9E燃气轮机黑启动方案及实战

第！1卷第1期

2018年！月

《燃气轮机技术》

GAS TURBINE TECHNOLOGY

Vol. 31 No. 1

Mar. , 2018

9E 燃气轮机黑启动方案及实战

梁

青

，刘世鑫，周亮

(珠海深能洪湾电力有限公司，广东珠海519060)

摘要

:某电厂PG9171E 型燃气轮机为了具备黑启动功能，增设了柴油机及变频装置。文中主要介绍了 2017

年8月23日强台风袭击珠海，导致珠海澳门大面积停电，某电厂机组被迫停运的事故及随后的黑启动过程，

总结了黑启动过程中重点注意事项，提高黑启动成功率。

关

键

词

:9E 燃气轮机;黑启动;柴油机;失去厂用电;无差中图分类号:TK478 文献标志码：B 文章编号= 1009-2889(2018)01-0046-05

黑启动是在电力系统因故障停运后，不依赖其 他网络帮助，通过系统中具有自启动能力的发电机 组启动，带动无自启动能力的发电机组，逐步扩大系 统的供电恢复范围，最终实现整个系统的恢复[1]。 近十几年世界各地发生多起大停电事故，如美加大 停电、纽约大停电、海南大停电[2]等，大部分是因为 过负荷，输电线路、变压器设备故障等引起，波及范 围广，这些重大事故都造成了灾难性的社会影响和 经济损失，如果能在短时间内快速恢复电网的正常 运行，使负荷损失和经济损失降低到最小，将会带来 显著的社会效益。

某电厂1991年引进法国GECALSTHOM 公司 生产的VEGA 206型燃气-蒸汽联合循环发电机组 (容量为3 x 35 MW )，燃气轮机PG 6541B 启动采用 启动柴油机带动，具备黑启动能力，在1994年因电 网故障后成功黑启动，得到电网的肯定和嘉奖，该机 组于2007年退出运行。2004年公司引进G E 公司 生产的PG 9171E 燃气发电机组，配套国产锅炉、汽 轮机进行“以大代小”技术改造工程，2005年底实 现(2 x 180 MW )蒸汽-燃气联合循环机组发电。

在6B 机组退出后，为能继续提供黑启动服务 功能，该电厂增加配置一台柴油机及相应变频装置， 于2010年8月顺利通过黑启动实验，并与广东电网 电力调度控制中心签订《黑启动技术协议》，正式成 为广东电网江门、中山、珠海地区的黑启动电源点。

收稿日期

#2017-10-16改稿日期#2017-10-30

作者简介:梁青（1984—），男，湖南新化人，本科，工程师，从;

1黑启动方案

PG 9171E 型燃气轮机本身不具备黑启动功能，

需要配备合适的柴油发电机来提供电力给启动电机 及重要的低压负载如滑油泵、风机等，确保燃气轮机 从零转速启动到燃气轮机并网，同时为了节省投资， 黑启动柴油机不宜设计过大，按照黑启动协议，只需

要燃气轮机提供黑启动服务，9E 燃气轮机黑启动必 须启动的电机及辅机负荷列表如表1所示。表1中 燃气轮机启动马达(88CR )电压等级是6 300 V ，其 余设备的电压等级均为380 V ，运行时设备的额定 功率共计1 516. 37 kW 。

燃气轮机启动过程中最大负载为启动电机 88CR ，我们重点考虑启动电机从带电到脱扣阶段的 负荷特性，作为黑启动柴油发电机选型的重要依据， 当启动电机88C R 作为启动装置时，其在启动阶段 最高为6 ~8倍启动电流，需要足够的容量以维持电 压降不低于额定的80%，否则将导致扭力不足而无 法启动，在燃气轮机点火成功暖机结束后的加速阶 段，启动电机88CR 将会达到峰值负荷约1 450 kW [3]。

由于柴油机的费用随容量的增大而大幅增加， 通过各种方案的比较，某电厂选定了柴油发电机加 变频器的方式。柴油机有关参数如表2,柳州佳力 (西门子技术)JFG 6303 -4/6300柴油发电机设备参

表3。

燃气轮机电厂运行工作，E-irnil & 156914182@qq. com 。

第！期

9E燃气轮机黑启动方案及实战47表19E燃气轮机黑启动负荷清单

名称配备数量/

运行数量

单台额定

功率/kW

燃气轮机启动马达(88CR)1/11000

辅助滑油泵(88Q A)1/190

辅助液压油泵(88 H Q)1/115

冷却水泵(88W C)2/155

盘车电机(88TG)1/130

发电机顶轴油泵(88QB)1/118/

油雾分离器马达(88Q V)1/118/

液力变钮器扭矩调整马达(88T M)1/1 1.5

燃气间通风风机(88V L)2/10/7

排气框架冷却风扇（88T K)2/245

负荷联轴间风扇（88V G)2/17.5

透平间冷却风扇（88B T)2/115机2/190

外环水循环冷却水泵2/145

燃气轮机、汽轮机U P S电源2/220注:此处未考虑汽轮机滑油系统及盘车负荷。

相应配备的变频器装置为HAVREST - A06/ 180型高压变频器调速系统，为北京利德华福电气 技术有限公司提供。变频器容量为1 &00 VVA，额 定输出电流为180 A，输入频率在45 H z〜55 Hz。输出频率范围为0/H z〜120 Hz。该变频器电压源 由高压6 k V输入，高压6 k V输出；由$4个功率模 块组成，当少数功率单元故障时，变频器可将其旁路 降容运行，系统不停机。控制柜主要有控制器、PLC'UPS、报警器、DC24V电源、控制电源断路器、接线端子、液晶显示器、操作按钮等组成。变频控制 为“一拖二”方案，一台变频器可通过刀闸切换分别 带两套9E燃气轮机的启动电机[4]。燃气轮机高压 变频控制示意图见图1。

表2柴油机设备技术参数

型号形式汽缸数及排列润滑方式动方

H16V190ZL 四冲程、直喷式燃

烧室、增压中冷

16缸，V型，60。夹角压力和飞溅润滑马达动

曲轴转向

(面向输出端视）

转速/ (r •min _ 1)外型尺寸（长X宽X高)/lmm 燃逆时针1500 3 525 x1 930 x23410号柴油

表3J FG6303 -4/6300柴油发电机设备参数

绝缘等级等形

额定功率

(常用)/kW

最大功率/kW交流电压/kV

H

无刷自励、数字电压调节器

IP23

DECS100

2200 2 4006/

直流电压/ V频率/Hz转速/(r •min _1)相数功率因数外形尺寸（长X宽X高)/

mm

2450150030/(滞后）6870 x2610 x3200

一台变频器通过刀闸切换分别带两台燃气轮机 启动电机，但只能有一台燃气轮机启动电机处于变 频状态运行，变频调速系统接于6/k V电压等级的 电源系统。应急柴油发电机通过“应急柴油发电机 出口 6306A断路器”和“黑启动电源6306断路器”接入厂用电6 kV&段母线。在燃气轮机并网给220 k V母线送电，需要通过7#主变送至4#高压厂 变，并通过4#高压厂变低压侧6 k V开关6071与6 k V母联6002开关进行切换，切换完成后柴油机可 停机，

由燃气轮机自带厂用电运行。