况的启动（1）
17
（3） 晶闸管整流器 SFC的晶闸管整流器也称为网桥，为一个或两个三相全
控整流器，每个桥含6个桥臂，用于将来自电网的交流 电流转换为直流电流。 根据网桥的工作电压和晶闸管 的反向电压承受能力，每臂可能由几个晶闸管串联构 成，也可能只有一个晶闸管。如采用两个三相全控整 流桥器串联的方式，可以进一步减少注入到电网的谐 波含量。这种方案共有12个桥臂，相应的触发脉冲有 12个，所以也称为12脉波方案。
❖ 与工业拖动中连续运行的SFC不同，抽水蓄能电 站的SFC是一种短时工作制的设备，只在水泵工 况启动的过程中运行，机组并网后即退出。的容 量是按照招标时要求的工作和间歇时间来设计的。
抽水蓄能机组抽水工况的启动SFC课件
2019/9/11
蓄能机组抽水工况的启动（1）
10
按照整流器和逆变器的工作电压，SFC可以分为高－ 高接线方案和高 －低－高接线方案。
2019/9/11
蓄能机组抽水工况的启动（1）
12
高-低-高方 案
6脉波
2019/9/11
蓄能机组抽水工况的启动（1）
13
高-低-高 方案
12脉波
2019/9/11
蓄能机组抽水工况的启动（1）
14
2. 3 SFC的构成
SFC装置一般由输入变压器（或输入电抗器）、 晶闸管整流器、平波电抗器、晶闸管逆变器、 输出变压器（或输出电抗器）等组成，见图。 该图为当前采用较多的高－低－高接线方案。
抽水蓄能机组抽水 工况的启动（1）
报告人 姜树德
1 启动方式概述
2019/9/11
蓄能机组抽水工况的启动（1）
2
主要启动方式
对于多机式机组，由于抽水和发电的旋转方向一致， 可以用水轮机或辅助的小水轮机将机组启动到同步 转速，并入系统后，切换水路，使机组转为抽水工 况运行。对于两机式的可逆机组，由于抽水和发电 的旋转方向不同，必须采取另外的措施来启动机组。
高－低－高接线方案的SFC的整流器经降压变压器接 到来自电力系统的电源，整流器的输入交流电压低 于其电源电压（大多数情况下是主变压器的低压侧 电压，亦即机组端电压）。输出侧经变压器升到机 组电压。
高－高接线方案的SFC的整流器经或电抗器或变比为 1的隔离变压器接到其供电电源，整流器的输入交流 电压与机组端电压相同。输出侧不需要接变压器， 而是经电抗器输出。
抽水蓄能机组背靠背启动中跳闸技术改造方案
抽水蓄能机组背靠背启动中跳闸技术改造方案常永亮;张兵海;王勇;何忠华【摘要】针对抽水蓄能机组在背靠背拖动过程中若发生电气或机械故障跳闸,当跳开拖动机组和被拖动机组的灭磁开关的时间差过大时,会在启动回路中产生很大的短路电流,引起继电保护误动作,严重时会损毁启动回路的电气设备,提出一种抽水蓄能机组背靠背跳闸技术改造方案,通过在机组保护系统中添加“跳相邻机组单元”接点,与“跳本机组”接点同时动作,达到同时跳开拖动和被拖动机组灭磁开关的目的.技术改造后的试验证明了方案的正确性和有效性.%When the trip is occurred during the back-to-back starting of pumped-storage units as electrical or mechanical faults and there is a larger time difference between the field breaking switches, the large short -circuit current will be generated in the starting circuits and leads to the malfunction of relay protection, even to damage the electrical equipments of starting circuit in a severe condition.A trip transformation was presented for the back-to-back starting of pumped-storage units, in which, the contact of "Breaking adjacent unit" was added in protection system and will be simultaneously operated with the contact of "Breaking local unit" to meet the requirements on breaking the units on the same time. The tests show that the transformation program is effective.【期刊名称】《水力发电》【年(卷),期】2011(037)007【总页数】3页(P34-36)【关键词】抽水蓄能机组;背靠背启动;故障跳闸;技术改造方案【作者】常永亮;张兵海;王勇;何忠华【作者单位】河北省电力研究院，河北石家庄050021;河北省电力研究院，河北石家庄050021;河北张河湾蓄能发电有限责任公司，河北井陉050300;河北张河湾蓄能发电有限责任公司，河北井陉050300【正文语种】中文【中图分类】TV737;TV743(222)0 引言水泵工况启动是可逆式抽水蓄能机组重要的工况转换过程，而背靠背启动方式是抽水蓄能机组水泵启动的重要启动方式之一，该方式涉及拖动设备的选择、拖动机组和被拖动机组的流程控制、励磁、调速器以及保护配合等相关设备的联合控制，是一个复杂的机电协调控制过程，背靠背启动成功与否直接关系到抽水蓄能机组和电网的安全稳定运行。
5-1抽水蓄能机组抽水工况的启动ppt课件
2021/6/3
蓄能机组抽水工况的启动〔1）
21
（7） 输出电抗器 输出电抗器可以限制可能出现的短路电流。
（8） 旁路开关 当被拖动机组转速低于额定转速的10%时，
由于电压和频率都很低，为了避免输出变 压器运行在过低频率下，也为使机组得到 较大的启动电流，通过旁路开关S2直接与 发电电动机绕组相连，当机组转速大于额 定转速的10%后，旁路开关S2断开，S1 合上，输出变压器接入。
机的三相交流电动势来关断逆变器中的晶闸 管，即实现自然换相即同步换相。
但是，在启动的初始阶段，当转速低于额定值 的10%时，电机的电动势不足以关断逆变器 中的晶闸管来维持换相，此时必须由SFC依
次向电机定子各相绕组提供电流脉冲，实现 所谓强制换相〔即脉冲耦合换相）。
2021/6/3
蓄能机组抽水工况的启动〔1）
抽水蓄能机组抽水 工况的启动〔1）
报告人 姜树德
1 启动方式概述
2021/6/3
蓄能机组抽水工况的启动〔1）
2
主要启动方式
对于多机式机组，由于抽水和发电的旋转方向一致， 可以用水轮机或辅助的小水轮机将机组启动到同步 转速，并入系统后，切换水路，使机组转为抽水工 况运行。对于两机式的可逆机组，由于抽水和发电 的旋转方向不同，必须采取另外的措施来启动机组。
晶闸管有的门极触发单元，用电脉波触发，信号来自SFC的控制 器。控制器将电信号转化为光信号用光纤传输到各晶闸管，保 证了高电压功率元件与控制元件之间的隔离。
2021/6/3
蓄能机组抽水工况的启动〔1）
18
晶闸管可以采用风/水冷却方式、水/水冷却 方式或强迫风冷方式。
采用风/水冷却方式时，晶闸管的热量由强 迫循环的空气带走，空气的热量经冷却器 即气水热交换器随冷却水排走。
某抽水蓄能电站首次背靠背拖动试验介绍
Equipment&unit总第332期（设备与机组:某抽水蓄能电站首次背靠背拖动试验介绍刘攀（中国葛洲坝集团机电建设有限公司成都611130）摘要：本文介绍了背靠背拖动试验时励磁系统、调速器、保护系统的参数设定思路，并对某抽水蓄能电站首次背靠背拖动试验时产生的现象进行了阐述与分析，对励磁系统、调速器、保护系统的参数进行了优化，经优化后的参数成功将被拖动机组拖至额定转速并网，提高了本电站背靠背拖动方式的开机成功率及可靠性和稳定性.关键词：抽水蓄能背靠背拖动BTB调速器励磁中图分类号：TM312文献标识码：B文章编号：1002-3607（2020）02-0027-03机组抽水调相启动问题在抽水蓄能电站机组的日常运行中占据非常重要的地位。
目前最常用的抽水调相启动方式是以静止变频器启动为主，背靠背拖动为辅。
背靠背拖动作为静止变频器的一种辅助备用方式，仍然是不可或缺的。
在电网或变频系统出现故障时，采用背靠背拖动可保证机组的正常运行，能提高蓄能电站机组运行的可靠性和稳定性。
背靠背拖动就是拖动机组（以发电机方式运行）与被拖动机组（以电动机方式运行）同步起动的一种启动方式。
通常，抽水蓄能电站需经过多次背靠背拖动试验后才会成功将被拖动机组拖至同步并网。
1背靠背拖动试验主要系统参数设定思路1.1励磁电流的设定背靠背拖动过程可以分为两个阶段：从拖动机的导叶开启到被拖动机达到同步为止的拖动同步阶段；被拖动机组与拖动机组达到同步后直到被拖动机组同期并网的同步加速阶段。
背靠背拖动的拖动同步阶段，励磁电流的作用在于保持拖动机和被拖动机的同步，励磁电流过小会导致转子磁场过弱，影响两机的同步。
理论和工程实践都表明，背靠背方式拖动过程中，如果两台机组参数相同（两台机组参数不相同的情况比较少见），励磁电流宜设定为接近额定空载励磁电流。
各电站励磁电流取值不尽相同，最佳的励磁电流应通过试验确定，大致为0.45~0.65倍额定负载励磁电流。
抽水蓄能电站背靠背工况启动调试技术探讨
运行与维护2019.13 电力系统装备丨115Operation And Maintenance2019年第13期2019 No.13电力系统装备Electric Power System Equipment 通过上述的分析可知，改进后的控制回路通过增加了时间继电器及其他元件实现了在温度条件达不到要求而又不恶劣（15~30℃）时两个加热器自动切换工作；在温度条件恶劣（低于15℃）时两个加热器同时工作。
这既保证了汇控柜内能始终处于额定的工作温度条件下，也很好地解决了目前加热器工作时间严重失衡存在的加热效果不佳和局部高温风险。
从而达到改善加热器工作条件，延长其寿命，降低故障率，提高了加热效果和加热器的循环使用效率。
3 220 kV 变电站HGIS 汇控柜温湿度控制系统的改造实施根据上文所提出的改进措施，制定出实施对策，实施步骤为：（1）准备装置备品，包括循环延时时间继电器、指示灯、空气开关、暂停、复位开关、中间继电器等。
（2）搭建模拟回路（如图4所示）。
（3）模拟回路性能测试。
模拟测试中，指示灯模拟现场中的加热器；空气开关模拟温湿度控制器。
最终测试结果显示：当闭合一个空气开关时，两个指示灯回路循环导通，指示灯循环亮；当两个空气开关同时闭合时，两个指示灯回路都导通，两个指示灯同时亮。
（4）站内工作实际应用改造。
通过此方法对加热器控制回路的改进，延长了加热器使用寿命，进而减少了加热器的更换次数，节省了更换费用。
同时也节约了人力资源，减少了设备损耗。
此外，在提高加热器使用效率后还很好地保证了柜内的温度保持恒定，减少了设备因为温度过高而误动或者拒动。
图4 模拟回路4 结语该方法提高了加热器的使用效率，对电网的健康、安全稳定运行意义重大。
以确保不发生继电保护原因引起的稳定事故和电网扩大事故，不发生因运行、维护、管理不到位造成的继电保护责任事故和“三误”事故，确保继电保护装置安全可靠运行，夯实电网安全工作基础。
“背靠背”启动在抽水蓄能机组的应用
河 北张 河湾 抽水 蓄能 发 电 有 限 责任 公 司 （ 称 简
“ 张河湾 电厂” 位 于 河北 省 井 陉 县 境 内。 电站 总 装 ）
机容 量 １０ ０Ｍｗ ， 装 ４台 ２ ０Ｍｗ 的单 级 混 流 ０ 安 ５ 可逆 式 机组 ， 以一 回 ５ ０ ｋ 线 路 接 入 河 北 省 南 部 ０ Ｖ
重要。
电网 ， 计年 发 电 量 １ ． ５亿 ｋ ， 抽 水 用 电量 设 ６７ ｗｈ 年
２ ． ４亿 ｋ 。电站 由上水 库 、 ２０ Ｗｈ 下水 库 和地 下 厂房 组成 。上 水库 布置 在 山顶 ， 经开挖 填 围而成 ， 常 蓄 正
频 器故 障 ， 电站 维护 人员无 法 处理 ， 背靠 背 启 动方 而
式 尚未 进行 调试 ， 成 机 组无 法抽 水 和 抽 水 调 相 运 造 行 的故 障 。背靠 背启 动作 为备 用启 动方 式在 保证 机 组 运行 和 电 网 安 全 方 面 的作 用 此 时 就 显 得 尤 为
中图分类号 ：Ｍ６１ Ｔ ２ 文 献 标 志 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ １ ９ ９ （０ １Ｓ 一０ ０ 一 ３ １ ０ — ８ ８ ２ １ ） Ｏ ０ １ Ｏ
运行 的 １台常规 发 电机 或蓄 能机组 （ 动机 ） 拖 来启 动 其 它 蓄能 机组 （ 被拖 动机 ） 。张河湾 电 厂安装 了 一套
Ｈｅ ｅ ｈ ｎ ｈ ｗａ ｔ ｒ ｇ ｗｅ ．Ｌｔ ． ｉ ｃｕ ｉｇ， ｈ ｂ ｉＺ ａ ｇ ｅ ｎ Ｓ ｏ ａ ｅ Ｐｏ ｒ Ｃｏ ｄ ，ｎ ｌｄｎ ｔ ｅ ｐ ｏ ｌ ｍｓ ｔ ｏ ｅ ａ ｐ ａ ｎ ｒ ｌ ｙ ｐ ｏ ｅ ｔ ｎ ｄ ｓｇ ｐ ｏ ｌｍｓ ｒ ｂ ｅ ｈ ｓ ｐ ｅ ｒ ｉ ｅａ ｒ ｔ ｃ ｉ ｅ ｉ ｎ， ｒ ｂ ｅ ｏ ｕ ｄ ｒｔ ｉ ｏ ｅ ａ ｉｎ ｍｏ ｅａ ｄ ｔ ｅ ｔ ｎ ｆｔ ｅ ｅ ｐ ｏ ｌ ｍｓ． ｎ ｅ ｈ ｓ ｐ ｒ ｔｏ ｄ ｎ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｈ ｓ ｒ ｂ ｅ ｏ Ｋ ｙ ｗｏ ｄ ｐ ｍｐ ｄ ｓｏ ａ ｅ ｕ ｉ； ａ ｋ ｔ － ａ ｋ ｓ ａ ｔ ｇ ｒ ｌｙ ｅ ｒ ｓ： ｕ ｅ ｔ ｒ ｇ ｎ ｔ ｂ ｃ －ｏ ｂ ｃ ｔ ｒ ｉ ； ｅａ ｎ
抽水蓄能机组背靠背启动过程中机组励磁配合
抽水蓄能机组背靠背启动过程中机组励磁配合王干军;赵兵【摘要】在背靠背启动过程中,机组的励磁配合是需要解决的一个关键问题.该文根据同步电机的状态方程,建立了抽水蓄能机组背靠背启动的数学模型.基于上述模型,对包括正常启动和启动过程中电动机突然灭磁和制动等工况下抽水蓄能机组的背靠背启动过程进行仿真研究.基于分析背靠背启动的仿真结果,发现背靠背启动中两机励磁系统配合存在的问题,并提出相应的解决方案.通过在LCU与保护回路之间增加逻辑控制的硬接线回路保证两机同时灭磁,解决了两机灭磁次序问题.%In the process of back-to-back starts, the excitation systems coordination between two units is a key issue. Using the state equations of synchronous motor, a mathematical model of back-to-back starting was established in this paper. Based on above research, back-to-back starting process for pumped storage units under different conditions were simulated, which includes the normal starting and starting processes with motor de-excitation and braking and so on. With the research of simulations, the problems of excitation systems coordination between two units were recognized, and an appropriate solution for this problem is proposed. By adding a hard-wire circuit between LCU and the tripping circuit and each of these circuits is added with an additional relay, two excitation systems can be removed simultaneously.【期刊名称】《电力系统及其自动化学报》【年(卷),期】2013(025)002【总页数】5页(P143-147)【关键词】抽水蓄能电站;数学模型;背靠背启动;励磁配合【作者】王干军;赵兵【作者单位】广东电网公司电力科学研究院,广州510080【正文语种】中文【中图分类】TM732随着我国电网容量的不断增大，调峰填谷、提高水火电站利用率等问题越来越重要。
抽水蓄能发电技术PPT课件
抽水蓄能发电技术
一、蓄能电站的概述 二、蓄能电站济效益 三、水泵水轮机类型 四、水泵水轮机特性
五、电动发电机的特性 六、蓄能电站电气设备 七、蓄能电站水工设备 八、蓄能电站过渡过程
一、抽水蓄能电站概述
什么是抽水蓄能电站？
用电高峰时，放水发电，将水势能转化为电能 用电低谷时，用电抽水，将电能以水势能存储 “调峰填谷”作用的水电站。
七、蓄能电站水工设备
1、进出水口 2、调压井室 3、厂房结构
七、蓄能电站水工设备
1、进出水口
不同点： 1）、既进又出。 2）、岔管损失小。 3）、拦污栅强度大。
七、蓄能电站水工设备
调压井 调压室
2、调压井室
简单式、阻抗式、双室式、溢 流式、差动式 气垫式
调压阀 引用流量较小的水电站
为了减小水击压力，并改善机组的运 行条件而建造的水电站平水建筑物。
电动机运行时的起动方式有哪些？ 1、同轴电动机 2、异 步 起 动 3、同 步 起 动 4、半同步启动 5、变 频 起 动
六、蓄能电站电气设备
1、主接线原则 2、低压侧接线 3、高压侧接线 4、厂 用 电 源 5、励 磁 装 置 6、保 护 配 置
六、蓄能电站电气设备
六、蓄能电站电气设备
六、蓄能电站电气设备
1、静态效益 2、运行费用 3、动态效益
三、水泵水轮机类型
1、机组类型 2、应用情况 3、发展趋势
四、水泵水轮机特性
1、可逆性 2、基本参数 3、能量特性 4、空化特性 5、压力脉动
五、电动发电机的特性
1、机组特点 2、机组结构 3、可变转速 4、制动方式 5、起动方式
•
17
五、电动发电机的特性
黑麋峰抽水蓄能电厂背靠背启动过程分析
第39卷增刊2水电姑机电技术Vol.39No.S2182016 年 12 月Mechanical & Electrical Technique of Hydropower StationDec.2016黑麋峰抽水蓄能电厂背靠背启动过程分析任鑫，刘平，吴志峰,何忠华(湖南黑麋峰抽水蓄能有限公司，湖南长沙410213)摘要：目前大型可逆式抽水蓄能机组在水泵工况启动时，可以采用静止变频器(SFC )启动和背靠背(BTB )启动2种方式。
正常情况下机组采用SFC 启动方式，在SFC 故障或者检修维护时采用BTB 启动方式，本文着重介绍了黑麋峰 抽水蓄能电厂机组背靠背启动过程中监控、调速器、励磁控制流程,并对调试中出现的问题进行了综合分析。
关键词:黑麋峰抽水蓄能电厂；背靠背启动；控制流程；励磁；调速器中图分类号:TV 743文献标识码:BD 0I ： 10.13599/j .cnki .11-5130.2016.S 2.0061引言黑麋峰抽水蓄能有限公司位于湖南省长沙市望 城县桥驿镇杨桥村，紧邻湖南电网负荷中心长、株、 潭地区。
电站距长沙市区公路里程25 km ,距离湘 潭、株洲不足60 km ,地理位置优越，是湖南省建设 贿麵水勸嫩占。
电站安装4台量300 M W可逆式机组，总装机容量1 200 MW ,以1回500 kV 出线黑沙线接人湖南电网500 kV 沙坪变电站，线路 输电距离约16.4 km 。
设计年发电量16.06亿kW .h ， 年抽水耗用低谷电量21.41亿kW *h ,年发电利用小 时数1 338 h ,年抽水利用小时数1 732 h 。
黑麋峰公司 为日调节纯抽水蓄能电站，主要担负湖南及华中电网调峰播、调频、调相及事故备用割壬务。
可逆式抽水蓄能机组水泵启动主要有两种方 式,一种是SFC 启动，一种是背靠背启动，其中背靠 背启动涉及拖动机和被拖机的监控流程配合、励磁 配合、调速器配合、一次及辅助系统配合。
泰山抽水蓄能机组背靠背启动流程优化方法
18第42卷 第1期2019年1月Vol.42 No.1Jan.2019水 电 站 机 电 技 术Mechanical & Electrical Technique of Hydropower Station0 引言泰山抽水蓄能电站（简称“泰蓄”）位于山东省的泰山西南麓，电站在电网中主要担负调峰、填谷作用，兼有调相和紧急事故备用等功能。
泰安抽水蓄能电站装机为容量4×250MW的可逆式水泵水轮机组和发电电动机组，其主要运行工况有发电、发电调相、抽水、抽水调相等[1]。
泰蓄机组抽水调相工况启动采用SFC启动为主，背靠背启动为辅的方式。
泰蓄机组SFC启动成功率很高，背靠背启动在日常运行中较少用到。
泰蓄机组背靠背启动时，有时会出现启动失败的情况。
本文分析了泰蓄机组背靠背启动的失败原因，提出了改善背靠背启动成功率的方法。
1 背靠背启动方式背靠背启动方式是1台机组由另1台机组拖动并网实现抽水调相启动的方式。
2台机组中被拖动机组以水泵电动机方式运行，拖动机组以水轮发电机方式运行，拖动机组与被拖动机组通过建立电气连接轴实现拖动[2]。
背靠背启动成功率受2台机组外加励磁电流、拖动机组导叶开启规律、2台机组制动转矩和保护等多方面因素的影响，各环节要相互协调好才能保证启动成功率。
泰蓄机组背靠背启动流程如图1所示。
主要步骤具体说明如下：图1 背靠背启动流程示意图收稿日期：2018-10-29作者简介：肖仁军（1984-），男，高级工程师，从事抽水蓄能电站设备运行管理工作。
泰山抽水蓄能机组背靠背启动流程优化方法肖仁军1，夏 鑫1，刘晓波2，白剑飞2，谷东永2（1.山东泰山抽水蓄能电站有限责任公司，山东 泰安271000；2.北京中水科水电科技开发有限公司，北京100038）摘 要：针对泰蓄机组抽水调相工况背靠背启动失败的情况，分析了启动失败的原因并阐述了改进方法。
关键词：背靠背启动；原因；改进中图分类号：TV743 文献标识码：B 文章编号：1672-5387（2019）01-0018-03DOI：10.13599/ki.11-5130.2019.01.00519第1期（1）被拖动机组（3号机）收到上位机下发的“3号机由2号机背靠背拖动启动令”后，开机至辅助设备运行。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
停机、灭磁。在确认两台机组都已灭磁后， 拖动机组的LCU发令跳开GCB。
2021/3/1
背靠背启动
7
2021/3/1
背靠背启动
8
2021/3/1
背靠背启动
9
3 影响“背靠背”方式启动的参数
“背靠背”方式的启动过程可以分为两个阶段，第一 阶段为启动同步阶段，从拖动机组的导叶开启到被 拖动机组与拖动机组达到同步为止；第二阶段为同 步加速阶段，即被拖动机组与拖动机组达到同步后 直到被拖动机组并网的阶段。
3） 将被拖动机的被拖动隔离开关MD2合上，拖动隔离开关 GD2打开，换相开关PRD2合到电动机位置M。
4）合上作为发电机的机组的断路器GCB1，将两台机组连接起 来。
5） 给两台机组同时分别施加励磁，并维持恒励磁电流。 6）以合适的速度逐步打开拖动机组的水轮机导叶，机组由水
轮机驱动零起升速，被拖动机组由拖动机提供的电流产生的 电磁转矩驱动零起升速。 7）达到同步转速后合GCB2，电动机并网；然后跳开发电机 GCB1，断开与发电机与电动机的连接。
2021/3/1
背靠背启动
10
3影响“背靠背”方式启动的参数
研究表明，“背靠背”启动过程中两台机组 的加速转矩相等。
Taccg= Taccm =0.5（Tmg-Tresm）=J·dΩ/dt 式中：Taccg和 Taccm ─ 分别是拖动机组和被拖动
机组的加速转矩； Tmg ─拖动机组水轮机输入的轴转矩； Tresm ─ 被拖动机组的阻力转矩。
每个具体电站“背靠背”启动过程中的励磁电流 以及导叶开启速度和导叶开度的最佳取值要通 过试验确定。
2021/3/1
背靠背启动
12
拖动机组导叶开度控制过程（张河湾）
（1）在拖动机组启动初期，导叶开度为3%，可以 使拖动机组和被拖动机组克服启动阻力矩，双机 开始缓慢转动。
（2）延时20s后,导叶开度增加到4.5%，双机加快升 速。
抽水蓄能机组的背靠背启动
2021/3/1
背靠背启动
1
1 概述
“背靠背”启动方式也称为同步启动方式， 是用一台机组作为发电机，提供频率逐渐 升高的电流，另一台待启动机组作为电动 机，利用前者输出的变频电流同步地逐渐 加速到额定转速。
启动母线设置在发电机电压侧的称为低压 “背靠背”启动，设置在主变压器高压侧 的称为高压“背靠背”启动。以下为这两 种方式的基本接线。
2021/3/1
背靠背启动
2
低压侧背靠背启动
2021/3/1
背靠背启动
3
高压侧背靠背启动
2021/3/1
背靠背启动
4
电动机转速随电源（发电机）频率由零上升而加速
2021/3/1
背靠背启动
5
1 概述
我国的抽水蓄能机组“背靠背”启动多采用低压“背 靠背”方式。为了减少启动过程中的阻力转矩， 大
都采用转轮室充气压水的方式。启动过程中拖动电 机输出功率取决于要求的启动时间。启动时间越短， 则输出功率越大。如果要求的启动时间与SFC启动相 同，则“背靠背”启动的功率仅为被拖动机组额定 功率的6%～10%左右。
2021/3/1
背靠背启动
16
4 背靠背启动过程中的事故停机问题
• 为了解决这个问题，机组 LCU应当 根据各 机组拖动开关GD和被拖动开关的位置，判 断是哪台机组与本机进行背靠背拖动。如
果背靠背启动过程中任意一台机组发生电 气或机械事故，本机的LCU应按顺序停机、 灭磁，同时将跳磁场开关的命令发给与其
• 背靠背启动过程中，如果两台机组内部或连接 母线上发生了电气或机械事故，两台机组都应 当灭磁、停机、跳闸。由于此时回路中只有拖 动机组的GCB闭合，跳闸也就专指跳拖动机组 的GCB。
• GCB是按照额定频率50Hz设计的，其开断能力 与50Hz相对应。背靠背启动过程中，回路电流 的频率低于50Hz，此时开断GCB有可能造成 GCB的损毁。为了解决这个问题，应当首先将 两台机组同时灭磁，然后开断GCB。灭磁后的 两台电机变为极弱励磁（转子铁心的剩磁）的 同步机。
影响启动成败的因素主要有： （1）两机的励磁电流及其比值 “背靠背”启动过程中，励磁电流的作用在于保持两
台机的同步，励磁电流过小会导致转子磁场过弱， 影响两机的同步。理论研究和工程实践表明，“背 靠背”方式启动过程中，如果两台机参数相同，则 励磁电流宜设为接近额定空载励磁电流。各电站取 值不尽相同，最佳的励磁电流应通过试验确定，大 致为0.9～1.3If0，If0是机组的额定空载励磁电流。
2021/3/1
背靠背启动
15
4 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ靠背启动过程中的事故停机问题
• 灭磁后二机虽然仍连接在一起，但电流极 小，开断GCB就没有危险了。
• 实现以上的过程的困难之处在于，如果事 故发生在一台机组内，本机的继电保护或 机械保护检测到了，可以按顺序先灭磁， 后跳闸；而另外一台机组的保护可能没检 测到这个事故（尤其是机组机械事故，不 易被其他机组检测到），也就无法按顺序 灭磁、跳闸。
（3）拖动机组转速达到40%额定转速时，调速器开 始按照预设的升速曲线自动调整开度。升速曲线 斜率为1.388(r/min)/s。
（4）被拖动机组进入同步转速后后，拖动机组调速 器调整转速使被拖动机组顺利并网。
2021/3/1
背靠背启动
13
2021/3/1
背靠背启动
14
4 背靠背启动过程中的事故停机问题
2021/3/1
背靠背启动
11
3 影响“背靠背”方式启动的参数
Tm速g与度导过叶快开，启将速导度致和拖导动叶机最组终输开出度电有流关的。频开率启上 升过快，两台机组之间“脱调”，启动失败。
日本安昙电站的导叶开启速度为0.25%/s，导叶 最终开度为25%；水殿电站导叶开启速度为 0.56%/s，最终开度为35%。广州蓄能电站A厂 的试验表明，导叶开启速度为1%/s～5%/s时， 可以保证启动成功。
“背靠背”启动不需电网供给电源就可启动机组，对 系统无扰动。
如果电站的所有机组都是可逆式抽水蓄能机组，那么 采用“背靠背”方式启动时，总有一台机组无法启 动。
2021/3/1
背靠背启动
6
2 背靠背”启动的主要步骤
1）打开作为发电机的机组的中性点隔离开关ND1，以避免定子 接地保护误动作。
2）将拖动机的拖动隔离开关GD1合上，被拖动隔离开关MD1打 开，换相开关完全打开。