电厂黑启动电源的设计

0引言黑启动是指整个电网因故障停运后 , 不依靠外部网络帮助 , 通过系统中具有自启动能力机组的启动 , 带动无自启动能力的机组 , 逐渐扩大系统恢复范围 , 最终实现整个系统的恢复 [1]。

随着各大区域电网的容量不断增大和系统互联的日趋普遍 , 电力系统运行、操作、维护的复杂性不断增大 , 发生大面积停电事故的潜在危险也在增大 , 并且不乏惨痛的教训 , 对国民经济和人民生活造成极大损害 [2-5]。

近年来 , 虽然贵州电网随着“ 西电东送”工程的深入 , 网架结构和安全稳定水平得到了很大提高 , 但是遇到严重故障时(例如严重自然灾害、多重复杂故障、受端失去大电源、主要联络线开关不正确动作或继电保护及安全稳定自动装置不正确动作等仍有可能引发系统的连锁反应 , 最终导致系统大面积停电。

因此 , 对网内黑启动电源点的研究尤为必要。

引子渡电厂黑启动电源试验是继乌江电厂、东风电厂黑启动试验成功后贵州电网第 3个黑启动电源点试验 , 同时也是贵州电网首次接带部分负荷的黑启动电源点试验 , 所以对引子渡电厂黑启动方案及其系统试验研究十分必要。

1引子渡电厂黑启动方案依据进行黑启动 , 首先保证有可靠的启动电源 , 水电机组作为启动电源最为方便 , 与火电机组相比较 , 水电机组的启动过程较快。

从机组启动速度、调节系统特性及可持续供电时间看 , 引子渡电厂是比较理想的黑启动电源点。

1.1黑启动范围引子渡电厂是贵州首批“ 西电东送”重点项目之一 , 于 2003年 7月建成投产 , 总装机 3×120MW 。

本次试验主要是检查引子渡电厂柴油机组自启动能力、引子渡电厂机组对引两Ⅰ回和两所屯变 1号变零起升压以及地区电网负荷的恢复。

模拟引子渡电厂在全停的情况下通过柴油机自启动来恢复厂用电 , 继而恢复部分地区负荷。

引子渡电厂黑启动带负荷试验地区网架图如图 1所示。

1.2过电压及自励磁问题发电机带空载线路 , 其容性参数与发电机感抗满足系统参数谐振条件时 (即线路容抗小于或等于发电机、变压器感抗就可能引起参数共振 , 此时发电机励磁电流很小 , 甚至为零 , 在发电机剩磁和电容电流助磁作用下 , 发电机机端电压和电流幅值会急剧上升。

旁多电厂“黑启动”方案1.“黑启动”定义所谓黑启动，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（应急电源）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。

2.编制黑启动方案的目的为了提高各种人为或自然灾害等难以预料因素造成电网全部或局部瓦解、崩溃发生大面积停电等事故的反应能力，并在不可预见的电网事故发生时能及时迅速地进行事故判断和处理，根据上级调度要求，制定旁多电厂“黑启动”方案。

3.正常运行方式4.旁多水电厂机电设备概况：旁多水电厂单机容量为40M W，总装机160M W，其主接线采用两机一变的扩大单元接线方式，旁多电站以220K V及110K V两级电压等级接入系统。

其中220k V 采用双母线联络运行及两条出线（旁拉Ⅰ线和旁拉Ⅱ线）。

110K V采用单母线接线形式，共有二条出线（旁林线和旁夏线）。

厂用电分为二段，一段由10K VⅠ段母线上的#1和#2发电机提供厂用电高压侧Ⅲ段母线，二段由10K V I I段母线上的#3和#4发电机提供厂用电高压侧Ⅳ段母线。

在系统满足倒送电条件时，由1号主变提供厂用电高压侧Ⅲ段母线，由2号主变提供厂用电高压侧Ⅳ段母线。

400V I段与400V I I段具有备自投供电功能，本厂还具备应急电源系统提供机组调速器油压装置油泵电源及渗漏泵电源。

本厂直流系统设备是国电南自生产的P Z D W K系列产品，P Z D W K系列产品是集多年专业开发生产直流系统的经验，运用成熟工艺技术，采用具有国内最新技术水平的智能型高频开关电源整流模块和具有自诊断系统的智能型微机监控模块，研制生产出的新一代直流电源系统。

该系统适用于发电厂，水电站和各类变电站以及铁路、石化、大型建筑物等，用于断路器分合闸及二次回路中的仪器、仪表、继电保护。

厂房设置1套220V直流系统，接线方式为互联单母线分段，分别向动力、控制负荷供电，构成混合供电的直流系统（厂房220V直流系统接线图）。

xx电厂黑启动方案审批：初审：编制：2005年3月25日xx电厂黑启动方案黑启动是指整个电力系统因故障停运后，不依靠外部系统的帮助，通过本系统中具有启动能力机组的启动，带动其它无自启动能力的机组，逐步扩大系统的恢复范围，最终恢复整个系统的运行。

黑启动方案的总体要求：合理选择黑启动电源、合理划分区域、合理安排机组、合理分配负荷。

用较小的启动功率在短时间内尽可能多地启动机组，恢复发电机运行。

制定严格的操作步骤，实现操作最少，恢复时间最短，并防止电力系统的重新崩溃，同时要求通信及电网信息传输畅通。

发生全厂停电事故时，因没有备用柴油发电机组，所以不具备内部自启动能力，在电力系统动态稳定遭到破坏、发生大面积停电的情况下，发电厂的迅速自启动并恢复对用户供电和整个系统的正常运行尤为重要。

一、根据我厂在xx供电局祥xx电站的位置和我厂电气主接线的特点，我厂黑启动电源只有取自祥周变的110kV母线＃103断路器，即我厂的＃0高压启备变。

二、运行方式按我厂发电机组接入电网的方式，＃1（＃2）发电机以发变组单元接线方式接入xx 变220kV母线，发电机出口不装设出口刀闸，因此不能从xx变220kV母线＃2003（＃2004）断路器获得启动电源，运行机组为随机。

三、黑启动的具体步骤（一）冷启动方案运行方式：＃1、＃2发电机组冷备用，当＃103启备变因故失去电源后，全厂失电。

处理方法：1、迅速和xx变电站取得联系，确认是否为110KV母线失压，检查启备变、＃103断路器等设备有无异常，并尽快恢复＃103断路器的送电。

如＃103断路器、厂用＃6000断路器因故无法在DCS正常操作时，可在＃6000断路器确认断开的情况下，并与祥周变值班人员的配合，在变电站就地合上＃103开关，在6kV厂用室合上＃6000断路器，恢复厂用6kV备用段的供电，供电正常后，逐步恢复各厂用段的供电。

2、全厂失压的情况下，要确保UPS装置、直流系统和DCS系统的正常运行。

发电厂黑启动方案
一、在执行此方案时必须具备以下条件:
1、机组无事故。

2、调速器油压不能低于；油气比例，油位不能低于1/5和高于4/5。

二、此方案从操作到恢复厂用电必须在5分钟之内执行完毕，原因是机组冷却水是由水泵供给，全站无电也就无法启动水泵，参考机组厂家说明书，机组在无冷却水情况下最多可运行5分钟。

三、具体操作步骤，以2#机为例
1、检查502DL处于分闸位置，981DL为分闸位置，拉开6021#刀闸；
2、检查6018刀闸在II段位置，合上厂用变高压侧断路器601DL；
3、检查发电机出口断路器 082DL为分闸位置，出口刀闸0821、机端PT0827刀闸、母线PT刀闸6027在合闸位置。

4、检查水轮发电机组及辅助设备在热备用状态。

5、拔掉励磁屏上（面对屏柜）从右到左第二个继电器（编号为67J），此时励磁装置屏上“交流电源消失”报警红灯应熄灭。

合上灭磁开关。

《原因：67J为交流电源消失告警继电器，而励磁启励时励磁装置应无任何故障，否侧励磁装置无法启励建压，故将其拔掉》
6、开机组至“空转”，严密监视调速器油压和油气比例，当油压低于或油位低于1/5和高于4/5时应立即停定机组。

7、在励磁屏上按“起励”建压，并将机端电压升至额定值。

8、在监控微机上合上082DL。

如果微机上不能操作，可用短接线短接2#机组出口断路器柜端子排上101和103端子，合上082DL。

9、此时厂用变已带，然后恢复厂用电屏柜上到各设备的交流电源开关，迅速启动冷却水泵。

四、由于在5分钟之内要恢复厂用电，故要求人员分工必须明确，措施得力。

东新热电有限公司黑启动方案一、编制“黑启动”方案的目的1.从备战防汛以及预防其它各种人为或自然灾害等意外因素造成电网全部或局部瓦解、崩溃发生大面积停电，并且从我厂预防由此而引起的设备事故出发特编写此方案。

2.在发生系统瓦解而造成大面积停电的严重事故时，各专业要做到准确、有序、迅速地恢复机组运行，并能尽快上网供电。

3.制定本方案能检验我厂从值长到各专业运行人员应急，应变及处理事故能力和本厂以及配合电网黑启动能力。

4.在编制方案过程中，检验我厂各种设备、设施的配置、性能及操作、管理能力，进一步发现我厂存在的薄弱环节，以制定相应的防范措施，提高我厂与电网的安全稳定运行水平。

5.通过对本方案的制定及学习，使全厂运行人员得到综合培训，提高对突发事故的处理能力。

二、厂内主要设备1.两台35T/H反转链条锅炉，编号为#1炉、#2炉；三台75T/H循环流化床锅炉，编号为#3炉、#4炉、#5炉。

2.一台抽凝式6000KW汽轮发电机组，主开关编号为机1。

3.有两条联网线，分别为热电Ⅰ、Ⅱ线，主开关编号为101、102，至明湖开关站并网；湖电Ⅲ、Ⅳ线，主开关编号为103、104，至水屯变电站并网。

4.10kV系统为单母线分段式，分为10kVⅠ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段，母联开关为105、106、107。

10kVⅠ段带有#1发电机，#1厂变、#3厂变、#1循变、水处理配电。

10kVⅡ段带有#2发电机、#0厂变、#2厂变，输煤配电。

10kVⅢ段带有#3发电机机3开关、#4厂变。

10kVⅣ段带有#3发电机机4开关、#5厂变，#2循变。

5.有八台厂用变电器，分别为800KVA，编号为#1、#2、#3、#4、#5、#0厂变，和两台630KVA循环变，编号为#1、#2，其中#0厂变为备用变。

6.400V系统为400VⅠ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ段，备用段、循Ⅰ段、循Ⅱ段、水处理及输煤配电。

7.直流系统为两组蓄电池，容量2×100AH两台充电机。

发电厂“黑”启动方案黑启动是指：先用保安电源进行启炉、暖机、冲转，待发电机的电压升至额定后，将保安电源所带的负荷逐步转移至发电机。

具体方案如下：一、准备工作（1）主变在冷备用状态。

（2）母联开关1001及母联隔离开关1001-1在冷备用状态。

（3）保安电源正常，400V各段负荷由保安变带。

（4）1、2#锅炉变及汽机变为冷备用。

（5）锅炉、汽机按正常的启动操作步骤进行。

（6）待汽机3000转后，发电机启励、升压，达到额定电压后，发电机出口断路器用“检无压”合闸，使10KV工作段带电。

二、负荷转移前重要辅机运行情况2#炉各风机投运、2#循环泵、3#给水泵，2#凝泵、2#真空泵、2#冷却塔风机、3#空压机运行。

将以下动力柜改为400VⅠ段带负荷，变量泵柜、汽机间MCC柜、焚烧间MCC柜，烟气净化间MCC柜、化水间MCC柜三、负荷转移负荷转移时，汽机、电气值班员应随时关注参数（汽机转速、发电机电压）变化，及时调整。

负荷转移前停运所有不重要设备。

（1）将400VⅠ段联络柜410改“冷备用”，将1#锅炉变改为“运行”状态。

启动变量泵柜、汽机间MCC柜、焚烧间MCC柜，烟气净化间MCC柜、化水间MCC柜内设备。

将2#凝泵、2#真空泵切换至1#凝泵、1#真空泵运行。

将2#冷却塔风机切至1#冷却塔风机运行。

（2）各参数稳定后将400VⅡ段联络柜420改“冷备用”，将2#锅炉变改为“运行”状态。

启动2#炉引风机及各一次风机，400VⅠ、Ⅱ段尽量多带负荷（除大功率电机外）（3）开启1#给水泵，将3#给水泵停运。

将3#空压机切至1#或2#空压机运行。

待机炉稳定后，将2#循环泵切至1#循环泵运行。

将400VⅢ段联络柜430改“冷备用”，将汽机变改为“运行”状态。

将400VⅢ段设备投入运行，为保证发电机组稳定运行，尽量多带负荷。

（4）将保安电源退出运行。

四、“黑启动”的操作原则：（1）注意不要造成非同期并网。

（2）及时开启重要辅机。

华能济宁热电厂黑启动方案1.总则1.1华能济宁热电厂（以下简称本厂），位于济宁市高新技术开发区。

装有2X30MW供热机组，是高新区各用热企业和生活用热唯一的热源。

最大限度的保证用户的需要是本厂的最高宗旨，本厂的安全稳定运行对于整个高新区的生产发展和生活有着至关重要的意义，为确保本厂及高新区各企业的安全生产，根据济宁地调指导意见特编制本方案。

2.目的2.1提高本厂应对各种人为或自然灾害等难以预料的因素造成全厂停电的能力。

2．2在发生全厂停电的严重事故时，所有运行值班人员能够做到准备有序、迅速地恢复运行，对用户尽快恢复供电、供热。

2.3检验各种设施、设备的配置、性能和操作、管理能力、及时发现薄弱环节与隐患，以制定相应的防范措施，提高安全稳定水平。

2.4通过对本方案的编写、制定及学习、贯彻，使全厂各级运行值班人员得到系统的培训，提高对生产突发事件的处理能力。

3.本厂一次接线方式3.1装有2×30MW供热机组，两台发电机分别通过两台主变（主变型号：SF9－31500/110）升压，连接到本厂110KVⅠ、Ⅱ母线上。

再通过接凯线与接庄变电站110KV母线连接，接凯线本厂侧短路器编号为5016开关。

3.2厂用电由发电机出口（10.5KV）经电抗器（型号为XKSGK-10-1000-6）到厂用10KV母线上。

3.3直馈线由两路经电抗器送往凯赛生物。

3.4本厂装有一台高备变（型号为SFZ9-6300/110）接于本厂110KV 母线上作为备用电源。

3.5装有1000A/H蓄电池组，供开关操作和合闸电源及汽轮机直流润滑油泵电源。

3.6本厂没有其它发电设备，不具备全黑状态自启动能力。

4.全厂与系统解列到进入可控状态的处理步骤4.1当系统故障电网频率低于49.8HZ时，值班人员无需等待调度命令立即自行增加出力直至发电机带满出力为止。

4.2当系统频率低于46HZ时，拉开接凯线5016开关与系统解列，此时如本厂两台机组均满出力将造成发电机组转速飞升，其后果将是下面三种之一。

XX电厂1×30MW发电机组电厂黑启动方案批准：审核：编写：XX永能生物科技有限公司2017年11月XX电厂黑启动方案1.编制黑启动方案的目的:1.1为了应对各种人为或自然灾害等难以预料因素造成电网全部或局部瓦解、崩溃、发生大面积停电等事故的反应能力，并在不可预见的电网事故发生时能及时迅速地进行事故判断和处理，根据上级调度要求，制定XX永能生物质电厂“黑启动”方案。

1.2当发生系统瓦解事故从而造成XX电厂与系统解列仅带厂用电运行甚至厂用电中断时，各单位运行人员能做到准确、有序、迅速地恢复厂用电，保证机组正常运行，并对重要设备尽快恢复供电，从而保证整个电网尽快恢复正常供电方式。

1.3通过对本方案的编写、制定及学习、贯彻，可检验本厂各种设施、设备的配置、性能及操作、管理能力，及时发现存在的薄弱环节与隐患，以制定相应的防范措施，使运行人员得到系统的综合培训，提高对事故的处理能力。

2.标准运行方式：XX电厂共有一台发电机组：I期装有一台1×30MW机组。

正常情况下#1发电机组，#1主变、#1、#2厂用变、化水变、脱硫变全部投入运行，负荷调整在25MW—30MW之间；#1、机组经主变升压后输出到110kV母线；2.1 110kV系统运行方式：2.1.1 正常情况下110kV母线经主变101开关运行。

2.1.2 #1主变101开关、天永线111开关运行于110kV 母线。

2.1.3 天永线为电厂的联络线，正常情况下天永线输出负荷：25～27MW；2.2厂用电运行方式2.2.1 I期厂用电运行方式：2.2.1.1 10kVII、III段分别带#1、2炉引、送风机、、给水泵、、循环水泵、#1、#2低厂变、化水变、#0备用变、脱硫变、等负荷运行。

2.2.1.3 400VI、II段、等通过各自变压器运行于10kV II、III系统，带#1机组400V主要辅机电气设备运行。

2.2.1.4 直流220V段母线正常情况下由#1硅整流供电，蓄电池组蓄电池正常浮充备用，#1机组正常控制、保护用直流电源均取自该系统；其中直流220V 段硅整流交流电源及通讯交流电源均取自400VI II段。