Přeskočit na obsah

Schéma černého startu

Pozadí

  • S prohlubujícím se výzkumem a praxí na trhu s elektřinou nabývá na důležitosti problematika podpůrných služeb elektrizační soustavy pro bezpečnost systému. Nejzávažnější poruchou, která může nastat při provozu elektrizační soustavy, je úplný výpadek celého systému. Jakmile dojde k úplnému výpadku elektrizační soustavy, posledním bezpečnostním opatřením je, jak rychle obnovit systém a obnovit dodávku elektřiny uživatelům. Několik velkých výpadků proudu, ke kterým v posledních letech došlo ve světě, nám připomíná, že studium problematiky obnovy elektrizační soustavy po poruše, tj. problematiky služby černého startu, má důležitý teoretický i praktický význam.

  • Takzvaný černý start znamená, že po úplném výpadku systému v důsledku poruchy je celý systém bez napětí (nevylučuje se, že izolované malé sítě mohou stále fungovat) a nachází se v plně „černém" stavu. Bez pomoci jiných sítí se spustí generátory se schopností samostatného startu, které následně rozběhnou generátory bez schopnosti samostatného startu. Postupně se rozšiřuje rozsah obnovy systému, až se nakonec obnoví celý systém.

Schéma černého startu celé stanice

2.1 Schéma vzdáleného černého startu

Při ztrátě napájení v síti stanice je nutné, aby baterie a PCS provozovaly zátěž stanice, jak je znázorněno na obrázku 1. Před černým startem sepněte vypínače jednotlivých skříňových transformátorů a hlavního transformátoru; PCS provede postupné zvyšování napětí od nuly, čímž rozběhne transformátor stanice a další zátěže. Vzhledem k tomu, že kapacita hlavního transformátoru stanice a dalších zátěží je velká a je zapotřebí také velký magnetizační proud, je nutné, aby PCS na jedné nebo více přípojnicích stanice současně prováděly postupné zvyšování napětí od nuly. Schéma pracovního postupu je znázorněno na obrázku 2.

ScreenShot_2026-09-04_094039_195
Obrázek 1 Schematické znázornění systému černého startu celé stanice
fig2_remote_black_start_EN
Obrázek 2 Vývojový diagram operací vzdáleného černého startu celé stanice
Jak je znázorněno na obrázku 2, po dokončení vytvoření napětí PCS lze ostatní zátěže stanice postupně připojovat podle důležitosti, dokud není černý start celé stanice dokončen. > Výhodou postupného zvyšování napětí od nuly v tomto schématu je, že magnetizační proud transformátoru stoupá pomalu a má menší vliv na transformátor a PCS; schéma postupného zvyšování napětí od nuly klade vysoké nároky na komunikační síť PCS. Synchronizační odchylka spouštěcího povelu přijímaného jednotlivými PCS by měla být menší než 3 ms, aby se zabránilo příliš velkému rozdílu fázových úhlů v průběhu vytváření napětí v ostrovním režimu jednotlivých PCS, které by mohlo vést k nestabilitě systému. ## 2.2 Schéma lokálního černého startu S ohledem na nejextrémnější provozní podmínky stanice, kdy je celá stanice zcela bez napětí (UPS bez napájení, bez naftového generátoru), je komunikační systém paralyzován a vzdálený černý start nelze provést. PCS je třeba spustit lokálně po připojení baterie k napájení a ostatní PCS a zátěže se připojují postupně. Vývojový diagram operací lokálního černého startu je znázorněn na obrázku 3.
fig3_local_black_start_EN
Obrázek 3 Vývojový diagram operací lokálního černého startu celé stanice
Jak je znázorněno na obrázku 3, protože stanice nemá žádnou komunikaci, lze nejprve lokálně spustit pouze jeden PCS; nosnost jednoho PCS je omezená, proto je nutné před spuštěním odpojit vypínač hlavního transformátoru a vypínače vysokonapěťové strany ostatních skříňových transformátorů. Po vytvoření napětí jedním PCS se mohou ostatní PCS pod stejným skříňovým transformátorem připojit do sítě a zvýšit tak nosnost. Když všechny PCS na celé přípojnici úspěšně vytvoří síť a spustí se, lze sepnout spojku přípojnic a spustit PCS pod dalšími vysokonapěťovými přípojnicemi. Po spuštění PCS pod ostatními přípojnicemi lze sepnout vypínač hlavního transformátoru a připojit další zátěže stanice. > Výhodou metody lokálního černého startu celé stanice jsou nižší požadavky na komunikaci, případně lze startovat i bez komunikace; nevýhodou je, že transformátor a další zátěže stanice je třeba připojit naprázdno, magnetizační rázový proud je velký a má výrazný dopad na PCS i transformátor. Odolnost PCS vůči rázům lze zvýšit pomocí síťotvorných měničů naší společnosti. Současně je ve srovnání se vzdáleným černým startem rychlost lokálního černého startu relativně pomalejší. ## 3 Shrnutí Problematika černého startu celé stanice je naší společností řešena dvěma schématy, schématem vzdáleného černého startu a schématem lokálního černého startu. Vzdálený černý start je vhodný pro podmínky, kdy UPS stanice a komunikační systém mají ještě napájení, a klade vysoké nároky na konzistenci komunikace stanice; rychlost vzdáleného černého startu je relativně vysoká a má menší dopad na transformátor a PCS. Lokální černý start je vhodný pro scénáře, kdy je celá stanice „černá"; rychlost startu je pomalejší a dopad na transformátor a PCS je větší. ---