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安全稳控装置在火电厂的应用

文档作者: 陈新 太来提        文档来源: 华电新疆红雁池发电有限公司
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更新时间: 2021年01月02日
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新疆电力技术2011 年第4 期总第111 期 · 44 · 安全稳控装置在火电厂的应用 陈新太来提 华电新疆红雁池发电有限公司(乌鲁木齐830047) 摘要:电力系统向着高电压、大机组、现代化大电网 发展,电力系统的运行方式更复杂,输电距离更远,因此 对电力系统的安全稳定运行提出更高的要求。随着电力系 统稳定控制技术的不断发展,稳定控制装置也逐渐在各厂 站得到广泛应用。本文结合华电新疆红雁池发电公司的实 际情况,从安全稳控装置设置的原因、装置控制内容、功 能、运行注意事项等方面介绍了南瑞PRC92-12 微机稳定控 制装置在华电红电的应用。 关键词:电力系统;安全稳控装置;功能;策略 0 前言 由于新疆电网南北、东西跨距大,联系相对薄弱。尽 管近几年北部220kV电网建设不断加强,但随着用电负荷 的快速增长,而电源建设相对滞后,稳定问题仍然突出, 联络线跳闸存在暂态稳定、电压稳定问题,发电出力受阻 较严重,影响电网运行安全及输送能力。东部地区主力电 厂机组跳机引起潮流转移,联络线过载,机组跳闸或者失 磁,又存在功角失稳、电压失稳问题。东部联络线跳闸将 导致低频、低压或过频问题。 为了提高电网输送能力,减小故障对电网的影响,最 大限度的满足电力需求,避免造成稳定的破坏事故,需在 新疆北部电网加装区域安全稳定控制系统。当负荷高峰期 一条电路出现故障时,稳控系统就能检测到超过设定值的 非正常信号,在规定的时间内结合变压器开关位置状况、 自投装置运行状态、母联开关位置状况,判断是否具备切 负荷的条件,并按一定比例在设定好的时间内对单个变电 站进行分层次自动切负荷,确保相关连的其它变电站或线 路继续稳定运行,避免了人为操作在时间上的延误,提高 了电网安全运行的自动化水平。 1 电力系统安全稳定控制 1.1 电力系统安全稳定控制作用  安全稳控装置是电网区域安全稳定控制装置的简称, 这种控制系统是电力系统整个安全控制的重要组成部分。 它是在电网发生故障(线路或大机组跳闸)时, 采取切机或 切负荷等措施, 确保电网和电厂安全稳定运行。它与正常 稳定运行状态下的安全控制(如自动电压调节、自动调节频 率和功率) 和事故时的继电保护及事故后的恢复控制( 如线 路重合闸、备用电源自动投入等)共同协调工作,保证电力 系统安全稳定运行。 1.2 电力系统安全稳定控制内容 电力系统安全稳定控制包括预防控制、紧急控制和恢 复控制,总称为安全控制。安全控制是维持电力系统安全 运行所必须的。电力系统受到扰动后,可能从一种状态转 为另一种状态,在大扰动下可能进入危及系统安全的运行 状态。为了维持系统安全稳定运行,需要适当的安全稳定 控制措施组成一个完备的防御系统,必要时采取某些控制 措施,这些控制措施也可以使系统从一种状态转为另一种 状态,从而使系统的运行状态得到恢复。电力系统安全稳 定运行的防御系统通常分为三道防线,安全稳定预防控制 属于第一道防线。第二道防线和第三道防线都是紧急控制, 但控制内容和目标有差别,第二道防线的目标是保持系统 的稳定性和完整性;第三道防线的目标是防止系统崩溃。 2 华电华电配置稳控装置的背景 华电红电220kV 接线方式为双母线单分段带旁母。 220kV系统共有六条出线:二满线(2421)、二东线(2422)、 二达线(2423)、二化线(2426)、二宫线(2427)、二八线 (2540)、四台主变(#1、#2、#3、#4 主变)和两台启/ 备 新疆电力技术2011 年第4 期总第111 期 · 45 · 变;共装有四台200MW汽轮发电机组,通过220kV线路并 网运行;在新疆北部电网担负着调峰、调频任务,并作为 “黑启动”电厂。当有关线路出现故障时,可能会出现另 一回路的过流、过频状况,直接危胁电厂机组的安全运行, 所以电厂应设置220kV线路过载判断、220kV母线侧的低 频、过频判断,并执行220kV 新疆北部稳控主站发来的远 方切机命令。根据新疆电力调度中心要求,在华电红电安 装了一套按主网安稳系统执行站标准设计的PRC92- 12 微机 稳定控制装置检测华电红电出线及机组的运行状况。 3 PRC92- 12 微机稳定控制装置 3.1 稳控装置设备配置 稳控装置按双套系统设置,设稳控A柜、B柜以及通 信接口柜。与稳控B柜相比,A柜装设用于通过网络接口与 中调管理系统通信的光电转换接口装置RCS9882;另外A 柜装设一把用于选择何柜为主运的切换把手。 3.2 稳控制装置的功能说明 稳控装置由一台RCS992 主机和两台RCS990 从机组 成。#1 从机负责采集四台机组的电气量,#2 从机负责采集 六条出线的电气量。目前装置主要功能是监测四台机组的 运行情况,并实时将机组运行情况上送给变电站,变电站 侧结合本地判据及机组故障前功率情况,决定是否要切负 荷及要切多少负荷。 3.3 稳控制装置的主要用途 (1)稳控装置检测220kV母线、220kV六回联络线路 及四台机组的电气量,用于判断220kV 母线的过频事故、 220kV联络线的过载及跳闸事故,实现联切机组功能。 (2)220kV线路三相跳闸时,若送出功率超过设定定 值根据预定策略采取切机措施,确保区域电网的热稳和暂 态稳定。 (3)在220kV线路电流过大时,根据过载程度联切华 电红电的相应机组,确保区域电网的热稳定。 (4)当220KV母线出现低频事故时,分轮次联切华电 红电机组护机组的安全运行。切机时,以动作时刻的机组 功率值进行判断,机组出力很小,判为该机停运,不发联 切该命令。 3.4 华电红电稳控切机策略 3. 4. 1 运行方式:西北解网方式 (1)当华电红电机组总功率大于520MW,六条出线任 一线路相间故障永跳,切除华电红电负荷最大一台机组(以 RTU画面上主变高压侧有功功率计算),发切除东部、南部 负荷命令。 (2)当二达线功率大于360MW动作功率,电流大于 1111A 的动作值时, 时间大于10s 第一轮时间, 小于第二轮 15s 动作时间, 切除华电红电负荷最大运行机组,其余运 行机组由大到小切除, 直到第一轮结束, 同时发切东南负荷 令, 计算出如不够切, 多余负荷发乌北站。 (3)当二达线功率大于360MW动作功率,电流大于 1111A的动作值时, 大于第二轮15s 动作时间,第一轮切除 华电红电负荷最大运行机组,其余运行机组由大到小切除, 再进行第二轮切除华电红电负荷最大运行机组,其余运行 机组由大到小切除,同时发切东南负荷令,计算出如不够 切,多余负荷发乌北站。 3. 4. 2 运行方式:西北联网方式 (1)当二达线(2423)电流大于960A告警值,或功 率大于360MW动作功率,电流小于1111A的动作值时,时 间大于10s 告警时间,发二达线过载告警,装置不动作。 (2)当二达线(2423)功率大于360MW动作功率,电 流大于1111A的动作值时,时间大于10s 第一轮时间,小 于第二轮15s 动作时间,切除华电红电负荷最大运行机组, 其余运行机组由大到小切除,直到第一轮结束,计算出如 不够切,多余负荷发乌北站。 (3)当二达线(2423)功率大于360MW动作功率,电 流大于1111A的动作值时,大于第二轮15s 动作时间,第 一轮切除华电红电负荷最大运行机组, 由大到小切, 再进行 第二轮切除华电红电负荷最大运行机组,其余运行机组由 大到小切除,计算出如不够切,多余负荷发乌北站。 3. 4. 3 运行方式:不区分方式 当系统频率大于51. 40HZ,延时0. 2s,高周第一轮启 动,切除华电红电负荷第一最大机组,当系统频率大于 51. 70HZ,延时0. 2s,高周第二轮启动,切除华电红电负荷 第二最大机组。 3. 4. 4 以上策略切机,在保留华电红电一台机组运行的前 提下切机。 3.5 稳控装置运行中的注意事项 (1)定期检查装置运行状态,发现有异常信号时,及 时查清异常的现象和原因。 新疆电力技术2011 年第4 期总第111 期 · 46 · (2)发现装置动作时,及时上报调度。在装置上检查 显示报告,动作报告,故障状态、变位,将装置的动作报 告打印,以便进行分析。 (3)进行定值和策略表的修改时,应将装置退出运行 状态,即退出“跳闸出口压板”以及通道压板。 (4)在需要将其中一套装置退出运行做试验,而整套 系统又不允许退出时,应退出所有通道投入压板,防止对 其它站发出动作命令。 (5)若稳控装置与保护装置的CT 回路串在一起,在 做其它保护试验时,请注意退出相应的稳控装置或采取安 全措施,以免装置误动。 (6)通道异常时,退出装置及通道,使用试验定值作 自环,逐步排查并通知继保人员检查通道。 (7)装置正常运行中,在装置周围5 米范围内不得使 用大功率无线电通信设备。 3.6 稳控装置运行中一次设备操作时的注意事项 3. 6. 1 母线试验:母线试验时,当装置接入母线电压时, 一定要注意先断开本屏后上方相应的PT 空气开关,核对装 置显示的母线电压确已消失,再进行母线的有关操作和试 验,防止在母线试验时引起误动作。待试验的母线恢复运 行后,应再合上被断开的PT空气开关。 3. 6. 2 线路拉闸操作:线路拉闸操作,如被操作的线路接 入稳控装置,或操作此线路会影响相邻线路,造成负荷大 幅转移从而影响稳控装置的运行的,在线路作拉闸时,应 遵循以下过程:应首先与调度联系;检查当时的线路潮流 是否满足装置定值,如满足或超过定值,应先调整潮流, 缓慢降低线路到动作定值以下,再进行操作,否则装置会 判出线路无故障跳闸,如在此运行方式下,线路拉闸时的 潮流满足动作定值,装置将立即出口。 3. 6. 3 旁路代入操作注意事项 (1)投入屏上旁代相应线路的压板及相应旁路的跳闸 开入、跳闸出口压板,合上本屏后上方相应的旁路PT空气 开关时。 (2)合上旁路开关,拉开线路开关。 (3)核对装置显示的线路电流确已消失,装置显示的 旁路电压、电流已正确,然后再做有关的操作,防止在试 验时引起误动作。 3. 6. 4 恢复旁路代入操作注意事项 (1)先退出旁代相应线路的压板及相应线路的跳闸开 入,跳闸出口压板。 (2)合上线路开关,拉开旁路开关,断开本屏后上方 相应的旁路PT空气开关。 (3)核对装置显示的线路电压、电流确已正确,装 置显示的旁路电压、电流已消失。 3.7 稳控装置在华电红电运行情况 从该装置调试投运将近一年的情况来看,各定值配合 较好,运行情况比较稳定,共正确动作两次,第一次是2010 年 9 月30 日在稳控装置和中调联合调试期间,华电红电稳定 装置A柜跳闸回路已接入,稳定装置B柜正在配合省调调 试恢复跳机组功能,稳定装置B 柜二次回路检查的工作负 责人接省调命令正在恢复稳定装置B 柜的电流连片时发现 稳定装置B柜的#3 发电机R33 线方头套接反,将稳定装置 B 柜的#3 发电机R33 线打开准备换方头时不小心接地,后 来检查稳定装置A柜的#3 发电机R33 线居然是接好的。工 作负责人在更换2203 开关的R33 线方头时接地造成稳定装 置动作,解列#3 发电机;第二次是2010 年12 月15 日220kV 二满线距华电红电2 公里处C 相接地,重合后C相接地仍 存在三相跳闸,发生永久性接地,满足华电红电稳控装置 切机策略之任一线路相间故障永跳,切除华电红电负荷最 大一台机组的条件,解列#1 发电机。以上均为正确动作, 未出现误动情况。 4 结束语 2010 年11 月3 日新疆电网成功并入全国电网,新疆- 西北750 千伏联网工程、甘肃千万千瓦级风电一期外送工 程建成投运,潮流的随机性加大,相应的控制措施及策略 是电力系统安全稳定运行的保证。通过电力系统安全稳定 控制装置,调度人员可以实时监视、跟踪实际运行中的电 力系统,尤其是能够实现对大区域电力系统的实时监视与 跟踪,使电力系统的安全稳定控制及时、准确、透明,使 之有效和最佳,极大地提高整个电力系统运行的安全性和 稳定性。
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