樂灘電廠安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)升級(jí)改造

陸柳艷

（廣西桂冠開投電力有限責(zé)任公司，廣西 來(lái)賓 546100）

0 引言

樂灘水電廠位于廣西忻城縣紅渡鎮(zhèn)上游3km，是紅水河規(guī)劃的第八個(gè)梯級(jí)水電站。是一座以發(fā)電為主，兼有航運(yùn)、灌溉等綜合效益的水電樞鈕工程。電站共裝有4臺(tái)150MW的軸流轉(zhuǎn)漿半傘式水輪發(fā)電機(jī)組，總?cè)萘繛?00MW；220kV側(cè)采用雙母線接線，共5回出線，分別為樂永線、百樂線、樂溯I、樂溯II、樂六線。由于廣西電網(wǎng)存在500kV/220kV的高低壓電磁環(huán)網(wǎng)，潮流從500kV河池站穿越至廣西電網(wǎng)220kV系統(tǒng)；龍灘水電廠建成運(yùn)行，系統(tǒng)潮流也產(chǎn)生了相應(yīng)變化，按照當(dāng)前電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行方式，在樂灘電廠及近區(qū)水電機(jī)組出力較多時(shí)，220kV樂溯Ⅰ線、樂溯Ⅱ線輸送功率和超過560MW，若220kV樂溯Ⅰ、Ⅱ線任一回線跳閘，會(huì)導(dǎo)致另一回運(yùn)行線路過流。為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)區(qū)安全穩(wěn)定運(yùn)行要求，為了保證電網(wǎng)安全及樂灘電廠電力的送出不受阻，減少棄水，需配置輸送線路安全穩(wěn)定控制裝置來(lái)解決。

1 安全穩(wěn)定控制裝置概況

2008年樂灘電廠安裝了一套穩(wěn)控裝置（A套，過流切機(jī)裝置），實(shí)現(xiàn)本地穩(wěn)定控制功能：即在樂灘電廠及近區(qū)水電機(jī)組出力較多時(shí)，220kV樂溯Ⅰ線、樂溯Ⅱ線輸送功率和超過560MW，若220kV樂溯Ⅰ、Ⅱ線任一回線跳閘，導(dǎo)致另一回運(yùn)行線路過流時(shí)，對(duì)本廠機(jī)組實(shí)施減出力或切機(jī)。

2012年，溯河、來(lái)賓電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)運(yùn)行后，由于220kV網(wǎng)區(qū)間較薄弱以及高低壓電磁環(huán)網(wǎng)的存在，需要在500kV溯河主站、來(lái)賓站、220kV貢模子站、樂灘電廠子站配置溯河來(lái)賓區(qū)域安穩(wěn)系統(tǒng)。其中安穩(wěn)系統(tǒng)樂灘電廠子站通過升級(jí)改造實(shí)現(xiàn)雙重化配置，實(shí)現(xiàn)本地及遠(yuǎn)方控制功能。

2 工程施工

2012年12月樂灘電廠委托廣西電力工業(yè)勘察設(shè)計(jì)研究院進(jìn)行設(shè)計(jì)，安穩(wěn)系統(tǒng)樂灘電廠子站通過升級(jí)改造A套、增設(shè)B套及通信接口柜，組成相互獨(dú)立的、完全相同的雙套系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)雙重化配置。2013年2月進(jìn)行施工，具體步驟如下：

2.1 安穩(wěn)裝置B柜就位，通信接口柜就位。施工現(xiàn)場(chǎng)處于開關(guān)站繼保室，施工涉及電纜鉆孔及基座開挖和焊接，必須做好防震、防火、防水、防塵和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行設(shè)備隔離等安全措施；屏柜安裝就位后現(xiàn)場(chǎng)清理干凈。

2.2 屏柜直流、交流電源電纜敷設(shè)；電流采樣電纜敷設(shè)；電壓采樣電纜敷設(shè)；控制電纜敷設(shè)；監(jiān)控信號(hào)電纜敷設(shè)。電纜敷設(shè)時(shí)按規(guī)定分層、分類敷設(shè)，嚴(yán)禁強(qiáng)拉硬扯，防止損壞運(yùn)行中的電纜，影響在用設(shè)備的正常運(yùn)行。

2.3 電纜接線。在電流互感器、電壓互感器二次回路上工作要做好嚴(yán)密的安全技術(shù)措施，避免造成電流互感器二次回路開路和電壓互感器二次回路短路。

1）屏柜直流、交流電源電纜接線?？刂瓶臻_在斷開狀態(tài)，先接屏柜端，后接電源端。

2）樂溯Ⅰ線、樂溯Ⅱ線電流、電壓采樣電纜、控制電纜接線。電流電纜接入線路故障錄波器柜、安穩(wěn)裝置B柜；220kV樂溯I、II線、電流、電壓回路敷設(shè)到位且制作好電纜頭（電流、電壓均未接入裝置）。

3） #1、#2、#3、#4主變高壓側(cè)電流電纜接入安穩(wěn)裝置B柜、主變電流端子箱。有計(jì)劃進(jìn)行停電、分步驟接入四臺(tái)主變的電流、電壓回路及切機(jī)的控制回路。

4）監(jiān)控信號(hào)電纜接入開關(guān)站現(xiàn)場(chǎng)控制單元LCU5 A柜。

2.4 通信接口裝置。光纖電纜接入安穩(wěn)裝置A、B柜、通信接口裝置；同軸電纜接入通信接口裝置、通信配線架。

3 調(diào)試

安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)裝置采用雙重化配置，其中一套裝置進(jìn)行調(diào)試，或其他原因退出運(yùn)行，不影響另一套裝置正常運(yùn)行，樂灘站在原有的穩(wěn)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行升級(jí)版本、單體調(diào)試、聯(lián)合調(diào)試。

3.1 樂灘站安穩(wěn)裝置B套調(diào)試

1）調(diào)通樂灘站安穩(wěn)裝置B套與溯河站安穩(wěn)裝置B套的通道，安穩(wěn)裝置B套進(jìn)行單體調(diào)試（本地控制策略部分）和線路檢修壓板功能試驗(yàn)。

2）與溯河站安穩(wěn)裝置B套進(jìn)行聯(lián)調(diào)（遠(yuǎn)方控制策略部分）；聯(lián)調(diào)內(nèi)容：溯河站過載切樂灘電廠機(jī)組邏輯校驗(yàn)；溯河站過載減樂灘電廠機(jī)組出力邏輯校驗(yàn)。聯(lián)調(diào)合格后，暫不投入運(yùn)行，需擇機(jī)接入控制回路、電流回路、電壓回路。

3.2 樂灘站安穩(wěn)裝置A套調(diào)試

1）退出安穩(wěn)裝置A柜（樂灘過流切機(jī)裝置）。

2）調(diào)通樂灘站安穩(wěn)裝置A套至溯河站安穩(wěn)裝置A套的通道。對(duì)安穩(wěn)裝置A套進(jìn)行升級(jí)，輸入定值，然后進(jìn)行單體調(diào)試；線路檢修壓板功能試驗(yàn)；安穩(wěn)裝置A套與安穩(wěn)裝置B套通信，主、從切換試驗(yàn)。

3）與溯河站安穩(wěn)裝置A套進(jìn)行聯(lián)調(diào)。聯(lián)調(diào)內(nèi)容：溯河站過載切樂灘電廠機(jī)組邏輯校驗(yàn)；溯河站過載減樂灘電廠機(jī)組出力邏輯校驗(yàn)。

4 試運(yùn)及投運(yùn)

聯(lián)調(diào)合格后，安穩(wěn)裝置投入試運(yùn)行（退出安穩(wěn)裝置A套出口跳閘壓板，僅投信號(hào)），試運(yùn)一個(gè)月正常后，正式投入運(yùn)行。安全穩(wěn)定控制裝置B柜于2013年6月9日投入正式運(yùn)行，安穩(wěn)A柜于2013年7月9日投入試運(yùn)行，8月9日試運(yùn)行結(jié)束，裝置試運(yùn)正?！，F(xiàn)已全部投入運(yùn)行。

5 改造后樂灘電廠子站配置和具體功能

經(jīng)改造后樂灘電廠子站安穩(wěn)裝置按雙套系統(tǒng)設(shè)置，每套均由一臺(tái)RCS-992A主機(jī)、一臺(tái)RCS-990A從機(jī)及其它輔助設(shè)備組成。雙套配置系統(tǒng)構(gòu)成A和B兩套系統(tǒng)，兩套系統(tǒng)完全相同，相互獨(dú)立。不僅實(shí)現(xiàn)本地控制功能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制功能：即接收安穩(wěn)系統(tǒng)500kV溯河主站發(fā)來(lái)控制指令，對(duì)本廠機(jī)組實(shí)施減出力或切機(jī)，以滿足系統(tǒng)運(yùn)行要求。

5.1 樂灘電廠安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)主要功能：

1）樂溯Ⅰ、Ⅱ線過流報(bào)警功能：樂溯Ⅰ（Ⅱ）線電流＞告警定值，經(jīng)告警延時(shí)，裝置發(fā)出樂溯Ⅰ（Ⅱ）線過載告警信號(hào)。樂溯Ⅰ（Ⅱ）線過載告警不受樂溯Ⅱ（Ⅰ）線是否跳閘限制，也不受功率方向限制。發(fā)出告警信號(hào)的同時(shí)，既不減出力也不切機(jī)。

2）本地減出力功能：判別電廠一回線跳閘，另一回線過載，當(dāng)功率方向?yàn)檎姀S送出方向）且持續(xù)大于過載減出力定值時(shí)，判為線路過載需要減出力；設(shè)置一輪過載減出力。當(dāng)持續(xù)過載時(shí)減出力節(jié)點(diǎn)一直閉合，直到過載返回。當(dāng)持續(xù)減出力時(shí)間大于“減出力有效時(shí)間”定值，且過載仍然未返回，則判為減出力無(wú)效，執(zhí)行減出力無(wú)效切機(jī)邏輯，同時(shí)收回減出力命令。

3）本地切機(jī)功能：判別電廠一回線跳閘，另一回線過載，當(dāng)功率方向?yàn)檎姀S送出方向）且持續(xù)大于過載切機(jī)定值時(shí)，判為線路過載切機(jī)；設(shè)置兩輪過載切機(jī)每輪切除一定容量的機(jī)組。結(jié)合機(jī)組可切狀態(tài)，按照既定順序，按過切原則進(jìn)行切機(jī)選擇。

4）執(zhí)行遠(yuǎn)方減出力或切機(jī)功能：接收溯河站發(fā)送的減出力命令，執(zhí)行減出力措施；接收溯河站發(fā)送的切機(jī)臺(tái)數(shù)命令，執(zhí)行切機(jī)措施，當(dāng)持續(xù)減出力時(shí)間大于“減出力有效時(shí)間”定值，且過載仍然未返回，則判為減出力無(wú)效，執(zhí)行減出力無(wú)效切機(jī)邏輯，切機(jī)原則按照機(jī)組出力從大到小切除相應(yīng)機(jī)組。

5.2 切機(jī)原則

圖1

1）需切量計(jì)算

按照相應(yīng)過載輪次動(dòng)作時(shí)刻的功率大小，減去切機(jī)功率門檻值，所得差值作為該輪次的需切功率，再考慮一輪補(bǔ)切以適應(yīng)非線性的要求。選擇線路電流做為過載判據(jù)。

2）切機(jī)選擇（以過切為原則）

本地過載切機(jī)：按照最小“過切”原則來(lái)選擇機(jī)組，即選擇容量最接近且超過樂溯線過載數(shù)值的“過切”組合方案來(lái)切除機(jī)組。

在保證滿足切除功率的前提下，切機(jī)順序：＃1（或＃2）機(jī)組→＃4機(jī)組→＃2（或 ＃1）機(jī)組。

遠(yuǎn)方切機(jī)：按臺(tái)數(shù)切，從大到小切。

3）過載切機(jī)：當(dāng)裝置檢測(cè)到樂溯線過載切機(jī)條件滿足時(shí)，經(jīng)過切機(jī)延時(shí)，按照過載切機(jī)量匹配切除樂灘機(jī)組；

4）過載切機(jī)和減出力的時(shí)序關(guān)系圖（圖1）5）保留＃3機(jī)組運(yùn)行，不切機(jī)。

5.3 主輔運(yùn)原則

樂灘電廠雙套裝置分主輔運(yùn)方式運(yùn)行，根據(jù)主運(yùn)壓板投入狀態(tài)，被選定為主運(yùn)系統(tǒng)的裝置在動(dòng)作條件滿足即瞬時(shí)動(dòng)作，同時(shí)通過光纖信號(hào)閉鎖備運(yùn)系統(tǒng)。備運(yùn)系統(tǒng)動(dòng)作條件滿足后，延時(shí)40ms動(dòng)作。備運(yùn)系統(tǒng)動(dòng)作條件滿足后40ms內(nèi)收到主運(yùn)系統(tǒng)的動(dòng)作信號(hào)，即閉鎖裝置出口、不再出口切機(jī)，否則正常出口。

備運(yùn)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)會(huì)檢測(cè)主運(yùn)系統(tǒng)的工作情況，若主運(yùn)系統(tǒng)異常，則備運(yùn)系統(tǒng)自動(dòng)升級(jí)為主運(yùn)系統(tǒng)，不再受主運(yùn)系統(tǒng)狀態(tài)控制，裝置在動(dòng)作條件滿足即瞬時(shí)動(dòng)作。

6 結(jié)語(yǔ)

樂灘電廠安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)自2013年8月投運(yùn)以來(lái)，生產(chǎn)部門加強(qiáng)設(shè)備的巡檢、維護(hù)，現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行正常。為保證區(qū)域電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行和樂灘水電廠出力順利輸出提供了保證。