所謂黑啟動，是指整個系統(tǒng)因故障停運(yùn)后，系統(tǒng)全部停電（不排除孤立小電網(wǎng)仍維持運(yùn)行），處于全“黑”狀態(tài)，不依賴別的網(wǎng)絡(luò)幫助，通過系統(tǒng)中具有自啟動能力的發(fā)電機(jī)組啟動，帶動無自啟動能力的發(fā)電機(jī)組，逐漸擴(kuò)大系統(tǒng)恢復(fù)范圍，最終實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)的恢復(fù)。

黑啟動是在黑網(wǎng)或丟失外部電力的情況下恢復(fù)電站供電的過程，其作為緊急方案用來恢復(fù)區(qū)域電網(wǎng)供電。電網(wǎng)的大面積黑電事故使電網(wǎng)對電廠的黑啟動能力日益重視。由于電網(wǎng)對黑啟動機(jī)組的啟動時間、加載限制和輔助系統(tǒng)上的額外要求，不是所有的機(jī)型都適合黑啟動。

黑啟動要求水電站裝機(jī)容量足夠大，機(jī)組調(diào)節(jié)性能夠好，電氣接線上具有雙回以上接線，地理位置盡量不要處于電網(wǎng)末端。只有符合這樣子條件的水電站才具有黑啟動的資格。而本文中所研究的水電站是所在電網(wǎng)的黑啟動備用電源，擔(dān)負(fù)著電網(wǎng)事故情況下的黑啟動。

水電廠的500kV電壓等級主接線為單元接線方式，正常運(yùn)行時為Ⅰ、Ⅲ合母運(yùn)行，通過兩回出線將功率送往電網(wǎng)，其中1~4號主變壓器通過廠用高壓變壓器分別帶Ⅰ—Ⅳ母10kV廠用電母線，Ⅴ母通過位于Ⅲ母的饋線開關(guān)供電，Ⅵ母通過位于Ⅳ母的另一編號的饋線開關(guān)供電，Ⅷ母通過位于Ⅲ母的開關(guān)供電。各10kV母線通過廠用低壓變壓器將電壓輸送至各400V母線。

機(jī)組正常運(yùn)行時，發(fā)電機(jī)可直接將電壓送往廠用電10kV母線。當(dāng)機(jī)組全停時，該廠廠用電將由一、二兩回出線反送電，經(jīng)由主變將500kV電壓等級降至廠用電所需電壓等級，保證廠用電正常穩(wěn)定運(yùn)行。若遇到系統(tǒng)大范圍故障時，該廠一、二回出線跳閘，導(dǎo)致發(fā)電的機(jī)組過電壓保護(hù)動作，跳機(jī)組出口斷路器，導(dǎo)致全廠失電，線路沖擊合閘不成功，則此時應(yīng)啟動黑啟動流程。

水輪發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行時應(yīng)有各類輔機(jī)同時運(yùn)行，保證機(jī)組各軸承瓦溫在合理范圍內(nèi)。這些輔機(jī)由廠用電400V電壓等級母線直接供電，如若全廠失電，廠用電10kV及400V相應(yīng)斷電，水輪發(fā)電機(jī)的輔機(jī)無法運(yùn)行。而水電站運(yùn)行規(guī)程中規(guī)定，禁止在輔機(jī)無法運(yùn)行時開啟機(jī)組，所以黑啟動的目的就是在廠用電失去時，利用柴油發(fā)電機(jī)將重要輔機(jī)帶電，使水輪發(fā)電機(jī)滿足開機(jī)條件并開機(jī)，逐級恢復(fù)廠用電同時逐級恢復(fù)電網(wǎng)。