330kV出线单回路运行的安全性研究

邢勇

(陕西新元洁能有限公司,陕西榆林 719404)

330kV出线单回路运行的安全性研究

邢勇

(陕西新元洁能有限公司,陕西榆林 719404)

本文以目前我司正在建设矸石电厂工程，电石厂工程为研究对象，从电厂330kV出线单回路运行的安全性研究重要性出发，分析其安全运行控制中存在的问题，并针对问题提出有效的电网安全运行控制的策略方法及研究内容，从而提高机组孤网运行的稳定性，对于保证电网与电厂安全，维持正常生产，具有十分重要的经济价值和社会价值。

电厂 330kv出线单回路 安全性研究

我公司目前正在建设2×300MW煤矸石电厂工程和33万吨电石厂工程。电厂两台机组采用发电机－变压器组单元接线方式分别经一个开关接入330KV变电站。在较长时间内，电厂、电石厂只能通过单回出线与电网连接。若发生线路跳闸事故，将造成电厂机组孤网运行，严重时造成电厂和电石厂全厂停电，为维持机组带公司小电网运行或确保电厂设备安全停运，避免设备损坏事故，极有必要进行单回线路运行的安全性对策研究。

1 330kv系统的运行现状及配备情况

330KV系统正常运行方式为双母线通过母联开关并列运行，#1主变、#0启备变、330KV赵郝线在Ⅰ母运行，#2主变、#1电石变、(待建330KV**线)在Ⅱ母运行。电厂启动/备用电源由330KV母线经#0启备变供电至#1、2机组6KV配电装置。

2 维护电力系统安全的应用中所存在的问题

2.1 电力系统安全应用的问题现状

国内各大电网公司、发电公司、科研单位，以及相关电力设备制造厂都投人了大量人力、物力，积极开展电力系统安全稳定性的研究。“黑启动”是电网事故后不得已而采取的自救手段，其经济损失巨大。避免出现这种情况，亟待解决的问题有：1)在电网事故后，部分机组带小电网或带厂用电孤网运行则是防患于未然的积极预防措施。2)如何可以在电网出现事故的情况下，利用孤网运行的机组接带负荷，缩短局域网的恢复时间，减少经济损失。[1]

2.2 电力系统安全应用的实际操作策略

在电网出现突发性故障时，具备FCB(快速减负荷)功能的机组可快速减负荷并迅速转为带厂用电孤网运行，可随时恢复对外供电，缩短电网恢复时间，对机组自身的安全性和降低能耗都有积极的作用。西门子、新华、和利时等公司对机组FCB功能和孤网运行控制策略进行了优化和试验，取得了一定的成效。事故发生时，实现常规控制和孤网控制的自动切换；通过一次调频和二次调频相结合的方式实现小电网稳定运行。

我们的实际情况在于循环流化床锅炉负荷调整范围广，适应性强，具备锅炉“压火”、汽轮发电机组带厂用电运行的能力；公司电厂项目配套建设33万吨电石厂项目，有较大、稳定的用电负荷，有利于实现出线事故跳闸后的孤网运行。

3 研究与开发内容

3.1 330KV赵郝线跳闸，事故前运行方式,分析几种运行方式下的处理原则，为研发控制策略提供依据

①#1、2机组运行，电石厂生产，全厂用电负荷约250MW。赵郝线跳闸，事故前线路负荷大于发电总负荷30%时，切除发电负荷与线路事故前负荷接近的机组，维持另一台机组稳定运行，被切机组安全停运。控制运行机组不超速，一次调频死区置零，控制方式切换为带转速前置的负荷调节模式。

②#1、2机组运行，电石厂未生产，全厂用电负荷约60MW。赵郝线跳闸，切除发电负荷较高的机组，维持另一台机组稳定运行，被切机组安全停运。运行机组转速飞升，OPC动作，机组旁路快开，调节负荷和机前压力；一次调频死区置零，控制方式自动切为孤网带厂用模式。

③单机运行，电石厂生产，全厂用电负荷约220MW。赵郝线跳闸，控制机组不超速，一次调频死区置零，控制方式切换为带转速前置的负荷调节模式。

④单机运行，电石厂未生产，全厂用电负荷约30MW。赵郝线跳闸，运行机组转速飞升，OPC动作，机组旁路快开，调节负荷和机前压力；一次调频死区置零，控制方式自动切为孤网带厂用模式。

330KV赵郝线跳闸，根据事故前运行方式的4种不同情况调整相应的模式，并且根据锅炉BT动作，开启PCV阀泄压，设专人调节汽包水位，防止锅炉缺水。在事故暂态过程下，退AVC、PSS，维持AVR自动方式，调节发电机电压在±5%额定电压。赵郝线故障消除，受端变电站对赵郝线充电后，及时将机组并入电网运行。

3.2 赵郝线跳闸，事故暂态过程和孤网运行过程中可能出现的问题及解决方法

①机组孤网运行成功。高低压变频器设备因系统冲击或电压不稳，造成设备跳闸，导致机组不能维持运行。可研究调整变频柜中电气元件参数，在保证电气设备安全前提下，躲过系统冲击的暂态过程；或通过控制变频器开关自动重合，以达到维持电厂和电石厂变频设备稳定运行。低压设备开关脱扣器如有动作跳闸情况，应及时恢复。

②机组孤网运行未成功。机组超速或低频、过励动作，发变组跳闸，全厂失压；锅炉BT动作，安全门启座，汽包水位下降；汽轮机跳闸，所有进汽门关闭，机组转速下降，直流润滑油泵、直流密封油泵联动。柴油发电机在10S后带上负荷向保安段供电，保证集控、网控UPS系统、直流系统运行正常。将直流润滑、密封油泵切换至交流油泵运行，关闭所有至排汽装置汽水，汽轮机转速到零投盘车，使机组安全停运。电石厂失压，两台柴油发电机启动，分别带电石炉冷却水和石灰窑冷却风系统运行，保证电石厂设备不损坏。

4 总结与展望

制定保证赵郝线单回路运行的安全措施，做好：1)公司330KV变电站线路保护、母差保护及开关保护定值检查校对，安装调试过程严格核对CT极性等基础工作；2)维护好网控继电器室运行环境，对可能引发线路故障的因素进行控制，做好事故预想，及时调整电厂运行方式。从而实现330KV赵郝线跳闸后，机组带公司小网稳定运行，确保机组安全停运，防止设备损坏事故，并且使项目研究及实施达到国内先进水平，确保我司正在建设2×300MW煤矸石电厂工程和33万吨电石厂工程项目2014年4月开始启动，2015年实施完成。

[1]蒋勇,芮志清,余震虹,邓芳.基于二次调频的电网小岛运行控制研究[J].发电设备,2008(05).