邢勇

(陜西新元潔能有限公司,陜西榆林 719404)

330kV出線單回路運(yùn)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(shè)矸石電廠工程，電石廠工程為研究對(duì)象，從電廠330kV出線單回路運(yùn)行的安全性研究重要性出發(fā)，分析其安全運(yùn)行控制中存在的問題，并針對(duì)問題提出有效的電網(wǎng)安全運(yùn)行控制的策略方法及研究?jī)?nèi)容，從而提高機(jī)組孤網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，對(duì)于保證電網(wǎng)與電廠安全，維持正常生產(chǎn)，具有十分重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。

電廠 330kv出線單回路 安全性研究

我公司目前正在建設(shè)2×300MW煤矸石電廠工程和33萬(wàn)噸電石廠工程。電廠兩臺(tái)機(jī)組采用發(fā)電機(jī)－變壓器組單元接線方式分別經(jīng)一個(gè)開關(guān)接入330KV變電站。在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，電廠、電石廠只能通過單回出線與電網(wǎng)連接。若發(fā)生線路跳閘事故，將造成電廠機(jī)組孤網(wǎng)運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)造成電廠和電石廠全廠停電，為維持機(jī)組帶公司小電網(wǎng)運(yùn)行或確保電廠設(shè)備安全停運(yùn)，避免設(shè)備損壞事故，極有必要進(jìn)行單回線路運(yùn)行的安全性對(duì)策研究。

1 330kv系統(tǒng)的運(yùn)行現(xiàn)狀及配備情況

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

2 維護(hù)電力系統(tǒng)安全的應(yīng)用中所存在的問題

2.1 電力系統(tǒng)安全應(yīng)用的問題現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)各大電網(wǎng)公司、發(fā)電公司、科研單位，以及相關(guān)電力設(shè)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?dòng)”是電網(wǎng)事故后不得已而采取的自救手段，其經(jīng)濟(jì)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(wǎng)事故后，部分機(jī)組帶小電網(wǎng)或帶廠用電孤網(wǎng)運(yùn)行則是防患于未然的積極預(yù)防措施。2)如何可以在電網(wǎng)出現(xiàn)事故的情況下，利用孤網(wǎng)運(yùn)行的機(jī)組接帶負(fù)荷，縮短局域網(wǎng)的恢復(fù)時(shí)間，減少經(jīng)濟(jì)損失。[1]

2.2 電力系統(tǒng)安全應(yīng)用的實(shí)際操作策略

在電網(wǎng)出現(xiàn)突發(fā)性故障時(shí)，具備FCB(快速減負(fù)荷)功能的機(jī)組可快速減負(fù)荷并迅速轉(zhuǎn)為帶廠用電孤網(wǎng)運(yùn)行，可隨時(shí)恢復(fù)對(duì)外供電，縮短電網(wǎng)恢復(fù)時(shí)間，對(duì)機(jī)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(shí)等公司對(duì)機(jī)組FCB功能和孤網(wǎng)運(yùn)行控制策略進(jìn)行了優(yōu)化和試驗(yàn)，取得了一定的成效。事故發(fā)生時(shí)，實(shí)現(xiàn)常規(guī)控制和孤網(wǎng)控制的自動(dòng)切換；通過一次調(diào)頻和二次調(diào)頻相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)小電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。

我們的實(shí)際情況在于循環(huán)流化床鍋爐負(fù)荷調(diào)整范圍廣，適應(yīng)性強(qiáng)，具備鍋爐“壓火”、汽輪發(fā)電機(jī)組帶廠用電運(yùn)行的能力；公司電廠項(xiàng)目配套建設(shè)33萬(wàn)噸電石廠項(xiàng)目，有較大、穩(wěn)定的用電負(fù)荷，有利于實(shí)現(xiàn)出線事故跳閘后的孤網(wǎng)運(yùn)行。

3 研究與開發(fā)內(nèi)容

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

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

②#1、2機(jī)組運(yùn)行，電石廠未生產(chǎn)，全廠用電負(fù)荷約60MW。趙郝線跳閘，切除發(fā)電負(fù)荷較高的機(jī)組，維持另一臺(tái)機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行，被切機(jī)組安全停運(yùn)。運(yùn)行機(jī)組轉(zhuǎn)速飛升，OPC動(dòng)作，機(jī)組旁路快開，調(diào)節(jié)負(fù)荷和機(jī)前壓力；一次調(diào)頻死區(qū)置零，控制方式自動(dòng)切為孤網(wǎng)帶廠用模式。

③單機(jī)運(yùn)行，電石廠生產(chǎn)，全廠用電負(fù)荷約220MW。趙郝線跳閘，控制機(jī)組不超速，一次調(diào)頻死區(qū)置零，控制方式切換為帶轉(zhuǎn)速前置的負(fù)荷調(diào)節(jié)模式。

④單機(jī)運(yùn)行，電石廠未生產(chǎn)，全廠用電負(fù)荷約30MW。趙郝線跳閘，運(yùn)行機(jī)組轉(zhuǎn)速飛升，OPC動(dòng)作，機(jī)組旁路快開，調(diào)節(jié)負(fù)荷和機(jī)前壓力；一次調(diào)頻死區(qū)置零，控制方式自動(dòng)切為孤網(wǎng)帶廠用模式。

330KV趙郝線跳閘，根據(jù)事故前運(yùn)行方式的4種不同情況調(diào)整相應(yīng)的模式，并且根據(jù)鍋爐BT動(dòng)作，開啟PCV閥泄壓，設(shè)專人調(diào)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(dòng)方式，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓在±5%額定電壓。趙郝線故障消除，受端變電站對(duì)趙郝線充電后，及時(shí)將機(jī)組并入電網(wǎng)運(yùn)行。

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

①機(jī)組孤網(wǎng)運(yùn)行成功。高低壓變頻器設(shè)備因系統(tǒng)沖擊或電壓不穩(wěn)，造成設(shè)備跳閘，導(dǎo)致機(jī)組不能維持運(yùn)行?？裳芯空{(diào)整變頻柜中電氣元件參數(shù)，在保證電氣設(shè)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(guān)自動(dòng)重合，以達(dá)到維持電廠和電石廠變頻設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。低壓設(shè)備開關(guān)脫扣器如有動(dòng)作跳閘情況，應(yīng)及時(shí)恢復(fù)。

②機(jī)組孤網(wǎng)運(yùn)行未成功。機(jī)組超速或低頻、過勵(lì)動(dòng)作，發(fā)變組跳閘，全廠失壓；鍋爐BT動(dòng)作，安全門啟座，汽包水位下降；汽輪機(jī)跳閘，所有進(jìn)汽門關(guān)閉，機(jī)組轉(zhuǎn)速下降，直流潤(rùn)滑油泵、直流密封油泵聯(lián)動(dòng)。柴油發(fā)電機(jī)在10S后帶上負(fù)荷向保安段供電，保證集控、網(wǎng)控UPS系統(tǒng)、直流系統(tǒng)運(yùn)行正常。將直流潤(rùn)滑、密封油泵切換至交流油泵運(yùn)行，關(guān)閉所有至排汽裝置汽水，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速到零投盤車，使機(jī)組安全停運(yùn)。電石廠失壓，兩臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)，分別帶電石爐冷卻水和石灰窯冷卻風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行，保證電石廠設(shè)備不損壞。

4 總結(jié)與展望

制定保證趙郝線單回路運(yùn)行的安全措施，做好：1)公司330KV變電站線路保護(hù)、母差保護(hù)及開關(guān)保護(hù)定值檢查校對(duì)，安裝調(diào)試過程嚴(yán)格核對(duì)CT極性等基礎(chǔ)工作；2)維護(hù)好網(wǎng)控繼電器室運(yùn)行環(huán)境，對(duì)可能引發(fā)線路故障的因素進(jìn)行控制，做好事故預(yù)想，及時(shí)調(diào)整電廠運(yùn)行方式。從而實(shí)現(xiàn)330KV趙郝線跳閘后，機(jī)組帶公司小網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，確保機(jī)組安全停運(yùn)，防止設(shè)備損壞事故，并且使項(xiàng)目研究及實(shí)施達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，確保我司正在建設(shè)2×300MW煤矸石電廠工程和33萬(wàn)噸電石廠工程項(xiàng)目2014年4月開始啟動(dòng)，2015年實(shí)施完成。

[1]蔣勇,芮志清,余震虹,鄧芳.基于二次調(diào)頻的電網(wǎng)小島運(yùn)行控制研究[J].發(fā)電設(shè)備,2008(05).