330kV出線單回路運行的安全性研究

邢勇

(陜西新元潔能有限公司,陜西榆林 719404)

330kV出線單回路運行的安全性研究

邢勇

(陜西新元潔能有限公司,陜西榆林 719404)

本文以目前我司正在建設矸石電廠工程，電石廠工程為研究對象，從電廠330kV出線單回路運行的安全性研究重要性出發(fā)，分析其安全運行控制中存在的問題，并針對問題提出有效的電網安全運行控制的策略方法及研究內容，從而提高機組孤網運行的穩(wěn)定性，對于保證電網與電廠安全，維持正常生產，具有十分重要的經濟價值和社會價值。

電廠 330kv出線單回路 安全性研究

我公司目前正在建設2×300MW煤矸石電廠工程和33萬噸電石廠工程。電廠兩臺機組采用發(fā)電機－變壓器組單元接線方式分別經一個開關接入330KV變電站。在較長時間內，電廠、電石廠只能通過單回出線與電網連接。若發(fā)生線路跳閘事故，將造成電廠機組孤網運行，嚴重時造成電廠和電石廠全廠停電，為維持機組帶公司小電網運行或確保電廠設備安全停運，避免設備損壞事故，極有必要進行單回線路運行的安全性對策研究。

1 330kv系統(tǒng)的運行現(xiàn)狀及配備情況

330KV系統(tǒng)正常運行方式為雙母線通過母聯(lián)開關并列運行，#1主變、#0啟備變、330KV趙郝線在Ⅰ母運行，#2主變、#1電石變、(待建330KV**線)在Ⅱ母運行。電廠啟動/備用電源由330KV母線經#0啟備變供電至#1、2機組6KV配電裝置。

2 維護電力系統(tǒng)安全的應用中所存在的問題

2.1 電力系統(tǒng)安全應用的問題現(xiàn)狀

國內各大電網公司、發(fā)電公司、科研單位，以及相關電力設備制造廠都投人了大量人力、物力，積極開展電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的研究?！昂趩印笔请娋W事故后不得已而采取的自救手段，其經濟損失巨大。避免出現(xiàn)這種情況，亟待解決的問題有：1)在電網事故后，部分機組帶小電網或帶廠用電孤網運行則是防患于未然的積極預防措施。2)如何可以在電網出現(xiàn)事故的情況下，利用孤網運行的機組接帶負荷，縮短局域網的恢復時間，減少經濟損失。[1]

2.2 電力系統(tǒng)安全應用的實際操作策略

在電網出現(xiàn)突發(fā)性故障時，具備FCB(快速減負荷)功能的機組可快速減負荷并迅速轉為帶廠用電孤網運行，可隨時恢復對外供電，縮短電網恢復時間，對機組自身的安全性和降低能耗都有積極的作用。西門子、新華、和利時等公司對機組FCB功能和孤網運行控制策略進行了優(yōu)化和試驗，取得了一定的成效。事故發(fā)生時，實現(xiàn)常規(guī)控制和孤網控制的自動切換；通過一次調頻和二次調頻相結合的方式實現(xiàn)小電網穩(wěn)定運行。

我們的實際情況在于循環(huán)流化床鍋爐負荷調整范圍廣，適應性強，具備鍋爐“壓火”、汽輪發(fā)電機組帶廠用電運行的能力；公司電廠項目配套建設33萬噸電石廠項目，有較大、穩(wěn)定的用電負荷，有利于實現(xiàn)出線事故跳閘后的孤網運行。

3 研究與開發(fā)內容

3.1 330KV趙郝線跳閘，事故前運行方式,分析幾種運行方式下的處理原則，為研發(fā)控制策略提供依據

①#1、2機組運行，電石廠生產，全廠用電負荷約250MW。趙郝線跳閘，事故前線路負荷大于發(fā)電總負荷30%時，切除發(fā)電負荷與線路事故前負荷接近的機組，維持另一臺機組穩(wěn)定運行，被切機組安全停運?？刂七\行機組不超速，一次調頻死區(qū)置零，控制方式切換為帶轉速前置的負荷調節(jié)模式。

②#1、2機組運行，電石廠未生產，全廠用電負荷約60MW。趙郝線跳閘，切除發(fā)電負荷較高的機組，維持另一臺機組穩(wěn)定運行，被切機組安全停運。運行機組轉速飛升，OPC動作，機組旁路快開，調節(jié)負荷和機前壓力；一次調頻死區(qū)置零，控制方式自動切為孤網帶廠用模式。

③單機運行，電石廠生產，全廠用電負荷約220MW。趙郝線跳閘，控制機組不超速，一次調頻死區(qū)置零，控制方式切換為帶轉速前置的負荷調節(jié)模式。

④單機運行，電石廠未生產，全廠用電負荷約30MW。趙郝線跳閘，運行機組轉速飛升，OPC動作，機組旁路快開，調節(jié)負荷和機前壓力；一次調頻死區(qū)置零，控制方式自動切為孤網帶廠用模式。

330KV趙郝線跳閘，根據事故前運行方式的4種不同情況調整相應的模式，并且根據鍋爐BT動作，開啟PCV閥泄壓，設專人調節(jié)汽包水位，防止鍋爐缺水。在事故暫態(tài)過程下，退AVC、PSS，維持AVR自動方式，調節(jié)發(fā)電機電壓在±5%額定電壓。趙郝線故障消除，受端變電站對趙郝線充電后，及時將機組并入電網運行。

3.2 趙郝線跳閘，事故暫態(tài)過程和孤網運行過程中可能出現(xiàn)的問題及解決方法

①機組孤網運行成功。高低壓變頻器設備因系統(tǒng)沖擊或電壓不穩(wěn)，造成設備跳閘，導致機組不能維持運行?？裳芯空{整變頻柜中電氣元件參數，在保證電氣設備安全前提下，躲過系統(tǒng)沖擊的暫態(tài)過程；或通過控制變頻器開關自動重合，以達到維持電廠和電石廠變頻設備穩(wěn)定運行。低壓設備開關脫扣器如有動作跳閘情況，應及時恢復。

②機組孤網運行未成功。機組超速或低頻、過勵動作，發(fā)變組跳閘，全廠失壓；鍋爐BT動作，安全門啟座，汽包水位下降；汽輪機跳閘，所有進汽門關閉，機組轉速下降，直流潤滑油泵、直流密封油泵聯(lián)動。柴油發(fā)電機在10S后帶上負荷向保安段供電，保證集控、網控UPS系統(tǒng)、直流系統(tǒng)運行正常。將直流潤滑、密封油泵切換至交流油泵運行，關閉所有至排汽裝置汽水，汽輪機轉速到零投盤車，使機組安全停運。電石廠失壓，兩臺柴油發(fā)電機啟動，分別帶電石爐冷卻水和石灰窯冷卻風系統(tǒng)運行，保證電石廠設備不損壞。

4 總結與展望

制定保證趙郝線單回路運行的安全措施，做好：1)公司330KV變電站線路保護、母差保護及開關保護定值檢查校對，安裝調試過程嚴格核對CT極性等基礎工作；2)維護好網控繼電器室運行環(huán)境，對可能引發(fā)線路故障的因素進行控制，做好事故預想，及時調整電廠運行方式。從而實現(xiàn)330KV趙郝線跳閘后，機組帶公司小網穩(wěn)定運行，確保機組安全停運，防止設備損壞事故，并且使項目研究及實施達到國內先進水平，確保我司正在建設2×300MW煤矸石電廠工程和33萬噸電石廠工程項目2014年4月開始啟動，2015年實施完成。

[1]蔣勇,芮志清,余震虹,鄧芳.基于二次調頻的電網小島運行控制研究[J].發(fā)電設備,2008(05).