水电站的黑启动(新编版)

( 安全技术 )

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水电站的黑启动(新编版)

Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people

make mistakes

水电站的黑启动(新编版)

1黑启动的概念

大面积停电后的系统自恢复通俗地称为黑启动。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。黑启动的关键是电源点的启动，水轮发电机组与火电、核电机组相比，具有辅助设备简单、厂用电少，启动速度快等优点，理所当然成为黑启动电源的首选。水电站的黑启动是指在无厂用交流电的情况下，仅仅利用电厂储存的两种能量——直流系统蓄电池储存的电能量和液压系统储存的液压能量，完成机组自启动，对内恢复厂用电，对外配合电网调度恢复电网运行。机组具有黑启动功能不仅是电站在全厂失电

情况下安全生产自救的必要措施，也是电网发展的需要。

在电网大面积停电后，采取电网黑启动措施，将大大减少电网停电时间，尽快恢复电网的正常运行。2005-09-26，受第18号台风“达维”的影响，海南省发生了罕见的全省范围大面积停电。海南电网公司立即实施黑启动方案，这是国内除演练以外第一次实施的“黑启动”。

在正式下达“黑启动”命令后仅1h25min，就有电厂宣告“黑启动”成功，系统开始逐步恢复供电。

2003-11-09，由云南电力集团公司牵头组织了漫湾电厂、昆明电厂、以礼河电厂、昆明供电局等有关单位，进行了云南电网的黑启动试验，试验选择了黑启动方案之中最为复杂、最具有代表性的一个方案作为试验网络。采用漫湾电厂机组自启动后，零起升压方式和全电压冲击2种方式恢复以500kV、220kV和110kV输变电系统构成的比较复杂的目标网架，实现利用有自启动能力的黑启动电源恢复启动无自启动能力的昆明电厂火电机组和以礼河电厂水电机组的方案，完成试验系统的孤岛并列。试验全面模拟了电网黑启动后

的整个恢复过程。

以下是笔者承担机组自启动操作任务后，对水电站机组作为黑启动电源运行时的注意事项及操作步骤所作的初步探讨。

2水电站黑启动的注意事项

2.1调速系统

水电站黑启动的关键是在失去厂用交流电时能否维持控制水轮机导叶开启的调速系统的操作油压。调速系统的油压装置一般能满足机组在运行中可能发生的最不利运行情况的需要，即首先甩去额定负荷，导叶接力器全关1次，然后摆动若干次(按进行1次全关闭考虑)，接着机组又并入电网带上额定负荷，导叶全开1次(对转浆式水轮机其轮叶接力器也相应动作)。经上述调整后，油压装置仍能保证事故停机用油，在事故终了，尚能保持最低允许油压。故在正常情况下，油压装置的油压可以保证机组进行一次正常自启动，但需要注意压油槽的油气比例，压油槽油位不能低于操作最低油位。

2.2励磁系统

励磁系统在黑启动时应考虑两点：第一，励磁风机电源问题，

如果励磁风机电源不是由本机自供电，在黑启动时由于没有厂用交流电源，励磁风机将不能运行，受功率柜温度限制，励磁系统可能无法长时间运行；第二，对长线路充电问题，如果黑启动的机组需向系统充电，则需要考虑线路末端过电压问题，故黑启动机组带长线路起励时应采用手动起励，逐步升压的方式。

2.3辅助设备

对于一些立式机组，顶盖排水系统采用厂用交流电源，一旦厂用交流电消失，在机组开启时短时间内顶盖可能满水，导致水导油盆进水，不利于黑启动操作，此时应考虑机组的漏水量以及排水系统是否能够满足要求。

对于技术供水采用水泵供水的系统，由于没有厂用交流电，冷却水不能投入，此时应考虑轴瓦温度及油温在黑启动过程中是否能满足要求，对于采用顶盖供水、坝前取水或钢管取水的技术供水系统则不存在此问题。

机组是否可以进行惰性停机也应考虑，如不能进行惰性停机，则应考虑相应的制动系统是否能满足要求。

主阀是黑启动过程中机组事故的最后一道防线，在无交流电的情况下应能够自动关闭。如不能够自动关闭，在黑启动时应注意解决。

2.4直流系统

直流系统是黑启动时唯一的电源，是电站的继电保护、操作、控制、励磁、调速器、通讯、事故照明等运行的前提条件，应考虑直流系统的供电时间是否能满足黑启动的要求，

2.5监控系统

监控系统一般采用单独的UPS供电，黑启动时应尽可能地延长UPS的供电时间，确保监控系统使黑启动成功。

2.6照明

对于地下厂房或者在夜间操作的水电站，还需考虑事故照明是否满足条件，并准备必要的照明用具(如应急灯，电筒等)，以保证黑启动能快速安全进行。

3水电站黑启动的步骤

水电站的黑启动要完成2个任务：对内要恢复厂用电，对外要

配合调度恢复电网运行。机组开机有手动和自动2种方式，但在黑启动时，由于没有交流电，自动开机的某些条件可能不能满足，故多采用手动开机方式。对内恢复厂用电的主要步骤：

(1)检查确认机组符合黑启动的条件；

(2)检查确认机组与系统隔离；

(3)投入冷却系统；

(4)将导叶开至空载开度，监视转速达到额定转速；

(5)投入励磁系统，监视发电机机端电压正常；

(6)投入厂用变压器，恢复厂用电系统。

对外恢复电网供电：可采用全电压充电、低电压充电和零起升压3种方式，具体方式由电网恢复方式而定。

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