喬立同，劉傳良，廖大鵬，傅磊，王勇，邱夕兆

（山東電力調(diào)度控制中心，山東濟(jì)南250001）

山東電網(wǎng)500 kV系統(tǒng)黑啟動(dòng)試驗(yàn)方案研究

喬立同，劉傳良，廖大鵬，傅磊，王勇，邱夕兆

（山東電力調(diào)度控制中心，山東濟(jì)南250001）

研究山東電網(wǎng)500 kV系統(tǒng)黑啟動(dòng)試驗(yàn)，確定黑啟動(dòng)電源和方案。分析黑啟動(dòng)過程中的發(fā)電機(jī)自勵(lì)磁、工頻過電壓、頻率和電壓穩(wěn)定、廠用負(fù)荷恢復(fù)以及小系統(tǒng)的穩(wěn)定性等問題，首次提出利用零起升壓方式進(jìn)行通道恢復(fù)的概念和方法，并進(jìn)一步分析黑啟動(dòng)過程中應(yīng)注意的問題。山東電網(wǎng)500 kV系統(tǒng)黑啟動(dòng)試驗(yàn)的成功證明所選方案及分析計(jì)算的有效性和合理性。

黑啟動(dòng)；試驗(yàn)方案；自勵(lì)磁；過電壓；穩(wěn)定性

0 引言

隨著電力系統(tǒng)相關(guān)理論和技術(shù)的不斷成熟，電網(wǎng)建設(shè)得到空前迅速的發(fā)展，世界各國(guó)相繼出現(xiàn)了許多跨地區(qū)甚至跨國(guó)的大電網(wǎng)和超級(jí)大電網(wǎng)，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨合理，防范和抵御事故的能力日益提高。但是因?yàn)榇箅娋W(wǎng)的復(fù)雜性和龐大性，一旦發(fā)生大面積停電或電網(wǎng)全網(wǎng)停電事故，電網(wǎng)的恢復(fù)過程也變得空前復(fù)雜，因此現(xiàn)代大電網(wǎng)并不是無懈可擊。從20世紀(jì)60年代開始，一些國(guó)際著名的大電網(wǎng)就相繼出現(xiàn)了大停電事故。尤其是近幾年來發(fā)生的多起大停電事故，如2003年8月14日美國(guó)加拿大大面積停電和意大利停電事故、2005年5月25日俄羅斯莫斯科大面積停電事故和2005年8月18日涉及首都雅加達(dá)在內(nèi)的印尼大停電事故等，都給國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活，以及電力系統(tǒng)本身帶來了空前的損失，并造成了嚴(yán)重影響。因此，如何使電網(wǎng)盡快恢復(fù)供電，以減少停電帶來的損失，成為各大電網(wǎng)所面臨的嚴(yán)峻問題。

在大停電事故屢有發(fā)生的背景下，黑啟動(dòng)試驗(yàn)作為黑啟動(dòng)能力維持水平的檢驗(yàn)方式已經(jīng)被逐漸接受。意大利較早開展了黑啟動(dòng)例行試驗(yàn)，取得的成果在2003年全國(guó)大停電中發(fā)揮了顯著作用［1］。受美加8.14大停電影響，北美電力可靠性委員會(huì)在新制定的電力可靠性標(biāo)準(zhǔn)中要求各大電網(wǎng)公司每5年進(jìn)行1次黑啟動(dòng)試驗(yàn)以考核電網(wǎng)黑啟動(dòng)實(shí)際能力［2］。近年來，我國(guó)也相繼開展了黑啟動(dòng)試驗(yàn)［3-8］。2000年5月5日華北電網(wǎng)利用十三陵蓄能電廠水電機(jī)組進(jìn)行了國(guó)內(nèi)首例電網(wǎng)黑啟動(dòng)試驗(yàn)［4］；2002年1月16日湖北電網(wǎng)利用天堂抽水蓄能電廠在實(shí)際電網(wǎng)中進(jìn)行了黑啟動(dòng)試驗(yàn)［5］；2006年6月，天津電網(wǎng)利用燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行了電網(wǎng)黑啟動(dòng)試驗(yàn)［6］。國(guó)內(nèi)部分學(xué)者也對(duì)電網(wǎng)黑啟動(dòng)進(jìn)行了深入研究［9-14］。在此背景下，山東電網(wǎng)于2012年11月成功進(jìn)行了500 kV系統(tǒng)黑啟動(dòng)試驗(yàn)，試驗(yàn)采用零起升壓方式。

1 黑啟動(dòng)電源及方案的選擇

黑啟動(dòng)電源通常首選是水電機(jī)組，如抽水蓄能機(jī)組。與火電、核電機(jī)組相比，水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒有復(fù)雜的輔機(jī)系統(tǒng)，廠用電少，啟動(dòng)速度快，因此是理想、方便的啟動(dòng)電源［9-11］。山東電網(wǎng)以火電機(jī)組為主，只有泰山抽水蓄能電站具有大型可自啟動(dòng)水電機(jī)組。泰山電站機(jī)組自投產(chǎn)后，就將機(jī)組黑啟動(dòng)作為一個(gè)獨(dú)立工況和電站必備功能。泰山電站全停后，首先由站內(nèi)柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)廠用電，然后啟動(dòng)水輪機(jī)發(fā)電。一次接線如圖1所示。

圖1 泰山電站一次接線

裝機(jī)容量達(dá)4 575 MW的鄒縣電廠是山東電網(wǎng)內(nèi)部的重要電源之一。黑啟動(dòng)狀態(tài)下鄒縣電廠發(fā)電機(jī)組的首先恢復(fù)，對(duì)于山東電網(wǎng)的快速全面恢復(fù)意義重大。同時(shí)，泰山電站與鄒縣電廠電氣距離較近，可以在短時(shí)間內(nèi)，以盡量少的操作步驟恢復(fù)鄒縣電廠500 kV母線，進(jìn)而可以通過其2號(hào)聯(lián)變?yōu)?號(hào)機(jī)組提供作為機(jī)組啟動(dòng)電源的廠用電。試驗(yàn)選擇鄒縣電廠5號(hào)機(jī)組（600 MW）作為被啟動(dòng)機(jī)組。鄒縣電廠一次接線如圖2所示。

根據(jù)黑啟動(dòng)路徑選擇原則，選擇一條距離最短，操作次數(shù)最少，操作時(shí)間最短的路徑，同時(shí)還要確保電網(wǎng)的安全可靠。結(jié)合鄒縣電廠的接線方式，選取的黑啟動(dòng)路徑如圖3所示。

圖2 鄒縣電廠一次接線圖

圖3 黑啟動(dòng)路徑

2 試驗(yàn)方案仿真計(jì)算

2.1 鄒縣電廠6 kV動(dòng)力負(fù)荷

鄒縣電廠6 kV動(dòng)力負(fù)荷啟動(dòng)順序有兩種方式。

方式1：開式水泵→電動(dòng)給水泵→循環(huán)水泵→凝結(jié)水泵→真空泵→前置泵→凝升泵→循環(huán)水泵→前置泵。

方式2：循環(huán)水泵→開式水泵→吸風(fēng)機(jī)→送風(fēng)機(jī)→一次風(fēng)機(jī)→磨煤機(jī)→吸風(fēng)機(jī)→送風(fēng)機(jī)→一次風(fēng)機(jī)→磨煤機(jī)→磨煤機(jī)→磨煤機(jī)→磨煤機(jī)。

兩種方式同時(shí)進(jìn)行，且規(guī)程規(guī)定不允許同時(shí)啟動(dòng)兩臺(tái)6 kV設(shè)備。鄒縣電廠6 kV動(dòng)力負(fù)荷情況見表1。

表1 鄒縣電廠6 kV動(dòng)力負(fù)荷

2.2 仿真計(jì)算過程

由于存在500 kV長(zhǎng)線路大容量充電無功與大容量電動(dòng)機(jī)高無功沖擊的矛盾，在仿真驗(yàn)證時(shí)首次運(yùn)用了加拿大的全數(shù)字實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)RTDS進(jìn)行計(jì)算，為實(shí)際操作提供安全量化指標(biāo)。

為了避免泰山電站1號(hào)機(jī)黑啟動(dòng)鄒縣電廠5號(hào)機(jī)過程中出現(xiàn)各類安全問題，對(duì)整個(gè)黑啟動(dòng)過程進(jìn)行了暫態(tài)過電壓、電壓穩(wěn)定、潮流計(jì)算、小干擾穩(wěn)定、電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、發(fā)電機(jī)自勵(lì)磁、暫態(tài)穩(wěn)定、變壓器充電勵(lì)磁涌流與諧振計(jì)算。經(jīng)過全面的分析和校驗(yàn)，推薦圖4所示的黑啟動(dòng)運(yùn)行方式。

2.2.1 泰山電站1號(hào)機(jī)帶系統(tǒng)零起升壓（階段1）

經(jīng)仿計(jì)算，泰山電站1號(hào)機(jī)黑啟動(dòng)帶220 kV蓄泰I線、泰山站2號(hào)主變、500 kV鄒泰線、鄒縣電廠2號(hào)聯(lián)變及03A、03B號(hào)高備變零起升壓，可以成功進(jìn)行黑啟動(dòng)。泰山電站1號(hào)機(jī)端電壓零起升壓至1.02 pu，即16.065 kV時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行方式如圖5所示。

零起升壓時(shí)，鄒泰線末端電壓、泰山電站1號(hào)機(jī)的機(jī)端電流逐漸上升，沒有諧波成分，如圖6所示。

2.2.2 鄒縣電廠5號(hào)機(jī)廠用大型電動(dòng)機(jī)負(fù)荷順序投入（階段2）

圖4 推薦的黑啟動(dòng)運(yùn)行方式

圖5 泰山電站1號(hào)機(jī)端電壓為1.02 pu時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行方式

電壓暫態(tài)穩(wěn)定校驗(yàn)。電動(dòng)機(jī)容量越大，對(duì)電網(wǎng)的沖擊越大。試驗(yàn)中容量較大的電機(jī)有6 650 kW電動(dòng)給水泵、2 500 kW循環(huán)水泵和2 640 kW吸風(fēng)機(jī)。在推薦方式下，啟動(dòng)時(shí)暫態(tài)電壓下降幅度處于可接受范圍內(nèi)。其中，鄒縣廠6 650 kW電動(dòng)給水泵投入時(shí)母線電壓降落幅度最大。投入前母線電壓為6.8 kV，投入后母線電壓最低為5.36 kV（0.85 pu），恢復(fù)時(shí)間需要9 s，如圖7所示。

圖6 零起升壓時(shí)鄒泰線末端電壓

圖7 鄒縣廠電動(dòng)給水泵投入時(shí)母線電壓下降過程

電壓靜態(tài)穩(wěn)定安全域。在推薦的運(yùn)行方式下，如果帶廠用電過程中不進(jìn)行變壓器分接頭和機(jī)端電壓二次調(diào)整，負(fù)荷帶到一定程度將會(huì)發(fā)生電壓崩潰事件。因此，嚴(yán)格按照給定的運(yùn)行方式，在不做調(diào)整的情況下，計(jì)算了電壓穩(wěn)定安全域。設(shè)5號(hào)機(jī)的廠用電負(fù)荷在6 kV I段到IV段平均分布，則每段有功的上限都為23.7 MW，無功功率的上限為21.7 Mvar。隨著廠用電負(fù)荷的增加，靜態(tài)電壓將逐漸下降，在總負(fù)荷超過94.8 MW+86.8 Mvar時(shí)，將發(fā)生電壓崩潰，如圖8所示。黑啟動(dòng)過程中鄒縣電廠廠用電負(fù)載總量為35.262 MW，處于安全域范圍內(nèi)。

2.3 仿真計(jì)算結(jié)論

電壓。采用零起升壓方式，泰山電站1號(hào)機(jī)組帶220 kV蓄泰I線、500 kV泰山站2號(hào)主變、500 kV鄒泰線、鄒縣電廠2號(hào)聯(lián)變、鄒縣電廠03A、03B號(hào)高備變，從零電壓以秒級(jí)以上時(shí)間升到1.02倍額定電壓。

圖8 推薦黑啟動(dòng)運(yùn)行方式電壓穩(wěn)定極限

并聯(lián)電抗、電容器。500 kV泰山站與鄒縣電廠的35 kV低壓并聯(lián)電抗器和并聯(lián)電容器全部退出。

變壓器。泰山電站1號(hào)主變，泰山站2號(hào)主變，鄒縣廠2號(hào)聯(lián)變的分接頭保持不變。鄒縣廠03A、03B號(hào)高備變分接頭由位置7調(diào)整到位置17。

3 試驗(yàn)實(shí)施

3.1 泰山電站操作時(shí)序

黑啟動(dòng)試驗(yàn)操作時(shí)序包括依次執(zhí)行的5個(gè)部分：試驗(yàn)前準(zhǔn)備、初始方式調(diào)整、二次系統(tǒng)調(diào)整、黑啟動(dòng)試驗(yàn)、黑啟動(dòng)子系統(tǒng)恢復(fù)。從2012年11月20日零時(shí)開始，至14∶40結(jié)束。

試驗(yàn)前準(zhǔn)備（00∶00—00∶20）。泰山電站所有設(shè)備均已滿足黑啟動(dòng)試驗(yàn)前要求，上下水庫(kù)水位均在試驗(yàn)要求范圍內(nèi)；故障錄波器已接入試驗(yàn)系統(tǒng)并調(diào)試正常（確認(rèn)能夠測(cè)量1號(hào)機(jī)機(jī)端電壓、發(fā)電機(jī)定子電流、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓、發(fā)電機(jī)頻率、發(fā)電機(jī)有功、無功，220 kV 1號(hào)母線電壓、蓄泰I線電壓、電流、試驗(yàn)系統(tǒng)頻率）?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)接線、安全措施已做好，人員已撤離，黑啟動(dòng)試驗(yàn)可以開始。

黑啟動(dòng)試驗(yàn)初始方式調(diào)整（00∶20—06∶20）。停用220 kV蓄泰I線重合閘；泰山電站黑啟動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)冷備用，做好黑啟動(dòng)準(zhǔn)備。

黑啟動(dòng)試驗(yàn)二次系統(tǒng)調(diào)整（06∶20—08∶20）。確認(rèn)1號(hào)機(jī)強(qiáng)勵(lì)、失磁保護(hù)已退出，試驗(yàn)系統(tǒng)中所有元件的啟動(dòng)非試驗(yàn)系統(tǒng)元件失靈保護(hù)的壓板（控制字）已退出；確認(rèn)1號(hào)機(jī)過壓、過流、定子過負(fù)荷保護(hù)時(shí)間定值均已改為0.3 s。

黑啟動(dòng)試驗(yàn)（8∶20—11∶50）。校對(duì)時(shí)間，啟動(dòng)測(cè)量錄波器；1號(hào)機(jī)黑啟動(dòng)，帶黑啟動(dòng)系統(tǒng)（含03A、03B號(hào)高備變）零起升壓；1號(hào)機(jī)機(jī)端電壓目標(biāo)值1.02 pu，頻率調(diào)整目標(biāo)值為50.20 Hz（勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)按自動(dòng)方式調(diào)整）；鄒縣電廠5號(hào)機(jī)開機(jī)，與主網(wǎng)同期并列。

黑啟動(dòng)子系統(tǒng)恢復(fù)（11∶50—15∶30）。將1號(hào)機(jī)頻率調(diào)整目標(biāo)值改為50.10 Hz，試驗(yàn)子系統(tǒng)與主網(wǎng)同期并列；1號(hào)機(jī)解列，恢復(fù)廠用電正常方式；按定值單要求恢復(fù)1號(hào)機(jī)過壓、過流、定子過負(fù)荷保護(hù)時(shí)間定值；泰山電站一、二次系統(tǒng)恢復(fù)方式；按定值單要求恢復(fù)試驗(yàn)系統(tǒng)所有元件啟動(dòng)非試驗(yàn)系統(tǒng)元件失靈保護(hù)的壓板（控制字），拆除試驗(yàn)線及測(cè)量裝置。

3.2 鄒縣電廠操作時(shí)序

依據(jù)火電廠黑啟動(dòng)操作規(guī)范規(guī)定，鄒縣電廠5號(hào)機(jī)黑啟動(dòng)操作時(shí)序包括5個(gè)階段：試驗(yàn)前檢查設(shè)備運(yùn)行條件；試驗(yàn)線路、母線空出操作；試驗(yàn)機(jī)組進(jìn)入黑啟動(dòng)可控狀態(tài)；黑啟動(dòng)階段操作；系統(tǒng)恢復(fù)正常狀態(tài)操作。時(shí)間從2012年11月19日13時(shí)開始，至20日16∶20結(jié)束。

試驗(yàn)前準(zhǔn)備（19日13∶00—20日00∶00）。11月19日下午5號(hào)機(jī)組各系統(tǒng)運(yùn)行正常，所有試驗(yàn)測(cè)量裝置已準(zhǔn)備好，接線工作已經(jīng)結(jié)束，具備測(cè)量條件。

初始方式調(diào)整，空出試驗(yàn)路徑（20日00∶00—05∶06）。20日零點(diǎn)黑啟動(dòng)試驗(yàn)正式開始，02∶57空出220 kV 1號(hào)母線，05∶06空出500 kV 1號(hào)母線。

進(jìn)入黑啟動(dòng)可控狀態(tài)操作（05∶55—08∶50）。檢查5號(hào)機(jī)6 kV、400 V各母線運(yùn)行正常，各輔機(jī)等設(shè)備運(yùn)行正常；5號(hào)機(jī)安全停機(jī)；將03號(hào)高備變分接頭由7調(diào)至14，6kV母線電壓6.85kV，拉開220kV母聯(lián)210開關(guān)及210-1、210-2刀閘，5號(hào)機(jī)組進(jìn)入黑啟動(dòng)初始方式。

黑啟動(dòng)階段操作（08∶50—13∶35）。泰山電站1號(hào)機(jī)黑啟動(dòng)帶220 kV蓄泰I線、泰山站2號(hào)主變、500 kV鄒泰線、鄒縣電廠2號(hào)聯(lián)變及03A、03B號(hào)高備變零起升壓；檢查確認(rèn)03A、03B號(hào)高備變充電正常，檢查5號(hào)機(jī)6 kVⅠ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段備用電源進(jìn)線電壓正常；5號(hào)機(jī)6 kV母線送電。220 kV 1號(hào)母線電壓達(dá)到226.9 kV，6 kV母線電壓為6.6 kV，將03號(hào)高備變分接頭由14調(diào)至16，6 kV母線電壓6.8 kV；5號(hào)機(jī)汽機(jī)、鍋爐400 V PDC變壓器及母線送電，恢復(fù)廠用電系統(tǒng)至正常運(yùn)行方式；根據(jù)黑啟動(dòng)試驗(yàn)盡量帶負(fù)荷要求，啟動(dòng)5號(hào)機(jī)組大功率設(shè)備；5號(hào)機(jī)主汽壓力6.6MPa，再熱汽壓力1.2MPa，主汽溫度462℃，再熱汽溫度446℃，旁路流量240 t／h，凝汽器真空-96.2 kPa，汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)，停用盤車電機(jī)備用；500 kV第四串聯(lián)絡(luò)5042開關(guān)與主網(wǎng)同期并列，閥切換后增帶負(fù)荷；啟動(dòng)B前置泵運(yùn)行，B小機(jī)沖轉(zhuǎn)；試驗(yàn)子系統(tǒng)與主網(wǎng)并列。

系統(tǒng)恢復(fù)正常狀態(tài)操作（13∶35—16∶20）。調(diào)整恢復(fù)03A、03B號(hào)高備變分接頭，6 kV段母線切至正常電源供電；5號(hào)機(jī)正常升帶負(fù)荷。

4 數(shù)據(jù)分析

4.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

泰山電站1號(hào)機(jī)組空轉(zhuǎn)到100%額定轉(zhuǎn)速，GCB合閘，勵(lì)磁起勵(lì)至30%；1號(hào)機(jī)組空轉(zhuǎn)到100%轉(zhuǎn)速時(shí)間09∶05∶10；1號(hào)機(jī)組GCB合閘時(shí)間09∶05∶16；1號(hào)機(jī)組勵(lì)磁ON時(shí)間09∶05∶20；1號(hào)機(jī)組機(jī)端電壓升至30%額定時(shí)間09∶05∶27。09∶08∶16泰山電站勵(lì)磁控制方式切為現(xiàn)地控制，09∶08∶22開始手動(dòng)逐步升壓，09∶13∶59機(jī)端電壓手動(dòng)升至為102%額定電壓（16.06 kV）。泰山電站黑啟動(dòng)機(jī)組零起升壓錄波如圖9示。

圖9 泰山電站1號(hào)機(jī)組零起升壓期間電壓錄波

一般情況下，變壓器在空載合閘，電壓恢復(fù)過程對(duì)變壓器沖擊較大，往往會(huì)造成變壓器勵(lì)磁涌流，勵(lì)磁涌流一般可達(dá)6～8倍的額定電流。同時(shí)當(dāng)空載線路進(jìn)行合閘操作時(shí)，在系統(tǒng)工作狀態(tài)轉(zhuǎn)變的過渡過程中，由于線路的分布參數(shù)特性，所以振蕩電壓將由工頻穩(wěn)態(tài)分量和無限多個(gè)快速衰減的諧波分量疊加組成，其峰值數(shù)倍于正常運(yùn)行電壓即合閘操作過電壓，對(duì)于500 kV線路因?yàn)橐话憔嚯x比較長(zhǎng)，電容效應(yīng)顯著，并且容許的操作過電壓水平定得較低（不超過2 Uφ）。對(duì)于薄弱的黑啟動(dòng)系統(tǒng)而言，合閘操作過電壓及主變充電時(shí)的勵(lì)磁涌流都極易導(dǎo)致系統(tǒng)失穩(wěn)，最終導(dǎo)致黑啟動(dòng)失敗。

通過對(duì)建立的黑啟動(dòng)試驗(yàn)仿真子系統(tǒng)進(jìn)行逐頻的掃描，得到黑啟動(dòng)試驗(yàn)仿真子系統(tǒng)自諧振頻率掃描如圖10，可以看出試驗(yàn)子系統(tǒng)自振頻率分別為：A相和B相有兩個(gè)自振頻率108 Hz和117 Hz、C相一個(gè)自振頻率為108 Hz。由于泰山電站—泰山站—鄒縣電廠的山東電網(wǎng)黑啟動(dòng)試驗(yàn)子系統(tǒng)的自諧振頻率為100 Hz左右，線路或者主變操作暫態(tài)過程產(chǎn)生的多次高頻諧波的激發(fā)下，系統(tǒng)在其自振頻率上出現(xiàn)了一個(gè)線性諧振現(xiàn)象，最終導(dǎo)致抽水蓄能電站1號(hào)機(jī)組跳閘，黑啟動(dòng)終止。通過仿真計(jì)算和試驗(yàn)證明零起升壓能較好的避免了諧波的產(chǎn)生，避免全電壓沖擊線路和變壓器時(shí)產(chǎn)生巨大的諧波電流，從而導(dǎo)致電壓波形畸變使泰抽機(jī)組保護(hù)動(dòng)作跳機(jī)。

圖10 黑啟動(dòng)試驗(yàn)仿真子系統(tǒng)自諧振頻率掃描

鄒縣電廠黑啟動(dòng)過程及關(guān)鍵數(shù)據(jù)分析。鄒縣電廠黑啟動(dòng)從20日凌晨開始；03∶57空出500 kV 1號(hào)母線和220 kV 1號(hào)母線；06∶36 5號(hào)機(jī)組與系統(tǒng)解列；08∶05 5號(hào)機(jī)組廠用電全部失去機(jī)組進(jìn)入黑啟動(dòng)試驗(yàn)初始方式；08∶50泰山電站1號(hào)機(jī)組黑啟動(dòng)升壓開始向鄒縣電廠03號(hào)高備變供電；09∶13恢復(fù)5號(hào)機(jī)組廠用電系統(tǒng)；10∶58 5號(hào)爐點(diǎn)火；13∶00 5號(hào)機(jī)用500 kV第四串聯(lián)絡(luò)5042開關(guān)與主網(wǎng)同期并列；13∶35 5號(hào)機(jī)廠用電恢復(fù)正常方式。

機(jī)組啟動(dòng)過程中電網(wǎng)能否承受大型電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的沖擊是啟動(dòng)成敗的關(guān)鍵，以鄒縣廠電泵的啟動(dòng)為例，啟動(dòng)瞬間沖擊負(fù)載為38.74 MW+45.02 MVar，且電動(dòng)機(jī)快速穩(wěn)定，滿足電網(wǎng)電壓安全域，與仿真計(jì)算結(jié)論符合。

4.2 電壓調(diào)整與分析

試驗(yàn)過程中多次調(diào)整03A、03B號(hào)高備變分接頭調(diào)整6kV母線電壓。5號(hào)機(jī)安全停機(jī)后，將03號(hào)高備變分接頭由7調(diào)至14，6kV母線電壓調(diào)至6.85kV。03A、03B號(hào)高備變充電正常后，5號(hào)機(jī)6 kV段母線送電，將03號(hào)高備變分接頭由14調(diào)至16，6 kV段母線電壓由6.6 kV調(diào)至6.8 kV。啟動(dòng)電動(dòng)給水泵前將03A號(hào)高備變分接頭調(diào)至17。泰山站用500 kV 5042開關(guān)將試驗(yàn)子系統(tǒng)與主網(wǎng)同期并列前，為防止5號(hào)機(jī)6 kV段母線過電壓，將03A、03B號(hào)高備變分接頭分別由17、16調(diào)至13，5號(hào)機(jī)6 kV段母線電壓由6.6 kV降至6.3 kV。泰山站用500 kV 5042開關(guān)將試驗(yàn)子系統(tǒng)與主網(wǎng)同期并列后，5號(hào)機(jī)6 kVⅠ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段母線電壓由6.3 kV升至6.5 kV，將03A、03B號(hào)高備變分接頭分別由13調(diào)至8準(zhǔn)備切換廠用電，5號(hào)機(jī)6 kV段母線電壓由6.5 kV降至6.1 kV。鄒縣電廠主要設(shè)備操作對(duì)母線電壓的影響見表2。

表2 鄒縣廠設(shè)備操作對(duì)母線電壓的影響

以鄒縣廠最大廠用電設(shè)備電泵投入時(shí)母線電壓降落幅度和恢復(fù)時(shí)間為例進(jìn)行對(duì)比。仿真計(jì)算電泵投入母線電壓降落至5.36 kV（0.85 pu），恢復(fù)時(shí)間需要9 s，黑啟動(dòng)試驗(yàn)過程中電泵投入母線電壓降落至5.24 kV（0.83 pu），恢復(fù)時(shí)間6 s。試驗(yàn)過程中電壓波動(dòng)情況與實(shí)驗(yàn)前計(jì)算結(jié)論基本一致，完全滿足實(shí)際需求。

5 結(jié)語(yǔ)

山東電網(wǎng)基于500 kV黑啟動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)是山東電網(wǎng)第二次大規(guī)模黑啟動(dòng)試驗(yàn)，試驗(yàn)的成功驗(yàn)證了山東電網(wǎng)基于500 kV網(wǎng)架黑啟動(dòng)研究方案和國(guó)內(nèi)首次抽水蓄能機(jī)組遠(yuǎn)距離黑啟動(dòng)600 MW大型火電機(jī)組的可行性，提出了山東電網(wǎng)第二條黑啟動(dòng)路徑，進(jìn)一步提高了山東電網(wǎng)的黑啟動(dòng)能力。

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Black Start Test Scheme for Shandong 500 kV Power Grid

The black start test scheme for Shandong 500 kV power grid was presented in this paper.The problems such as selfexcitation of generator，power frequency overvoltage，stability of voltage and frequency，restoration of auxiliary power，and stability of small power system during the black start were analyzed.The path restoration with the mode of raising voltage from zero was put forward for the first time，and the problems which should be paid attention to during black start were discussed.The validity and rationality of the selected scheme and calculation were demonstrated by the black start test of Shandong power grid.

black start；test scheme；self-excitation；overvoltage；stability

TM732

：A

：1007－9904（2014）05－0013－06

2014-04-15

喬立同（1979—），男，工程師，從事電網(wǎng)調(diào)度、運(yùn)行與管理；

劉傳良（1983—），男，工程師，從事電網(wǎng)調(diào)度、運(yùn)行與管理；

廖大鵬（1974—），男，高級(jí)工程師，從事電網(wǎng)調(diào)度、運(yùn)行與管理；

傅磊（1974—），男，高級(jí)工程師，從事電網(wǎng)調(diào)度、運(yùn)行與管理；

王勇（1974—），男，高級(jí)工程師，從事電網(wǎng)調(diào)度、運(yùn)行與管理；

邱夕兆（1963—），男，高級(jí)工程師，從事電網(wǎng)調(diào)度、運(yùn)行與管理。