[發明專利]一種220kV電壓等級單元接線水電站自儲能黑啟動系統及方法

在審

• 申請號: 202011306653.4
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112311014A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 寇水潮;牟春華;孫鋼虎;高尚政;石冰;朱峻峰;林億昌;陶榮;兀鵬越;柴琦;王小輝;田磊陳
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/06;F03B15/06;F03B13/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陳翠蘭

本發明一種220kV電壓等級單元接線水電站自儲能黑啟動系統及方法，包括水輪發電機、高壓廠用變壓器、第一400V低壓廠用變壓器、第二400V低壓廠用變壓器、泄洪門柴油發電機、主變壓器和220kV線路；通過試驗確定調速器油壓系統失電后最大允許運行時間。當水電站失電后，及時利用調速器油壓系統自儲能打開導葉，調整水輪至額定轉速，勵磁系統利用直流起勵方式幫助發電機建立壓至額定電壓，進一步恢復廠用電系統，開展線路充電試驗，恢復線路供電。如果發電機在調速器油壓系統失電最大允許運行時間內沒有建立壓成功，在允許時間到達來臨之前，柴油發電機快速啟動，恢復廠用電系統，協助機組進行黑啟動；將單元接線水電站電源快速送出，幫助電網恢復供電。

技術領域

本發明屬于水電站黑啟動技術領域，具體涉及一種220kV電壓等級單元接線水電站自儲能黑啟動系統及方法。

背景技術

水電機組“黑啟動”是電網四大(調頻、停備、調峰、黑啟動)輔助服務的一項內容，具備黑啟動能力的電廠每年將得到電網輔助服務補償。“黑啟動”是指電網系統故障、自然災害、戰爭等不可抗力因素造成電網系統全部停電，電網全黑的情況下，水電站利用自身啟動快速的特性，提供啟動所需的廠用電源動力，水電機組啟動定速，加載勵磁定子建壓達額定，切入FCB運行模式穩定，經主變升壓，經輸電線路把電送到對側變電站、為對側發電機組啟動提供廠用電源，達到星火燎原，恢復電網系統帶電。目前公知的黑啟動技術存在以下問題：(1)利用調速器油壓系統自儲能啟動水輪機組時，沒有進行水輪機組在無廠用電源的情況下，調速器油壓系統最大允許允許時間，存在水輪機組黑啟動安全隱患；(2)尚未將自儲能和柴油發電機結合起來進行黑啟動；(3)目前尚未有關發變線單元接線相關的水電站黑啟動技術。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種220kV電壓等級單元接線水電站自儲能黑啟動系統及方法，在送出線路失電的情況下，能夠安全、快速、可靠的將單元接線水電站電源快速送出，幫助電網恢復供電。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種220kV電壓等級單元接線水電站自儲能黑啟動系統，包括水輪發電機、10kV廠用母線、第一400V自用電母線、第二400V自用電母線、400V自用電聯絡開關、20kV刀閘、和220kV線路；

所述水輪發電機的一端與地相連，發電端依次經高壓廠用變壓器、10kV進線開關與所述10kV廠用母線相連；

所述第二400V自用電母線依次經400V自用電聯絡開關、第一400V自用電母線、第一400V自用電開關、第一400V低壓廠用變壓器、第一10kV饋線開關與所述10kV廠用母線相連；

所述20kV刀閘一端T接在所述水輪發電機和高壓廠用變壓器連接的公共點，另一端依次經主變壓器、并網開關、220kV刀閘與所述220kV線路相連。

優選的，還包括泄洪門柴油發電機、和互聯400V電源開關；

所述泄洪門柴油發電機依次經400V出口開關、第二400V低壓廠用變壓器、10kV刀閘、第二10kV饋線開關與所述10kV廠用母線相連；

所述互聯400V電源開關與所述第二400V自用電母線相連；

所述剎車開關利用電磁感應產生電磁力為所述水輪發電機剎車，其一端T接在與所述水輪發電機和20kV刀閘連接的公共點，另一端將三相A、B、C短接。

進一步的，確定所述水輪發電機油壓系統失電后最大允許運行時間時，所述并網開關、10kV進線開關、第一10kV饋線開關、第二10kV饋線開關和互聯400V電源開關均處于斷開狀態，用于切除所述水輪發電機油壓系統油泵工作電源。