5-2抽水蓄能机组抽水工况的启动(2)-背靠背 23

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1、抽水蓄能机组的背靠背启动2021/6/12背靠背启动11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。2021/6/12背靠背启动2低压侧背靠背启动2021/6/12背靠背启动3高压侧背靠背启动2021/6/12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2021/6/12背靠背

2、启动51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。“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。2021/6/12背靠背启动62背靠背”启动的主要步骤1）打开作为发电机的机组

3、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。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，

4、断开与发电机与电动机的连接。2021/6/12背靠背启动72021/6/12背靠背启动82021/6/12背靠背启动93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。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，“

5、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。2021/6/12背靠背启动103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。2021/6/12背靠背

6、启动113影响“背靠背”方式启动的参数Tmg与导叶开启速度和导叶最终开度有关。开启速度过快，将导致拖动机组输出电流的频率上升过快，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。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。2021/6/12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

7、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。（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。2021/6/12背靠背启动132021/6/12背靠背启动144背靠背启动过程中的事故停机问题背靠背启动过程中，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

8、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