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【涨常识】水力发电站的“黑启动”是怎么回事?

所谓黑启动,是指整个系统因故障停运后,系统全部停电(不排除孤立小电网仍维持运行),处于全“黑”状态,不依赖别的网络帮助,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,逐渐扩大系统恢复范围,最终实现整个系统的恢复。

黑启动是在黑网或丢失外部电力的情况下恢复电站供电的过程,其作为紧急方案用来恢复区域电网供电。电网的大面积黑电事故使电网对电厂的黑启动能力日益重视。由于电网对黑启动机组的启动时间、加载限制和辅助系统上的额外要求,不是所有的机型都适合黑启动。

黑启动要求水电站装机容量足够大,机组调节性能够好,电气接线上具有双回以上接线,地理位置尽量不要处于电网末端。只有符合这样子条件的水电站才具有黑启动的资格。而本文中所研究的水电站是所在电网的黑启动备用电源,担负着电网事故情况下的黑启动。

水电厂的500kV电压等级主接线为单元接线方式,正常运行时为Ⅰ、Ⅲ合母运行,通过两回出线将功率送往电网,其中1~4号主变压器通过厂用高压变压器分别带Ⅰ—Ⅳ母10kV厂用电母线,Ⅴ母通过位于Ⅲ母的馈线开关供电,Ⅵ母通过位于Ⅳ母的另一编号的馈线开关供电,Ⅷ母通过位于Ⅲ母的开关供电。各10kV母线通过厂用低压变压器将电压输送至各400V母线。

机组正常运行时,发电机可直接将电压送往厂用电10kV母线。当机组全停时,该厂厂用电将由一、二两回出线反送电,经由主变将500kV电压等级降至厂用电所需电压等级,保证厂用电正常稳定运行。若遇到系统大范围故障时,该厂一、二回出线跳闸,导致发电的机组过电压保护动作,跳机组出口断路器,导致全厂失电,线路冲击合闸不成功,则此时应启动黑启动流程。

水轮发电机组正常运行时应有各类辅机同时运行,保证机组各轴承瓦温在合理范围内。这些辅机由厂用电400V电压等级母线直接供电,如若全厂失电,厂用电10kV及400V相应断电,水轮发电机的辅机无法运行。而水电站运行规程中规定,禁止在辅机无法运行时开启机组,所以黑启动的目的就是在厂用电失去时,利用柴油发电机将重要辅机带电,使水轮发电机满足开机条件并开机,逐级恢复厂用电同时逐级恢复电网。


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