CN102522816A - 水电站黑启动中直流逆变的实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水电站黑启动中直流逆变的实现方法，在水电站无交流电源情况下，利用水电站自身的直流系统，通过逆变装置实现了各种泵电机（油泵电机、润滑电机等）的短时间运行，顺利地使发电机启动到空载状态，可靠地实现了水电站的黑启动，让发生故障的电厂尽快实现并网发电，同时带动本区域内的其他电厂实现并网发电，为发生故障区域的电厂尽快并网创造了有利条件，可方便实现各种中小功率电动机的运行。

Description

水电站黑启动中直流逆变的实现方法

技术领域

本发明涉及一种水电站黑启动中直流逆变的实现方法。

背景技术

目前各个水电站均连接到电网系统中，当发生大的区域性故障时，在该区域所有水电厂交流电消失并且外部电源也断开的情况下，要实现黑启动，将发电机启动并达到自身带厂用电的阶段是非常困难的。主要的原因是各种使用交流电源的必需设备不能运行，从而导致黑启动失败，例如球阀油泵电机、机组油压装置油泵电机、润滑泵电机等，而如果泵电机不能运行，那么气源压力不能建立，球阀和快速门也不能打开，调速器油压装置压力也不能建立，水轮机运转必须的润滑油也不能供给。一般情况下是通过解决故障点，接入外部电源的情况下才能启动机组实现该区域的并网发电，需要的时间比较长。因此目前各个区域内比较大型的水电厂均提出了黑启动的问题。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种水电站黑启动中直流逆变的实现方法，可方便实现各种中小功率电动机的运行。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种水电站黑启动中直流逆变的实现方法，包括以下步骤： 

第一步、选择逆变装置：

统计电厂内启动发电机必需的各电动机功率，按以下公式计算出逆变装置的功率：

式中：

表示逆变装置的功率；

分别表示球阀油泵电机、机组油压装置油泵电机、润滑油泵电机和高压气机电机的额定功率；

表示余度，取10%～20%；

第二步、将逆变装置的输入电源与电厂自身具备的直流电源连接，将逆变装置输出的三相交流电源与电厂内启动发电机必须的各电动机的供电电源连接，作为各电动机的备用电源；

第三步、当发生区域故障，交流电源消失后，将电厂内启动发电机必需的各电动机的供电电源切换为逆变装置的输出；

第四步、当任意一台发电机组启动到空载状态后，将使用逆变装置供电的各电动机的电源再切换到原厂用电系统中；至此，整个黑启动过程结束。

在第三步所述的将电厂内启动发电机必需的各电动机的供电电源切换为逆变装置的输出时，采用分步启动的方式，按顺序分别对润滑油泵电机、高压气机电机、球阀油泵电机和机组油压装置油泵电机依次启动，先建立气源压力，然后才打开球阀或提开快速门。

在第四步所述的将使用逆变装置供电的各电动机的电源再切换到原厂用电系统中时，采用分步切换的方式，按顺序分别对润滑油泵电机、高压气机电机、球阀油泵电机和机组油压装置油泵电机供上主用的厂用电源后，再切断逆变装置提供的备用直流供电回路。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：在水电站无交流电源情况下，利用水电站自身的直流系统，通过逆变装置实现了各种泵电机（油泵电机、润滑电机等）的短时间运行，顺利地使发电机启动到空载状态，可靠地实现了水电站的黑启动，让发生故障的电厂尽快实现并网发电，同时带动本区域内的其他电厂实现并网发电，为发生故障区域的电厂尽快并网创造了有利条件。

具体实施方式

一种水电站黑启动中直流逆变的实现方法，包括以下步骤：

第一步、选择逆变装置：

统计电厂内启动发电机必需的各电动机（包括球阀油泵电机、机组油压装置油泵电机、润滑油泵电机、高压气机电机）功率，按以下公式计算出逆变装置的功率：

式中：表示逆变装置的功率；

分别表示球阀油泵电机、机组油压装置油泵电机、润滑油泵电机和高压气机电机的额定功率；

表示余度，取10%～20%。

第二步、将逆变装置的输入电源与电厂自身具备的直流电源连接，将逆变装置输出的三相交流电源与电厂内启动发电机必须的各电动机的供电电源连接，作为各电动机的备用电源。

第三步、当发生区域故障，交流电源消失后，将电厂内启动发电机必需的各电动机的供电电源，切换为逆变装置的输出，其中：

根据机组启动的条件要求，按顺序分别对润滑油泵电机、高压气机电机、球阀油泵电机、机组油压装置油泵电机采用分步启动，先建立气源压力，然后才打开球阀或提开快速门。分步启动的目的，是减少同时使用逆变装置的电机，这样可以降低逆变装置的总功率，也满足了机组启动要求。

第四步、当任意一台发电机组启动到空载状态后（即建立了电压），即可实现带自身厂用电（交流电源）。这个时候即可将使用逆变装置供电的各电动机的电源再分步切换到原厂用电系统中，即分别对润滑油泵电机、高压气机电机、球阀油泵电机、机组油压装置油泵电机的厂用电源供上后（主用），再切断直流供电回路（备用）。至此，整个黑启动过程结束。

因此使用逆变装置带动泵电机运行的时间时比较短的，对直流系统性能不会有影响。

本发明的工作原理是：本方法利用每个水电站自身配置的直流电源系统，采用逆变装置，把直流电源转换为电厂内启动发电机必需的各电动机可使用的交流电源的方式，实现发电机的黑启动。一般来说，只要这种方式支持到发电机达到空载态，发电机即可发出厂用电，泵电机使用直流电源即可结束。由于仅仅在发电机启动的时段使用，时间比较短，不会影响直流系统本身的性能及使用寿命。

Claims (3)

1.一种水电站黑启动中直流逆变的实现方法，其特征在于，包括以下步骤： 

第一步、选择逆变装置：

统计电厂内启动发电机必需的各电动机功率，按以下公式计算出逆变装置的功率：

式中：

表示逆变装置的功率；

分别表示球阀油泵电机、机组油压装置油泵电机、润滑油泵电机和高压气机电机的额定功率；

表示余度，取10%～20%；

第二步、将逆变装置的输入电源与电厂自身具备的直流电源连接，将逆变装置输出的三相交流电源与电厂内启动发电机必须的各电动机的供电电源连接，作为各电动机的备用电源；

第三步、当发生区域故障，交流电源消失后，将电厂内启动发电机必需的各电动机的供电电源切换为逆变装置的输出；

第四步、当任意一台发电机组启动到空载状态后，将使用逆变装置供电的各电动机的电源再切换到原厂用电系统中；至此，整个黑启动过程结束。

2.根据权利要求1所述的水电站黑启动中直流逆变的实现方法，其特征在于：在第三步所述的将电厂内启动发电机必需的各电动机的供电电源切换为逆变装置的输出时，采用分步启动的方式，按顺序分别对润滑油泵电机、高压气机电机、球阀油泵电机和机组油压装置油泵电机依次启动，先建立气源压力，然后才打开球阀或提开快速门。

3.根据权利要求1所述的水电站黑启动中直流逆变的实现方法，其特征在于：在第四步所述的将使用逆变装置供电的各电动机的电源再切换到原厂用电系统中时，采用分步切换的方式，按顺序分别对润滑油泵电机、高压气机电机、球阀油泵电机和机组油压装置油泵电机供上主用的厂用电源后，再切断逆变装置提供的备用直流供电回路。