利用黑启动用柴油发电机兼做保安电源用柴油发电机的方法

摘要

本发明涉及一种发电厂柴油发电机转用和共用技术，特别是一种利用黑启动用柴油发电机兼做保安电源用柴油发电机的方法，取消保安电源用柴油发电机，设置黑启动转保安降压配电装置将黑启动用柴油发电机出口电压进行降压供给保安电源用负荷使用，使得黑启动用柴油发电机可兼做保安电源用柴油发电机：需要保安电源时改为起动黑启动用柴油发电机，带保安电源用400V配电段运行，在完成保安电源用功能后能够根据后续指令进行黑启动。优点在于，能够避免黑启动发电厂的柴油发电机的重复设置，既减少了柴油发电机的数量和容量，又提高了柴油发电机的利用率，还并大大减少了设备和运行费用，有效降低了成本，减少了电厂占地面积，也减少了日后因柴油发电机台数减少带来的运行维护。

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电厂柴油发电机转用和共用技术，特别是一种利用黑启动用柴油发电机兼做保安电源用柴油发电机的方法。

背景技术

在大容量发电厂中，通常需要设置保安电源用柴油发电机，这样在发生全厂停电或机组失去厂用电事故时，为了保证机组的安全停运以及避免发生设备和人身安全，保安电源用柴油发电机能够在事故时提供保安电源来确保发电厂事故安全停机。同时，根据电网系统的要求，有些大容量发电厂还要兼做黑启动电厂，所述的黑启动电厂是指在不依赖外部电网系统电源的情况下利用电厂自身设备自启动发电厂，自启动发电厂设置有黑启动用柴油发电机，可以在电网系统失电的情况下，向电网系统送电，逐渐扩大电网系统恢复供电范围，最终实现整个电网系统的恢复供电。

所述的保安电源用柴油发电机和黑启动用柴油发电机用途不同、容量和出口电压也不同：保安用电负荷容量小，且均为低压负荷，因此保安电源用柴油发电机容量不大、一般小于1800kW，出口电压均为低压400V；而黑启动用电负荷容量大，有高压也有低压（通过设置专门变压器降压供电）且大部分为高压，因此黑启动用柴油发电机容量大、一般大于6000kW，出口电压均为中压6 kV或10kV（根据电厂的中压厂用电电压确定）。基于上述原因，同一个的黑启动发电厂中均需要设置上述两种柴油发电机，而且是分开设置，并分开运行。然而，不论是保安电源用柴油发电机还是黑启动用柴油发电机，使用几率都较低，占用电厂用地，成本较高。

发明内容

本发明的目的在于根据现有技术的不足之处而提供一种能够充分利用柴油发电机，减少柴油发电机的数量、容量，成本较低的利用黑启动用柴油发电机兼做保安电源用柴油发电机的方法。

本发明的目的是通过以下途径来实现的：

利用黑启动用柴油发电机兼做保安电源用柴油发电机的方法，其要点在于，包括如下步骤：

1、 取消小容量的保安电源用柴油发电机，保留保安电源用400V配电段；

2、 提供一种黑启动转保安降压配电装置及其控制装置，其配电装置包括有中压开关、黑启动转保安降压用变压器和低压开关，中压开关一端连接到配电母线，另一端则连接到黑启动转保安降压用变压器的高压侧，黑启动转保安降压用变压器的低压侧则连接到低压开关的一端，低压开关的一端连接到保安电源用400V配电段，中压开关的配电母线通过电缆连接到黑启动用柴油发电机的输出端口；

3、 黑启动用柴油发电机的输出端口通过一出口开关连接到黑启动用母线段；所述的出口开关位于柴油发电机输出端口连接配电母线电缆之处与黑启动用母线段之间；

4、 当发电厂事故失去全厂厂用电时，黑启动母线段不带电，保安电源用400V配电段同样不带电；启动黑启动用柴油发电机，建立发电机电压后，合上黑启动转保安降压用变压器高压侧的中压开关，对黑启动转保安降压用变压器进行充电；

5、 合上黑启动转保安降压用变压器低压侧的低压开关，由黑启动用柴油发电机对保安电源用400V配电段供电；

6、 发电厂事故停机完成后，保安电源用400V配电段的负荷继续由黑启动用柴油发电机通过黑启动转保安降压用变压器供电，此时，黑启动用柴油发电机保持运转并带低负荷运行；

7、 黑启动时，合上黑启动用柴油发电机的出口开关，对黑启动母线段进行供电，并进入黑启动阶段；

8、 黑启动完成后，电厂重新获得厂用电，将黑启动用柴油发电机和黑启动转保安降压用配电装置切除。

本发明的设计思路在于：黑启动用柴油发电机和保安电源用柴油发电机的使用场合不同，且二者容量相差甚远，都是分开设置，互不相连，且出口电压也不同，不能互通有无，更不能共用和兼做，因此长久以来，本领域技术人员从未考虑过将这两种柴油发电机进行合并，久而久之，便形成了技术偏见，认为二者没有合并的可能性。本发明的发明人克服了该技术偏见，通过对电厂停机和黑启动过程进行分析发现，黑启动用柴油发电机和保安电源用柴油发电机不同时使用且保安电源用柴油发电机容量远小于黑启动用柴油发电机，从技术上而言，两种柴油发电机存在合并的可能。

进一步分析又发现，发电厂事故安全停机完成后，保安电源用柴油发电机所带的大部分负荷（如油泵等用来停机的负荷）都已经停运，仅剩下应急照明、直流、UPS等少量需要在停机后继续运行的负荷来维持电厂最低程度的监控，此时保安电源用柴油发电机负载很低（一般小于100kVA），即使此时柴油发电机停止运转，也仅仅对没有蓄电池作为后备电源的部分应急照明产生影响，由直流或UPS供电的应急照明、自带蓄电池的应急照明、直流、UPS等负荷依然能靠着蓄电池的供电继续工作一段时间；而电厂黑启动通常要等到电厂事故安全停机完成后才进行，根据上述分析，停机后需要继续维持供电的负荷容量远小于黑启动用柴油发电机的容量，而黑启动用柴油发电机的容量主要是由大功率负荷起动特性来决定的，因此黑启动用柴油发电机容量往往大于实际黑启动用负荷，即使将保安电源部分停机后需要继续维持供电的负荷转由黑启动用柴油发电机供电，也基本不会对黑启动用柴油发电机的容量选择造成影响。

根据上述分析，发明人创新的取消黑启动电厂中的小容量保安电源用柴油发电机，设置黑启动转保安降压配电装置将黑启动用柴油发电机出口电压从6 kV或10kV降为400V供给保安电源用负荷使用，使得黑启动用柴油发电机可兼做保安电源用柴油发电机：需要起动保安电源用柴油发电机时改为起动黑启动用柴油发电机、并通过控制装置按照一定控制策略合上黑启动转保安降压配电装置相关开关，实现黑启动用柴油发电机兼做保安电源用柴油发电机、带保安电源用400V配电段运行，在完成保安电源用功能后能够根据后续指令进行黑启动。

本发明的优点在于，创新性地提出通过设置降压配电装置手段将黑启动高压段和保安电源用低压段联系起来，将大容量的黑启动用柴油发电机兼做保安电源用柴油发电机，避免了黑启动发电厂的柴油发电机的重复设置，既满足了黑启动和保安电源的要求，又减少了柴油发电机的数量和容量，还提高了柴油发电机的利用率，并大大减少了设备和运行费用，有效降低了成本，减少了电厂占地面积，也减少了日后因柴油发电机台数减少带来的运行维护。

附图说明

图1所示为本发明所述利用黑启动用柴油发电机兼做保安电源用柴油发电机的方法的示意图。

下面结合附图对本发明做进一步阐述。

具体实施方式

最佳实施例：

参照附图1，利用黑启动用柴油发电机兼做保安电源用柴油发电机的方法，包括如下步骤：

1、取消小容量的保安电源用柴油发电机，但保留保安电源用400V配电段；

2、核算黑启动用柴油发电机容量，重新选择黑启动用柴油发电机容量；

3、设置一台6(或6.3)/0.4kV或10(或10.5)/0.4kV的黑启动转保安降压变压器，变压器容量满足保安电源用负荷要求；

4、将黑启动降压变压器高压侧通过6kV或10kV中压开关接入黑启动柴油发电机出口；

5、将黑启动降压变压器低压侧通过400V低压开关接入保安电源用400V配电段；

6、更改相关的控制和保护指令，使得需要起动保安电源用柴油发电机时改为起动黑启动用柴油发电机、并通过控制装置按照一定控制策略合上黑启动转保安降压配电装置相关开关，实现黑启动用柴油发电机兼做保安电源用柴油发电机、带保安电源用400V配电段运行，在完成保安电源用功能后根据后续指令进行黑启动。

7、控制过程如下（接线示意图见附图1）：（1）、正常运行时，黑启动段进线电源开关G3合上、黑启动段带电运行，保安段进线电源开关D2合上、保安段带电运行，黑启动用柴油发电机出口开关G1打开，柴油发电机不工作，黑启动转保安降压用变压器高低压侧开关G2和D1均打开、变压器不带电；（2）、当发电厂事故失去全厂厂用电时，黑启动段进线电源开关G3跳开、黑启动段不带电，保安段进线电源开关D2跳开、保安段也不带电，此时先启动黑启动用柴油发电机，待建立发电机电压后，合上黑启动转保安降压用变压器高压侧开关G2，对变压器进行充电，然后再合上变压器低压侧开关D1，实现黑启动用柴油发电机对保安电源用400V配电段供电；（3）、事故停机完成后，保安段剩余负荷继续由黑启动用柴油发电机通过黑启动转保安降压用变压器供电，此时黑启动用柴油发电机保持运转并带低负荷运行，在接到黑启动指令后，合上黑启动用柴油发电机出口开关G1，对黑启动段进行供电，进入到黑启动阶段；（4）、黑启动完成后，电厂重新获得厂用电，此时可将黑启动用柴油发电机和黑启动转保安降压用配电装置切除。

本发明未述部分与现有技术相同。