上海外高桥三厂FCB及电网黑启动
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最低转速:
3100 3080
3060
3004.6 rpm 3002.7 3162.4 rpm 3118.4 2950.8 rpm 2952.6
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上海外高桥第三发电有限责任公司7号机 子飞升曲线 M W 超 超 临 界 汽 轮 发 电 机 组 1 0 0 0 M W _ F C B 转号机 1 0 0 0 上海外高桥第三发电有限责任公司7
稳定后：
100%FCB：定子电压 27.2-27.3kV
外三简介 电 气 实 现 FCB 的 条 件 电 气 如 何 实 现 FCB FCB 试 验 500kV 电 网 黑 启 动 试 验
500kV 电 网 黑 启 动 试 验
500kV电网黑启动试验
#8: 2010.4.18 1h47’
配合上海电网，利用外三FCB机组，充当电网黑启动电源， 恢复电网。 考验励磁系统和继电保护，验证FCB机组适应电网参数变化 的能力和黑启动能力。
发变组保护 UR系列G60、T60、T35
励磁调节器
同期装置 厂用电切换装置
UNITROL 5000（In=114A，双通道）
SYN5201 PZH-1C（慢速切换）
外三简介 电 气 实 现 FCB 的 条 件 电 气 如 何 实 现 FCB FCB 试 验 500kV 电 网 黑 启 动 试 验
并网点为发电机出口断路器）
桥I引线
GIS 5051 外路5137线
G7
50076
5012
50086
G8
路桥5138线 5052
桥II引线
外三简介 电 气 实 现 FCB 的 条 件 电 气 如 何 实 现 FCB FCB 试 验 500kV 电 网 黑 启 动 试 验
FCB 试 验
#7： 2008年3月17日 75% FCB试验 1h
2900 2940
s
1 0 0 0 M W 超超临界汽轮发电机组7 5 0 M W _ F C 100% B 转子飞升曲线 汽轮发电机转子飞升曲线（ 负荷FCB试验）
FCB 试 验
FCB 试 验
FCB 试 验
电压升高：
100%FCB：定子电压最高29.12kV（录波数据）
影响因素：转子电流、时间常数、AVR调节速度
500kV 电 网 黑 启 动 试 验
黑启动试验外三侧有关数据
1、最大进相：95MVar（投入两组电容器时） 2、电压 机端电压:最低电压95%（单充变压器时）
500kV电压：稳态最高520kV（投入两组电容器时）；
暂态最高732.5kV（空充线路时）[注] 厂用电压：波动小于2%
3、发电机频率波动：0.1Hz（单冲主变时）[注]
500kV 电 网 黑 启 动 试 验
500kV 电 网 黑 启 动 试 验
黑启动试验内容
1、空充线路（10km，LGJ-400*4）
2、单冲变压器（1000MVA） 3、充线路和变压器（1000MVA） 4、投切电抗器（60MVar） 5、投切电容器（2*60MVar）
500kV 电 网 黑 启 动 试 验
外三简介
外三机组连锁原则（单向：炉->机->电）
• 停线不停电：500kV开关分闸，进入FCB
• 停电不停机：发电机跳闸，不跳汽轮机
• 停机不停炉
桥I引线
GIS 5051 外路5137线
G7
50076
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G8
路桥5138线 5052
桥II引线
外三简介 电 气 实 现 FCB 的 条 件 电 气 如 何 实 现 FCB FCB 试 验 500kV 电 网 黑 启 动 试 验
桥I引线
5051
外路5137线
G7
50076
5012
50086
G8
桥II引线
路桥5138线 5052
外三简介
FCB（Fast Cut Back）及其意义
• 电网故障时能迅速转为FCB，能使其成为电网的“星星
之火”而迅速“激活”网内其它机组并恢复对重要用户
的供电。 • 减少停炉次数，能缓解固体颗粒（SPE）问题 • 减少机组突然停役并再次启动所产生的派生故障
电 气 实 现 FCB 的 条 件
电气一次系统：具有实现FCB功能的解列、同期点（主变 高压侧断路器、电压互感器） 电气二次系统：在机组连锁原则下，围绕运行方式与FCB 功能的继电保护、自动装置和回路设计，重点是保护配 置、出口方式、整定配合
电 气 实 现 FCB 的 条 件
外三继电保护和自动装置
2008年3月18日
#8： 2008年5月21号
100% FCB试验
100% FCB试验
7’
48’
FCB 试 验
rpm rpm
3140 3120 3150 3100
时间：2008年3月18日23:59:41 时间：2008年3月17日21:40:00 1013 MWMW 功率： 753.55 起始转速: 最高转速：
上海外高桥三厂FCB及电网黑启动
王 雷
上海外高桥第三发电有限责任公司 邮编 200137
外三简介 电 气 实 现 FCB 的 条 件 电 气 如 何 实 现 FCB FCB 试 验 500kV 电 网 黑 启 动 试 验
外三简介
主要设备情况简介
锅炉：1000MW超超临界直流塔式炉，蒸发量2955 t/h
汽轮机：额定功率1000MW，四缸四排汽、单轴反动凝汽式双背 压汽轮机
发电机：额定功率1000MW，水氢氢、无刷励磁 旁路系统：高压旁路100%BMCR、兼作锅炉高压安全门；低压旁 路65%BMCR；再热安全门100%BMCR 给水系统：1×100%BMCR汽动给水泵
外三简介
电气主接线和运行方式
GIS
电 气 如 何 实 现 FCB
厂用电切换原则
FCB（电网异常/故障）：不切换 发电机故障：不切换（主变倒送电） 主变/厂变故障：切换
励磁调节器整定
在设备允许范围内，保证小系统的安全：
过励、V/Hz整定时需注意 V/Hz与发电机过激磁配合
电 气 如 何 实 现 FCB
FCB恢复
选择FCB同期点
外三有三个同期点：FCB时并网点为500kV断路器（通常
注：摘自华东中试所试验报告
500kV 电 网 黑 启 动 试 验
黑启动试验外三侧有关分析
1、单充变压器时，励磁涌流较大；充线路和变压器时，励磁涌流
降低，衰减加快。
2、外三励磁方式虽为旋转励磁，但AVR响应时间小于100ms，因而 满足电压水平控制要求。 3、500kV线路10km（约12MVar），无高压电抗器。
黑启动试验仿真与校核
1、电网：建模、仿真（暂态电压、自励磁、励磁涌流等） 2、外三：配合仿真；保护与自动装置校核
500kV 电 网 黑 启 动 试 验
500kV 电 网 黑 启 动 试 验
黑启动试验前工况参数
机端电压 FCB后 26.86kV
发电机频率 发电机有功 发电机无功 500kV电压 49.9213Hz 26.34MW 24.52MVar 508.74kV
500kV 电 网 黑 启 动 试 验
黑启动试验结论
1、再次验证FCB功能和稳定运行能力（全真工况，1h:47’） 2、FCB机组可以成为电网黑启动的“火种”[注] 3、破解了大城市500kV电网黑启动的世界性难题[注]
注：摘自《华东电力》2011（5）
王雷
上海外高桥第三发电有限责任公司 2012年11月
电 气 如 何 实 现 FCB
判断进入FCB的条件
正常运行时，500kV开关突然分闸 DEH、AVR需保持正常运行：判断为并网状态（保持并网 信号）
电 气 如 何 实 现 FCB
继Fra Baidu bibliotek保护
突出选择性：区分电厂侧和系统侧的异常或故障
结合机组FCB特点决定保护出口方式：取消关闭主汽门
保护出口方式： FCB：系统侧的异常或故障，如频率、负序、零流 其他出口方式：全停（MFT）、解列灭磁、程序跳闸 按常规设计
3100 3080
3060
3004.6 rpm 3002.7 3162.4 rpm 3118.4 2950.8 rpm 2952.6
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上海外高桥第三发电有限责任公司7号机 子飞升曲线 M W 超 超 临 界 汽 轮 发 电 机 组 1 0 0 0 M W _ F C B 转号机 1 0 0 0 上海外高桥第三发电有限责任公司7
稳定后：
100%FCB：定子电压 27.2-27.3kV
外三简介 电 气 实 现 FCB 的 条 件 电 气 如 何 实 现 FCB FCB 试 验 500kV 电 网 黑 启 动 试 验
500kV 电 网 黑 启 动 试 验
500kV电网黑启动试验
#8: 2010.4.18 1h47’
配合上海电网，利用外三FCB机组，充当电网黑启动电源， 恢复电网。 考验励磁系统和继电保护，验证FCB机组适应电网参数变化 的能力和黑启动能力。
发变组保护 UR系列G60、T60、T35
励磁调节器
同期装置 厂用电切换装置
UNITROL 5000（In=114A，双通道）
SYN5201 PZH-1C（慢速切换）
外三简介 电 气 实 现 FCB 的 条 件 电 气 如 何 实 现 FCB FCB 试 验 500kV 电 网 黑 启 动 试 验
并网点为发电机出口断路器）
桥I引线
GIS 5051 外路5137线
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路桥5138线 5052
桥II引线
外三简介 电 气 实 现 FCB 的 条 件 电 气 如 何 实 现 FCB FCB 试 验 500kV 电 网 黑 启 动 试 验
FCB 试 验
#7： 2008年3月17日 75% FCB试验 1h
2900 2940
s
1 0 0 0 M W 超超临界汽轮发电机组7 5 0 M W _ F C 100% B 转子飞升曲线 汽轮发电机转子飞升曲线（ 负荷FCB试验）
FCB 试 验
FCB 试 验
FCB 试 验
电压升高：
100%FCB：定子电压最高29.12kV（录波数据）
影响因素：转子电流、时间常数、AVR调节速度
500kV 电 网 黑 启 动 试 验
黑启动试验外三侧有关数据
1、最大进相：95MVar（投入两组电容器时） 2、电压 机端电压:最低电压95%（单充变压器时）
500kV电压：稳态最高520kV（投入两组电容器时）；
暂态最高732.5kV（空充线路时）[注] 厂用电压：波动小于2%
3、发电机频率波动：0.1Hz（单冲主变时）[注]
500kV 电 网 黑 启 动 试 验
500kV 电 网 黑 启 动 试 验
黑启动试验内容
1、空充线路（10km，LGJ-400*4）
2、单冲变压器（1000MVA） 3、充线路和变压器（1000MVA） 4、投切电抗器（60MVar） 5、投切电容器（2*60MVar）
500kV 电 网 黑 启 动 试 验
外三简介
外三机组连锁原则（单向：炉->机->电）
• 停线不停电：500kV开关分闸，进入FCB
• 停电不停机：发电机跳闸，不跳汽轮机
• 停机不停炉
桥I引线
GIS 5051 外路5137线
G7
50076
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G8
路桥5138线 5052
桥II引线
外三简介 电 气 实 现 FCB 的 条 件 电 气 如 何 实 现 FCB FCB 试 验 500kV 电 网 黑 启 动 试 验
桥I引线
5051
外路5137线
G7
50076
5012
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G8
桥II引线
路桥5138线 5052
外三简介
FCB（Fast Cut Back）及其意义
• 电网故障时能迅速转为FCB，能使其成为电网的“星星
之火”而迅速“激活”网内其它机组并恢复对重要用户
的供电。 • 减少停炉次数，能缓解固体颗粒（SPE）问题 • 减少机组突然停役并再次启动所产生的派生故障
电 气 实 现 FCB 的 条 件
电气一次系统：具有实现FCB功能的解列、同期点（主变 高压侧断路器、电压互感器） 电气二次系统：在机组连锁原则下，围绕运行方式与FCB 功能的继电保护、自动装置和回路设计，重点是保护配 置、出口方式、整定配合
电 气 实 现 FCB 的 条 件
外三继电保护和自动装置
2008年3月18日
#8： 2008年5月21号
100% FCB试验
100% FCB试验
7’
48’
FCB 试 验
rpm rpm
3140 3120 3150 3100
时间：2008年3月18日23:59:41 时间：2008年3月17日21:40:00 1013 MWMW 功率： 753.55 起始转速: 最高转速：
上海外高桥三厂FCB及电网黑启动
王 雷
上海外高桥第三发电有限责任公司 邮编 200137
外三简介 电 气 实 现 FCB 的 条 件 电 气 如 何 实 现 FCB FCB 试 验 500kV 电 网 黑 启 动 试 验
外三简介
主要设备情况简介
锅炉：1000MW超超临界直流塔式炉，蒸发量2955 t/h
汽轮机：额定功率1000MW，四缸四排汽、单轴反动凝汽式双背 压汽轮机
发电机：额定功率1000MW，水氢氢、无刷励磁 旁路系统：高压旁路100%BMCR、兼作锅炉高压安全门；低压旁 路65%BMCR；再热安全门100%BMCR 给水系统：1×100%BMCR汽动给水泵
外三简介
电气主接线和运行方式
GIS
电 气 如 何 实 现 FCB
厂用电切换原则
FCB（电网异常/故障）：不切换 发电机故障：不切换（主变倒送电） 主变/厂变故障：切换
励磁调节器整定
在设备允许范围内，保证小系统的安全：
过励、V/Hz整定时需注意 V/Hz与发电机过激磁配合
电 气 如 何 实 现 FCB
FCB恢复
选择FCB同期点
外三有三个同期点：FCB时并网点为500kV断路器（通常
注：摘自华东中试所试验报告
500kV 电 网 黑 启 动 试 验
黑启动试验外三侧有关分析
1、单充变压器时，励磁涌流较大；充线路和变压器时，励磁涌流
降低，衰减加快。
2、外三励磁方式虽为旋转励磁，但AVR响应时间小于100ms，因而 满足电压水平控制要求。 3、500kV线路10km（约12MVar），无高压电抗器。
黑启动试验仿真与校核
1、电网：建模、仿真（暂态电压、自励磁、励磁涌流等） 2、外三：配合仿真；保护与自动装置校核
500kV 电 网 黑 启 动 试 验
500kV 电 网 黑 启 动 试 验
黑启动试验前工况参数
机端电压 FCB后 26.86kV
发电机频率 发电机有功 发电机无功 500kV电压 49.9213Hz 26.34MW 24.52MVar 508.74kV
500kV 电 网 黑 启 动 试 验
黑启动试验结论
1、再次验证FCB功能和稳定运行能力（全真工况，1h:47’） 2、FCB机组可以成为电网黑启动的“火种”[注] 3、破解了大城市500kV电网黑启动的世界性难题[注]
注：摘自《华东电力》2011（5）
王雷
上海外高桥第三发电有限责任公司 2012年11月
电 气 如 何 实 现 FCB
判断进入FCB的条件
正常运行时，500kV开关突然分闸 DEH、AVR需保持正常运行：判断为并网状态（保持并网 信号）
电 气 如 何 实 现 FCB
继Fra Baidu bibliotek保护
突出选择性：区分电厂侧和系统侧的异常或故障
结合机组FCB特点决定保护出口方式：取消关闭主汽门
保护出口方式： FCB：系统侧的异常或故障，如频率、负序、零流 其他出口方式：全停（MFT）、解列灭磁、程序跳闸 按常规设计