黑启动研究及操作方案
电厂孤网系统黑启动技术研究
电厂孤网系统黑启动技术研究摘要：黑启动是指整个电网因故障崩溃后，系统全部停电，处于全“黑”状态，此时通过系统中具有自启动能力机组的启动和外来电源，带动无自启动能力的机组，逐步扩大系统的恢复范围，最终实现整个系统的恢复和供电。
文章根据实际运行经验，具体阐述了黑启动的释义及作用，分析了黑启动过程中的改进方法，提出了孤网运行中的黑启动实施方案。
关键词：孤网；黑启动；实施方案前言黑启动是故障停机后，系统全部停电（不排除孤立小电网仍维持运行），处于全“黑”状态，不依赖别的网络帮助，通过系统中具有自启动能力的发电机组启动，带动无自启动能力的发电机组，逐渐扩大系统恢复范围，最终实现整个系统的恢复。
电厂黑启动作为区域电网主要的提高系统互连能力的措施应用已经越来越普遍。
一、黑启动的定义黑启动是指在整个电网因外部或内部故障停运进入全黑状态后，不依靠大电网或其他电网的帮助，仅通过启动电网内部具有黑启动能力的微源，进而带动电网内无黑启动能力的微源，逐步扩大系统的恢复范围，最终实现整个电网的重新启动.电网的黑启动能力既可以保证关键负荷供电和电网的连续稳定运行，在一定条件下还可以为大电网的恢复提供黑启动电源，可有效地减小传统电力系统在黑启动过程中因选择距离负荷中心较远的水电机组作为黑启动电源所引起的发电机自励磁和过电压的影响，实现系统由点及而的恢复，缩短了整个系统的恢复时间，减少了停电造成的损失。
二、黑启动的方案选择1、黑启动设备选择黑启动的关键是电源点的启动，目前较多采用作为黑启动电源点的是水轮发电机组、燃机发电机组、燃煤发电机组，其中水轮发电机组和燃机发电机组具有辅助设备简单、厂用电少，启动速度快等优点，是黑启动电源的首选。
在一些特定条件下，部分燃煤电站也作为黑启动电源点，由于燃煤电站启动工艺流程复杂，辅助设备功率较大，需要的厂用电源较大，对具有自启动能力的发电机组要求非常高，因此，燃机电站和燃煤电站的黑启动电源常采用柴油发电机组作为自启动电源。
黑启动方案
旁多电厂“黑启动”方案1.“黑启动”定义所谓黑启动，是指整个系统因故障停运后，系统全部停电(不排除孤小电网仍维持运行)，处于全“黑”状态，不依赖别的网络帮助，通过系统中具有自启动能力的发电机组（应急电源）启动，带动无自启动能力的发电机组，逐渐扩大系统恢复范围，最终实现整个系统的恢复。
2.编制黑启动方案的目的为了提高各种人为或自然灾害等难以预料因素造成电网全部或局部瓦解、崩溃发生大面积停电等事故的反应能力，并在不可预见的电网事故发生时能及时迅速地进行事故判断和处理，根据上级调度要求，制定旁多电厂“黑启动”方案。
3.正常运行方式4.旁多水电厂机电设备概况：旁多水电厂单机容量为40M W，总装机160M W，其主接线采用两机一变的扩大单元接线方式，旁多电站以220K V及110K V两级电压等级接入系统。
其中220k V 采用双母线联络运行及两条出线（旁拉Ⅰ线和旁拉Ⅱ线）。
110K V采用单母线接线形式，共有二条出线（旁林线和旁夏线）。
厂用电分为二段，一段由10K VⅠ段母线上的#1和#2发电机提供厂用电高压侧Ⅲ段母线，二段由10K V I I段母线上的#3和#4发电机提供厂用电高压侧Ⅳ段母线。
在系统满足倒送电条件时，由1号主变提供厂用电高压侧Ⅲ段母线，由2号主变提供厂用电高压侧Ⅳ段母线。
400V I段与400V I I段具有备自投供电功能，本厂还具备应急电源系统提供机组调速器油压装置油泵电源及渗漏泵电源。
本厂直流系统设备是国电南自生产的P Z D W K系列产品，P Z D W K系列产品是集多年专业开发生产直流系统的经验，运用成熟工艺技术，采用具有国内最新技术水平的智能型高频开关电源整流模块和具有自诊断系统的智能型微机监控模块，研制生产出的新一代直流电源系统。
该系统适用于发电厂，水电站和各类变电站以及铁路、石化、大型建筑物等，用于断路器分合闸及二次回路中的仪器、仪表、继电保护。
厂房设置1套220V直流系统，接线方式为互联单母线分段，分别向动力、控制负荷供电，构成混合供电的直流系统（厂房220V直流系统接线图）。
黑启动研究及操作方案
汇报人：2023-12-07•黑启动概述•黑启动研究•黑启动操作方案•黑启动的挑战与解决方案目•黑启动案例分析•总结与展望录01黑启动概述黑启动是一种电力系统自恢复启动过程，指在全系统或局部系统发生大停电后，不依靠外部电源，仅依靠系统中具有自启动能力的发电机组重新进行系统恢复的过程。
黑启动的核心思想是利用系统中的自启动能力，快速恢复系统的运行，防止由大停电造成的损失。
黑启动必须在停电后立即进行，抓住第一时间恢复系统。
黑启动依赖于系统中的自启动能力，因此需要发电机组具有快速响应和自动启动的特点。
黑启动过程中需要严格控制负荷的投切，以防止系统发生振荡或崩溃。
黑启动的重要性01黑启动能够快速恢复系统的运行，减少停电造成的损失。
02黑启动能够提高系统的稳定性和可靠性，避免因停电造成的社会影响。
03黑启动是电力系统应急预案的重要组成部分，对于保障电力系统的安全运行具有重要意义。
02黑启动研究01分析黑启动技术是否具备实施的可能性，包括硬件和软件的技术成熟度、系统架构的合理性等。
黑启动技术可行性02评估黑启动项目的投资成本、收益预期以及经济效益，为决策提供数据支持。
黑启动经济可行性03分析黑启动项目对社会的贡献，如提高能源供应的可靠性、减少环境影响等。
黑启动社会效益评估黑启动的可行性研究通过调查问卷、访谈等方式，了解客户对黑启动服务的具体需求和期望。
市场需求调查市场竞争分析市场趋势预测分析竞争对手在黑启动市场的布局和策略，以便更好地定位自己。
根据历史数据和行业动态，预测未来黑启动市场的变化趋势。
030201根据项目需求，选择适合的黑启动技术方案，包括备份系统、快速恢复技术等。
技术选型详细规划技术实现的步骤和时间表，确保技术实施顺利进行。
技术实现路径识别技术实施过程中可能出现的风险和挑战，制定相应的应对措施。
技术风险评估03黑启动操作方案明确黑启动的目标，是解决关键业务问题，还是提升系统性能，或是其他具体目标。
东新热电黑启动方案
东新热电有限公司黑启动方案一、编制“黑启动”方案的目的1.从备战防汛以及预防其它各种人为或自然灾害等意外因素造成电网全部或局部瓦解、崩溃发生大面积停电，并且从我厂预防由此而引起的设备事故出发特编写此方案。
2.在发生系统瓦解而造成大面积停电的严重事故时，各专业要做到准确、有序、迅速地恢复机组运行，并能尽快上网供电。
3.制定本方案能检验我厂从值长到各专业运行人员应急，应变及处理事故能力和本厂以及配合电网黑启动能力。
4.在编制方案过程中，检验我厂各种设备、设施的配置、性能及操作、管理能力，进一步发现我厂存在的薄弱环节，以制定相应的防范措施，提高我厂与电网的安全稳定运行水平。
5.通过对本方案的制定及学习，使全厂运行人员得到综合培训，提高对突发事故的处理能力。
二、厂内主要设备1.两台35T/H反转链条锅炉，编号为#1炉、#2炉；三台75T/H循环流化床锅炉，编号为#3炉、#4炉、#5炉。
2.一台抽凝式6000KW汽轮发电机组，主开关编号为机1。
3.有两条联网线，分别为热电Ⅰ、Ⅱ线，主开关编号为101、102，至明湖开关站并网；湖电Ⅲ、Ⅳ线，主开关编号为103、104，至水屯变电站并网。
4.10kV系统为单母线分段式，分为10kVⅠ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段，母联开关为105、106、107。
10kVⅠ段带有#1发电机，#1厂变、#3厂变、#1循变、水处理配电。
10kVⅡ段带有#2发电机、#0厂变、#2厂变，输煤配电。
10kVⅢ段带有#3发电机机3开关、#4厂变。
10kVⅣ段带有#3发电机机4开关、#5厂变，#2循变。
5.有八台厂用变电器，分别为800KVA，编号为#1、#2、#3、#4、#5、#0厂变，和两台630KVA循环变，编号为#1、#2，其中#0厂变为备用变。
6.400V系统为400VⅠ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ段，备用段、循Ⅰ段、循Ⅱ段、水处理及输煤配电。
7.直流系统为两组蓄电池，容量2×100AH两台充电机。
调度自动化系统黑启动方案研究及系统试验
调度自动化系统黑启动方案研究及系统试验发布时间：2021-09-06T15:31:44.093Z 来源：《科学与技术》2021年第12期4月作者：王银法[导读] 有效的黑启动方案被认为是应对电网大规模停电的措施之一，因此，制定和修改黑启动方案已王银法国网浙江省电力有限公司磐安县供电公司 322300摘要：有效的黑启动方案被认为是应对电网大规模停电的措施之一，因此，制定和修改黑启动方案已成为电力公司的日常任务。
首先设计了设备召回启动、模块分析、SCADA系统其他设备、系统测试方法；最后，它被应用到一家电力公司的实际网络上，并验证了该系统的效率和准确性。
规划人员能够更现实地观察系统还原过程中的每个状态，从而进一步提高了系统还原计划的效率和准确性，从而有助于发现问题。
本系统适用于所有电力公司成为调度运营商的辅助决策工具和支持，建立黑色启动方案和系统恢复。
本文在此基础上研究了自动化调度系统黑启动程序的研究和系统的测试，以供参考。
关键词：调度自动化系统；黑启动方案研究；系统试验引言文章中提到的黑色启动不是电网正常的黑色启动。
文章介绍了黑启动，即自动SCADA系统中所有设备的关机计划，自动值操作人员如何高效快速地执行系统黑启动操作，并在自动机房现场确认后恢复自动系统运行。
1电力调度自动化系统的主要功能首先，供电系统具有自动化功能，供电系统的重要部分是变电站，由于变电站结构分散，存在分级控制，变电站可以利用自动化有效地调动电网监控的若干功能工作人员可利用配电系统进行远程数据传输和遥测，还可远程控制电气设备指挥中心，使变电站也可在无人在场的情况下进行值班工作。
其次，自动化电源规划还包括强大的控制和监视功能，现有的电源规划系统可以自行控制电源的生产，数据在安全分析或经济规划中的使用也可以在运行过程中，电力系统可以收集、显示、处理、报警和打印信息，而监控功能在运行过程中存在，可以实时记录所应用的数据信息。
在电气系统发生事故或异常时，可以通过监控程序进行自动识别，当检测到电气参数与当前工作状态不符时，控制器将果断地执行内部控制功能。
惠州电网黑启动方案研究(一)
惠州电网黑启动方案研究(一)摘要]本文通过对惠州电网黑启动电源、启动子路径的选择进行了详细讨论，并进行自励磁、工频过电压等方面计算分析论证，最终确定黑启动路径的可行性，为后续编制出具体调度实施方案打下良好的理论基础，在全网崩溃或局部地区电网瓦解事故时，可有效指导调度员快速恢复电网运行。
关健词]惠州电网黑启动启动子路径一、黑启动综述1.黑启动的定义。
电网黑启动是指整个系统因故障停运后，不依赖其他网络的帮助，通过系统中具有自启动能力机组的启动，从而带动无自启动能力的机组，逐步扩大电力系统的恢复范围，最终实现整个电力系统恢复的过程。
实际上，广义的具有自启动能力机组还应包括利用自身的动力资源(柴油机、水利资源等)而实现自启动或者当与电网解列而孤立小系统仍维持运行的机组。
2.研究必要性。
近几年，随着惠州电网建设进度的不断加快，整个电网结构有了很大的改善，电网的稳定运行水平也有了很大的提高。
但由于经济快速发展导致负荷迅猛增长，系统短路容量超标日益严重，设备超稳定界面运行时常发生，特别是110kV母线由于设备超界面运行而分母运行，部分220kV线路过载导致频繁调整方式，部分110kV线路在事故下或检修情况下倒供负荷存在严重过载问题。
所有这些问题都有可能会造成局部电网停电，甚至可能诱发恶性连锁反应造成大面积停电。
因此，在局部电网发生大面积停电或由于省网大面积停电造成惠州全网停电的情况下，在无法利用事故应急预案恢复电网设备运行时，如果没有任何电网黑启动措施，将使停电时间大大延长，甚至在恢复系统时可能无从入手，由此给整个电网公司及惠州国民经济造成重大损失，研究系统大面积停电后的恢复问题，从而制定切实可行的黑启动方案就显得十分必要。
二、惠州电网全停后恢复总原则电网全停事故后是否能够顺利恢复，取决于黑启动电源的选取以及制定最优恢复路径，在最短时间内合理分配启动电源，使系统获得的发电能力最大。
1.惠州电网概况。
惠州电网由500kV、220kV、110kV、35kV四个电压等级的电网组成，500kV电网是南方电网及广东电网的主要部分，由惠州站3台750MVA的自藕变压器与汕尾市及东莞市电网联接，由博罗站2台直流变与三广直流输电联接，220千伏电网与河源、东莞、汕尾、深圳相联，110千伏电网与河源、东莞、广州、汕尾四市存在弱联系，主要电源来自于广东省电网；110kV电网环网设计，开环运行，每个子区以220kV变电站为中心辐射状供电，共13个区域电网，系统充裕度较高。
发电厂黑启动操作规程
发电厂黑启动操作规程
《发电厂黑启动操作规程》
一、目的
为了确保发电厂在黑启动时能够安全、稳定、有效地运行，保证电网的可靠性和供电的稳定性，特制定本规程。
二、适用范围
本规程适用于各类发电厂黑启动操作，包括火力发电、水力发电、核电等各种类型的电厂。
三、操作程序
1. 黑启动前准备
（1）确保发电厂各项设备处于正常状态，没有故障或异常情况。
（2）对发电机进行全面检查，确保其运行状态良好。
（3）对自动控制系统进行检测，确保其正常工作。
（4）准备好黑启动所需的各项设备和工具。
2. 黑启动操作
（1）关闭断路器、开关，将发电机主回路和辅助回路断开。
（2）打开黑启动设备，按照规程进行黑启动操作。
（3）观察发电机运行状态，监测发电厂的电网接入情况。
（4）根据发电机的运行情况，逐步恢复发电厂的正常运行状态。
3. 黑启动后工作
（1）对黑启动过程中的设备和工具进行清理和整理。
（2）对发电机和各项设备进行检查，确保其正常运行。
（3）记录黑启动的操作过程和运行情况，做好相关的记录和
备份。
四、安全注意事项
1. 在操作过程中严格按照规程和操作指南进行操作，不得随意变更操作步骤。
2. 在黑启动时要特别注意设备及人员的安全，避免发生事故。
3. 对于黑启动过程中出现的异常情况，要及时报告并进行处理，避免造成进一步的损失。
五、附则
本规程由发电厂生产部门负责制定和修订，各相关部门要严格执行规程，确保发电厂黑启动操作安全、顺利进行。
黑启动方案
倮马河电站机组黑启动方案批准：审核：编写：倮马河电站机组黑启动方案1、编制目的：在电网遭遇重大事故时，造成维西220KV变停电，整个维西电网瘫痪，电站外部电源全部停电的情况下，利用倮马河电站自有资源启动机组，恢复厂用电，从而恢复向系统供电，确保维西电网和迪庆部分电网供电，对提高迪庆电网供电可靠性具有重要意义。
2、启动前准备2.1 启动前的设备状态：2.1.1 厂用电交流电全部中断，外来电源全部中断；2.1.2 电站直流系统由蓄电池供电正常；2.1.3 监控系统由UPS电源维持供电正常；2.1.4 各保护装置由直流系统供电正常；2.1.5 机组球阀在全开位置；2.1.6 喷针、折向器接力器在全关位置，调速器油压装置油压在油泵启动压力以上；2.1.7 电站自动化信息通信正常，通讯正常；2.1.8 压力钢管事故蝶阀处柴油发电机供电正常，维持事故蝶阀控制电源，运行正常。
2.1.9 水库水位正常，大坝启动柴油发电机供电，维持大坝各闸门控制电源，运行正常。
2.2 机组黑启动程序的启动2.2.1 机组黑启动程序的启动由当值调度员发令、电站主管领导同意，由当值值长组织执行。
当值值长为机组黑启动指挥。
2.2.2 正常情况下，二台机组的启动顺序优先级相同。
2.2.3 有下列特殊情况的，则启动优先顺序为：机组处于良好备用状态的优先；球阀在全开状态的优先；调速器油压装置油压较高的机组优先。
3、黑启动流程4 启动操作程序4.1 检查确认具备黑启动条件:4.1.1 电站直流系统由蓄电池供电正常；4.1.2 监控系统由UPS电源维持供电正常；4.1.3 各保护装置由直流系统供电正常；4.1.4 球阀在全开位置，若在全关位置则利用球阀液压站储存压力开阀自动开启球阀至全开；4.1.5 喷针、折向器接力器在全关位置，调速器油压装置油压在油泵启动压力以上，退出调速器事故低油压保护；4.1.6 电站自动化信息通信正常，通讯正常；4.2 手动开机至空转操作程序4.2.1 值长令：手动开号机至空转。
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▪ 被启动机组的选择
▪ 由于被启动机组并网后要担任系统的调频调 压任务，故一般选择容量不低于100MW的 机组。
▪ 利用外来电源恢复时，优先选择电压和频率 调节能力强、机组启动时间短、具备进相运 行能力、容量较大且ห้องสมุดไป่ตู้离负荷中心较近的机 组作为被启动机组。
▪ 恢复路径的选择 ▪ 能在尽量短的时间内以最少的操作步骤恢复系统
▪ 火电机组启动后，应配合适当的负荷恢复， 或调整水电出力，保证火电机组满足机组 最低技术出力的要求
▪ 利用系统外电源或内部电源恢复山东电网 时，500kV线路充电前，应使线路始端电 压分别不高于1.06p.u.或1.03p.u.，避免发 生操作过电压
▪ 同期并列时，要使小机组低负荷一侧的频 率高于大机组高负荷一侧，以防止并列时 的逆功率。
▪ 单次最大负荷恢复量原则
▪ 山东电网利用外来电源恢复时，各地区单次 负荷恢复量不应大于20MW。
▪ 直流系统 ▪ 在电网恢复过程中，各级调度机构及厂站应加强
对直流系统的监视和维护，采取减少直流负荷的 措施，延长直流电源的供电时间，保证电力通信、 自动化、继电保护、安全自动装置和控制操作等 基本负荷的供电，带基本负荷的时间应大于4小时。 ▪ 电力通信 ▪ 电网黑启动过程中，各级调度及厂站应保持通信 畅通，若不能直接联系，可以通过第三方联系。 当系统全停时，通信系统应立即按照应急机制启 动通信应急预案，优先保证调度电话和继电保护 通道的畅通。
编制原则
▪ 电网子系统的划分 ▪ 利用内部电源进行网架恢复时，应根据黑启
动电源、网架结构和被启动机组状况将网络 分成多个子系统。每个子系统至少包含一个 黑启动电源、一台被启动机组和一条可行的 恢复路径，具有较好的调频调压手段。子系 统间具有明确、可靠的同期并列点，大停电 后，各子系统可独立并行恢复。
▪ 子系统并列规则
▪ 黑启动子系统并列时，轻负荷一侧频率要高 于重负荷一侧的频率，以防止并列时轻负荷 一侧发电机逆功率。
▪ 黑启动电厂机组调速系统采用自动调节，励 磁系统采用手动调节，被起动机组调速系统 采用手动调节，励磁系统采用自动调节，以 避免由于调速系统或励磁调节系统特性差异 而发生功率振荡。
供电 ▪ 尽量减少不同电压等级的转换 ▪ 距离下一个电源点较近，以便尽快恢复地区主力
电厂，建立稳定的供电系统 ▪ 便于220kV及以上电压等级主网架的快速恢复 ▪ 跨区电网并列应优先选择较高电压等级的同期并
列点 ▪ 子系统内的电网恢复路径应综合考虑以下因素： ▪ 送电路径优先考虑重要负荷的恢复 ▪ 系统间的并列点优先考虑电厂侧开关
执行原则
▪ 黑启动初始方式 ▪ 黑启动初始方式即在直流电源消失前，合上某些线路和变
压器的部分或全部开关、刀闸，使之不须操作即可受电。 ▪ 初始方式按照本单位每台厂、站用变保留一条无须操作即
可直接受电的通道考虑。 ▪ 发电厂或变电站等待方式要求每条母线上保留一个可能来
电的线路电源开关在合闸位置。 ▪ 安排黑启动方案的初始方式时，应合理安排开关的分、合
则选择，并定期测试和维护其黑启动能力。
▪ 网架重构阶段的原则 ▪ 先恢复单回线，并列运行的第二回线在主网架基
本恢复后，再投入运行 ▪ 保证系统的旋转备用容量大于发电负荷的30% ▪ 主力机组并网后的地区220kV系统恢复，应使负荷
就地平衡，按由近及远的原则逐层恢复主力电厂 周围的重要负荷 ▪ 负荷恢复不宜使频率较前次下降大于0.5 Hz，且 系统频率不低于49.5 Hz，同时也不应使指定的中 枢点电压低于0.9 p.u.。每轮负荷恢复后，待频率 及电压恢复到正常运行水平时，再开始下一轮的 恢复
▪ 空载变压器充电规则
▪ 空载变压器的中性点要接地，以防止励磁涌 流所引起的谐振过电压。
▪ 空充电厂高压备用变压器前，应适当降低母 线电压，以避免发生铁磁谐振及谐振过电压。 发生铁磁谐振的厂站可通过拉合母联开关或 充电空载线路来改变系统参数，破坏谐振条 件，消除铁磁谐振。
▪ 厂用辅机的起动规则
▪ 厂用辅机应先空载起动，起动成功后再逐步 带负荷。在起动容量较大的厂用辅机时,电 压降低比较严重，可以考虑在厂用辅机起动 前，适当调高受端电压，以减弱电压降低的 严重程度。
▪ 黑启动电源的选择 ▪ 黑启动电源包括系统外电源和系统内具有自启动能力的电
厂，优先选择系统外电源作为黑启动电源。系统内黑启动 机组的选择应综合考虑以下因素：
▪ 尽量选择调节性能好、启动速度快、具备进相运行能力的 机组
▪ 优先选用省调调度管辖的机组作为启动电源，其次选用用 户电源
▪ 尽量选择接入较高电压等级的机组 ▪ 有容量保证，且有利于快速恢复其它电源的机组 ▪ 距离负荷中心近的机组 ▪ 如果一个子系统具有多个可选黑启动电源，则按照上述原
讲座内容
➢1、山东电网简介 ➢2、2010年120和228事故 ➢3、黑启动基本概念 ➢4、2009年3月30日基于220kV系统黑启动试
验
➢5、2009年黑启动研究方案
➢6、黑启动研究方向 ➢7、今年的基于500kV系统黑启动试验介绍
基本思路
电网黑启动研究方案应满足安全性、快 速性、可靠性、经济性的要求，网架恢复过 程中以恢复各地区的主力发电机组为首要任 务，辅助恢复部分重要负荷，以保证系统电 压满足要求，稳定机组运行。本研究方案根 据相关标准、规范，结合山东电网实际情况， 首先确定山东电网黑启动研究方案的编制原 则与执行原则，在此基础上制定利用系统内 黑启动电源和利用外来电源的两种恢复方案。
▪ 继电保护
▪ 恢复过程中，原则上保护定值和投退方式不变。对于并列 运行的两台变压器，优先充电中性点接地的一台。
▪ 安全自动装置
▪ 系统全停后，原则上退出区域型稳控装置中的切机、切负 荷出口压板，就地型稳控装置运行状态不变，黑启动过程 中，AGC、AVC退出。
方式，尽量避免高压线路带变压器同时充电，避免线路末 端电压容升和变压器励磁涌流所造成的谐振过电压问题。 ▪ 初始方式要保证线路来电时不对发电机造成冲击。
▪ 厂、站受电后的操作顺序
▪ 为加快电网恢复速度，各厂、站受电后，应 首先恢复本单位厂、站用电，然后，按照调 度命令，尽快向下一级待受电厂、站送电， 而后再恢复本站的正常方式。