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一、概述
背靠背啟動(dòng)方式（BTB）也稱為同步啟動(dòng)方式，是用一臺(tái)機(jī)組作為發(fā)電機(jī)，提供頻率逐漸升高的電流，另一臺(tái)待啟動(dòng)機(jī)組作為電動(dòng)機(jī)，利用前者輸出的變頻電流同步地逐漸加速到額定轉(zhuǎn)速。
二、背靠背啟動(dòng)的主要步驟如下
(1)打開(kāi)作為發(fā)電機(jī)的機(jī)組的中性點(diǎn)隔離開(kāi)關(guān)，以避免定子接地保護(hù)誤動(dòng)作。
（2）將作為發(fā)電機(jī)的機(jī)組機(jī)端的拖動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)合上，被拖動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)打開(kāi)。
（3）將作為電動(dòng)機(jī)的機(jī)組機(jī)端的被動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)合上，拖動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)打開(kāi)。
（4）合上作為發(fā)電機(jī)的機(jī)組的斷路器，將兩臺(tái)機(jī)組連接起來(lái)。
（5）給兩臺(tái)機(jī)組同時(shí)分別施加勵(lì)磁，建立電氣軸，并維持恒勵(lì)磁電流。
（6）逐漸打開(kāi)作為發(fā)電機(jī)的機(jī)組的同軸水輪機(jī)的導(dǎo)葉，機(jī)組由水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)零起升速。
（7）達(dá)到同步轉(zhuǎn)速后電動(dòng)機(jī)并網(wǎng)，然后斷開(kāi)發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)的連接，解除電氣軸。
以上這種方式會(huì)使電網(wǎng)在短時(shí)間內(nèi)同時(shí)接到兩臺(tái)機(jī)組上。如果恰巧此時(shí)機(jī)組出口發(fā)生短路，由于兩臺(tái)電機(jī)和電網(wǎng)同時(shí)向短路點(diǎn)供電，短路電流將很大，但發(fā)生這種事故的概率很低。盡管如此，還是希望在并網(wǎng)之前斷開(kāi)驅(qū)動(dòng)電源，相應(yīng)的后續(xù)啟動(dòng)步驟與sfc啟動(dòng)的第二種方案類似。
為了減少啟動(dòng)過(guò)程中的阻力轉(zhuǎn)矩，大都采用轉(zhuǎn)輪室充氣壓水的方式。在轉(zhuǎn)輪室壓水的條件下，背靠背啟動(dòng)的功率僅為被啟動(dòng)機(jī)組額定功率的6%~10%或略高（與規(guī)定的啟動(dòng)加速時(shí)間有關(guān)）。背靠背啟動(dòng)不需要電網(wǎng)供給電源就可啟動(dòng)機(jī)組，對(duì)系統(tǒng)無(wú)擾動(dòng)。
如果電站設(shè)計(jì)的是4臺(tái)機(jī)組，采用背靠背方式啟動(dòng)時(shí)，總有一臺(tái)機(jī)組無(wú)法啟動(dòng)，背靠背方式通常作為SFC啟動(dòng)的后備手段。國(guó)外有些抽水蓄能電站利用本電站或附近電站的常規(guī)發(fā)電機(jī)組實(shí)現(xiàn)背靠背啟動(dòng)，不設(shè)SFC。但這種方式在我國(guó)尚未采用過(guò)。
三、背靠背啟動(dòng)案例
以某蓄電站1#機(jī)組背靠背啟動(dòng)2#機(jī)組為例，1#機(jī)組工作在發(fā)電狀態(tài)作為啟動(dòng)電源，啟動(dòng)前將1#機(jī)組的換向開(kāi)關(guān)1PRD斷開(kāi)、啟動(dòng)刀1G、發(fā)電機(jī)出口斷路器1GCB合閘，2#機(jī)組的2PRD工作在電動(dòng)工況、被啟動(dòng)刀2M合閘、2GCB斷開(kāi)，這樣1#、 2#機(jī)組機(jī)端就通過(guò)1GCB、1G、啟動(dòng)母線、2M連接在一起且和電網(wǎng)分開(kāi)，兩臺(tái)機(jī)組的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器均選擇在勵(lì)磁電流模式運(yùn)行，被拖動(dòng)動(dòng)機(jī)組選擇空載勵(lì)磁電流，拖動(dòng)機(jī)組勵(lì)磁電流較空載電流略大，啟動(dòng)時(shí)，1#機(jī)組工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)，開(kāi)啟1#機(jī)組的導(dǎo)葉，其定子繞組端感應(yīng)的低頻電壓經(jīng)啟動(dòng)母線施加于2#機(jī)組，并產(chǎn)生啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使2#機(jī)組隨1#機(jī)組同步旋轉(zhuǎn)。隨著1#機(jī)組導(dǎo)葉開(kāi)度逐漸增大，轉(zhuǎn)速的逐步上升、1#機(jī)組機(jī)端電壓逐漸升高，使2#機(jī)組的電磁轉(zhuǎn)矩逐步增大，轉(zhuǎn)速隨著上升。為了確保開(kāi)機(jī)伊始，被拖動(dòng)機(jī)能夠獲得較大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，拖動(dòng)機(jī)組在啟動(dòng)開(kāi)始，直接開(kāi)到3%左右的導(dǎo)葉開(kāi)度，啟動(dòng)初期，被拖動(dòng)機(jī)組轉(zhuǎn)速可能不能跟上拖動(dòng)機(jī)組轉(zhuǎn)速，一般當(dāng)拖動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速到達(dá)15%左右時(shí)，拖動(dòng)機(jī)組停止開(kāi)啟或回關(guān)導(dǎo)葉，直至被拖動(dòng)機(jī)組轉(zhuǎn)速上升至兩臺(tái)機(jī)組轉(zhuǎn)速偏差小于3%時(shí)，拖動(dòng)機(jī)組即可執(zhí)行線性開(kāi)機(jī)，某蓄電站拖動(dòng)執(zhí)行150s開(kāi)至額定轉(zhuǎn)速，被拖動(dòng)機(jī)組也將被拖動(dòng)至額定轉(zhuǎn)速，啟動(dòng)同期并網(wǎng)流程，2#機(jī)組通過(guò)2GCB同期并網(wǎng)，在2#機(jī)組并網(wǎng)的同時(shí)，1#機(jī)組跳開(kāi)1GCB，停機(jī)，并分開(kāi)1G、2M啟動(dòng)刀閘，至此“背靠背”拖動(dòng)啟動(dòng)完成。
實(shí)際勵(lì)磁電流給定是按一個(gè)空載 一個(gè)比空載略大整定的。兩臺(tái)機(jī)組的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器均選擇在勵(lì)磁電流模式運(yùn)行，被拖動(dòng)動(dòng)機(jī)組選擇空載勵(lì)磁電流，拖動(dòng)機(jī)組勵(lì)磁電流較空載電流略大，背靠背勵(lì)磁、調(diào)速器參數(shù)整定經(jīng)驗(yàn)。
調(diào)速器就在于控制機(jī)組轉(zhuǎn)速在滿足拖動(dòng)要求時(shí)間的前提下盡量慢一些，防止失步跳機(jī)，剛開(kāi)始時(shí)拖動(dòng)時(shí)一般設(shè)置為拖動(dòng)機(jī)組一般設(shè)為空載開(kāi)度的60%。轉(zhuǎn)速?gòu)?0%開(kāi)始就進(jìn)入閉環(huán)調(diào)節(jié)了，閉環(huán)調(diào)節(jié)后導(dǎo)葉開(kāi)度就隨著頻率給定的變大而變化。
被拖動(dòng)機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程
拖動(dòng)機(jī)組作為整個(gè)拖動(dòng)過(guò)程的原動(dòng)機(jī)，隨著導(dǎo)葉的逐步開(kāi)啟，為整個(gè)拖動(dòng)系統(tǒng)提供源源不斷的能量。調(diào)速器控制了能量的供應(yīng)大小和速率。導(dǎo)葉慢速開(kāi)啟能夠保證兩臺(tái)機(jī)組的轉(zhuǎn)速逐步上升，防止發(fā)生失步，但是機(jī)組長(zhǎng)期處于低速蠕動(dòng)，不利于機(jī)組導(dǎo)瓦油膜形成，有燒瓦的可能；快速開(kāi)啟導(dǎo)葉能給機(jī)組提供較大動(dòng)力源，使機(jī)組快速轉(zhuǎn)動(dòng)，但是有可能造成拖動(dòng)機(jī)與被拖動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有較大差值，造成失步，也會(huì)導(dǎo)致阻尼繞組電流過(guò)大發(fā)熱；因此合理的導(dǎo)葉開(kāi)啟速率是背靠背拖動(dòng)成功的關(guān)鍵。
拖動(dòng)機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程
某蓄這樣處理：勵(lì)磁拖動(dòng)機(jī)整定為額定電流給定值的0.63倍、被拖動(dòng)機(jī)0.59倍。拖動(dòng)機(jī)調(diào)速器首先3%開(kāi)度8s，然后增開(kāi)度之4%至轉(zhuǎn)速升至15%，然后執(zhí)行0.1%開(kāi)度/s開(kāi)機(jī)速度，大約150s至額定轉(zhuǎn)速。
而另一蓄能電站卻是這樣處理：：#1機(jī)拖#2機(jī)，雙機(jī)恒勵(lì)磁電流模式，#1機(jī)0.53Ifn,#2機(jī)0.51Ifn。調(diào)速器#1機(jī)開(kāi)度曲線：起始開(kāi)度8%，5s后轉(zhuǎn)一級(jí)開(kāi)限9%，等轉(zhuǎn)速到7.5hz或者延時(shí)到30s，開(kāi)放二級(jí)開(kāi)限24%，轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)速PID控制模式。而2號(hào)機(jī)組拖動(dòng)1號(hào)機(jī)組時(shí)，可能開(kāi)度的設(shè)定值又不完全一樣，起始開(kāi)度9%，5s后轉(zhuǎn)一級(jí)開(kāi)限10%。
BTB拖動(dòng)時(shí)，先合啟動(dòng)母線刀閘，再合啟動(dòng)機(jī)組的換向開(kāi)關(guān)，然后合啟動(dòng)機(jī)組的啟動(dòng)刀閘和拖動(dòng)機(jī)組的拖動(dòng)刀閘，最后無(wú)壓合拖動(dòng)機(jī)組GCB。待啟動(dòng)機(jī)組拖動(dòng)到同期并網(wǎng)后，同步分拖動(dòng)機(jī)組的GCB，然后啟動(dòng)機(jī)組的分啟動(dòng)刀閘和拖動(dòng)機(jī)組的拖動(dòng)刀閘.
這兩個(gè)邏輯最好在BTB拖動(dòng)前，靜態(tài)模擬下控制邏輯，驗(yàn)證下控制邏輯正確后，再進(jìn)行BTB拖動(dòng)試驗(yàn)。
在背靠背拖動(dòng)過(guò)程中由于機(jī)組轉(zhuǎn)速的上升較慢，機(jī)組在低速維持時(shí)間較長(zhǎng)，此時(shí)保護(hù)系統(tǒng)設(shè)置的低頻過(guò)流定值就非常關(guān)鍵，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)顯示：背靠背拖動(dòng)過(guò)程中，由于低頻過(guò)流動(dòng)作跳機(jī)的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。
通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和長(zhǎng)期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)可以看出，影響機(jī)組背靠背拖動(dòng)的因素龐雜，涉及到的系統(tǒng)也很多。有時(shí)需要現(xiàn)場(chǎng)調(diào)速器和勵(lì)磁參數(shù)多試幾次，找到最佳參數(shù)組合。
