2×300MW機(jī)組接入系統(tǒng)安全自動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)研究

趙素萍，史志宏

(山西省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院，山西太原 030001)

2×300MW機(jī)組接入系統(tǒng)安全自動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)研究

趙素萍，史志宏

(山西省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院，山西太原 030001)

某220 kV變電站在發(fā)生“N—1”及“N—2”故障情況下，故障切除后系統(tǒng)電壓均能恢復(fù)到較高水平，機(jī)組擺角不大，穩(wěn)定裕度較高，機(jī)組不存在暫態(tài)穩(wěn)定問題，但存在劉村—古城線路輸送功率超限問題。為避免劉村—古城線路發(fā)生過載，采取相應(yīng)措施，限制臨汾河西熱電廠的出力或采取切機(jī)措施，以確保線路不過限運(yùn)行，達(dá)到確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的目的。

安全穩(wěn)定控制；裝置配置；變電站；電廠；切機(jī)

0 引言

山西大唐國際臨汾河西熱電2×300MW機(jī)組以2回220 kV出線接入劉村220 kV變電站，線路長(zhǎng)度約13 km。電廠建設(shè)規(guī)模為2×300MW空冷、供熱機(jī)組，配置2×1084 t/h亞臨界燃煤鍋爐，220kV系統(tǒng)電氣主接線為雙母線接線型式。

劉村220 kV變電站現(xiàn)有220 kV出線5回，即：至寺莊220 kV變電站2回；至壺口220 kV變電站1回；至古城220 kV變電站1回；至喬北220 kV變電站1回。

臨汾電網(wǎng)規(guī)劃接入的電源點(diǎn)有：兆光2×600MW以大代小機(jī)組接入霍州500 kV變電站；古縣鑫秀電廠2×200MW機(jī)組接入興唐寺220 kV變電站；洪洞熱電1×300MW機(jī)組接入明姜220 kV變電站；山西臨汾熱電2×300MW機(jī)組接入張禮220 kV變電站；臨汾河西熱電2×300MW機(jī)組接入劉村220 kV變電站；侯馬電廠2×300MW供熱機(jī)組接入侯馬220 kV變電站。

1 提出的問題

當(dāng)臨汾河西熱電廠2回220 kV線路接入劉村變電站后，劉村220 kV變電站在發(fā)生“N—1”及“N—2”故障情況下，所有220 kV系統(tǒng)電壓低于0.75 p.u.的時(shí)間都小于10周波，切除故障后系統(tǒng)電壓均恢復(fù)到較高水平，機(jī)組擺角不大，穩(wěn)定裕度較高，機(jī)組不存在暫態(tài)穩(wěn)定問題，但存在線路輸送功率超限問題。

a）由于臨汾電網(wǎng)西通道結(jié)構(gòu)比較薄弱，導(dǎo)線截面較小，在“N—1”接線運(yùn)行方式下，無論古縣鑫秀電廠、洪洞電廠投產(chǎn)與否，均存在劉村—古城220 kV單回線路（LGJ-2×240） 輸送功率超限問題。

b）劉村—喬北1回220 kV線路故障后，劉村—古城220 kV線路過載，需要切河西熱電1臺(tái)機(jī)。

c）劉村—壺口1回220 kV線路故障，劉村—古城220 kV線路過載，當(dāng)洪洞電廠機(jī)組未投時(shí)，切臨汾河西熱電1臺(tái)機(jī)，可滿足劉村—古城220 kV線路不過載；當(dāng)洪洞電廠機(jī)組投入時(shí)，需切河西熱電2臺(tái)機(jī)組，以滿足劉村—古城220 kV線路不過載。

d）劉村—壺口1回220 kV線路檢修，劉村—喬北線路故障，劉村—古城220 kV線路過載，當(dāng)古縣鑫秀電廠未投運(yùn)時(shí)，切臨汾河西熱電1臺(tái)機(jī)，可滿足劉村—古城220 kV線路不過載；當(dāng)古縣鑫秀電廠已投運(yùn)時(shí)，需切河西熱電2臺(tái)機(jī)，滿足劉村—古城220 kV線路不過載。

e）不考慮古縣鑫秀電廠2×200MW機(jī)組及洪洞300MW機(jī)組投運(yùn)，張禮—臨汾一回線路故障，無過載線路；不考慮古縣鑫秀電廠2×200MW機(jī)組投運(yùn)，張禮—臨汾一回線路故障，仍存在劉村—古城線路超限問題；考慮古縣鑫秀電廠2×200MW機(jī)組及洪洞300MW機(jī)組投運(yùn)，張禮—臨汾一回線路故障，需切河西熱電1臺(tái)機(jī)組?？紤]古縣鑫秀電廠2×200 MW機(jī)組及洪洞300 MW機(jī)組投運(yùn)，張禮—臨汾雙回線路故障，則需切河西熱電2臺(tái)機(jī)組。

2 解決辦法

綜上所述，為了確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，在發(fā)生上述系統(tǒng)故障情況下，為避免劉村—古城線路發(fā)生過載，需要采取措施，限制臨汾河西熱電廠的出力或采取切機(jī)措施，以確保線路不過限運(yùn)行。

2.1 安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)配置

應(yīng)建立以劉村220 kV變電站為控制主站，臨汾河西電廠為執(zhí)行站，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方切機(jī)的安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)。

主站應(yīng)能與省調(diào)和地調(diào)及河西熱電執(zhí)行站交換信息，接收省調(diào)和地調(diào)下送的安全穩(wěn)定控制策略。并將裝置運(yùn)行信息分別上送省中調(diào)、地調(diào)，接收省調(diào)和地調(diào)的實(shí)時(shí)信息。

在臨汾河西電廠裝設(shè)遠(yuǎn)方切機(jī)裝置，切機(jī)裝置在收到控制主站通過光纖通道發(fā)來的遠(yuǎn)方切機(jī)命令后，遠(yuǎn)方切機(jī)裝置立即動(dòng)作、切除臨汾河西電廠的部分機(jī)組。

2.2 安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)通道配置

為了保證裝置運(yùn)行的可靠性，主站與執(zhí)行站之間傳送的信息采用專用2M光纖通道方式傳送遠(yuǎn)方切機(jī)的信號(hào)。

2.3 安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)配置

本系統(tǒng)由劉村220 kV變電站安穩(wěn)主站、臨汾河西熱電廠切機(jī)執(zhí)行子站組成，系統(tǒng)配置如圖1所示。

3 過負(fù)荷聯(lián)切裝置的配置

劉村220 kV變電站過負(fù)荷裝置按單套配置，配置南京南瑞繼保公司生產(chǎn)的PRC92-22型過負(fù)荷聯(lián)切主機(jī)柜1面，柜內(nèi)含RCS-992A型主機(jī)1臺(tái)，RCS-990A從機(jī)1臺(tái)，LQ-300K打印機(jī)1臺(tái)。PMUX2MC-01型光電轉(zhuǎn)換接口柜1面，柜內(nèi)含MUX-2MC數(shù)字接口裝置1臺(tái)。

圖1 安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)配置示意圖

臨汾河西電廠過負(fù)荷裝置按單套配置，配置南京南瑞繼保公司生產(chǎn)的PRC91B-03過負(fù)荷聯(lián)切柜1面。柜內(nèi)含RCS-991B過負(fù)荷聯(lián)切裝置1臺(tái)，LQ-300K打印機(jī)1臺(tái)。PMUX2MC-01型光電轉(zhuǎn)換接口柜內(nèi)含MUX-2MC數(shù)字接口裝置1臺(tái)。

4 動(dòng)作策略

a）由于劉村—古城、喬北、壺口線路均屬于重載線路，故劉村站RCS-992A主機(jī)檢測(cè)劉村—喬北線路、劉村—古城線路、劉村—壺口線路的潮流，當(dāng)上述三條線路任一條發(fā)生過載時(shí)，將采取切除臨汾河西熱電廠機(jī)組的措施。

b）臨汾河西電廠RCS-991B型裝置接入2臺(tái)機(jī)組的三相電壓和三相電流，計(jì)算機(jī)組的運(yùn)行功率。

c）臨汾河西電廠設(shè)置允許切1號(hào)機(jī)、2號(hào)機(jī)壓板，并上送給主站端（劉村站）；將機(jī)組切機(jī)前運(yùn)行功率上送給主站端（劉村站）。

d）臨汾河西電廠接收劉村變主站的切機(jī)命令，切機(jī)原則：按先切除1臺(tái)出力較大機(jī)組的原則實(shí)施。

5 結(jié)束語

以上是在進(jìn)行臨汾河西熱電廠接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中遇到的實(shí)際問題，經(jīng)計(jì)算、分析研究、設(shè)計(jì)，已在臨汾河西電廠及劉村變電站實(shí)施。此研究、設(shè)計(jì)解決了劉村220 kV變電站出線在發(fā)生“N—1”及“N—2”故障情況下，線路輸送功率超限問題，達(dá)到了確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的目的。

Study on the Design of Security Automatic Equipment of Access System on 2×300 MW Units

ZHAO Su-ping，SHIZhi-hong
（Shanxi Electric Power Exploration&Design Institute，Taiyuan，Shanxi030001，China）

The fault‘N —1’and‘N —2’occurred in a 220 kV substation.After trouble-clearing,the voltage resumed up to a high level，the pendulum motion of the generator was not large with stability margin being high.Thus，there is no problem for transient stability，but the transmit power of the line Liucun-gucheng went beyond the limit.In order to avoid overloading of transmission lines Liucun-gucheng，it is necessary to takemeasures to set a limit on the output of Linfen Hexi Thermal Power Plant or to shutdown the generators so as to ensure the system under safe and stable operation.

security and stability control；device configuration；substation；power plant；shutdown of generator

TM712

A

1671-0320-（2011）03-0053-03

2011-01-22，

2011-04-11

趙素萍（1958-），女，山西平順人，1996年畢業(yè)于華北電力學(xué)院電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)，高級(jí)工程師，從事電網(wǎng)規(guī)劃、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)、計(jì)算等工作；

史志宏（1980-），男，山西忻州人，2007年畢業(yè)于華北電力大學(xué)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)，工程師，從事電網(wǎng)規(guī)劃、電網(wǎng)二次設(shè)計(jì)、計(jì)算等工作。