綏中廠(chǎng)東北側(cè)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)改造淺談

王諭

摘 ?要：扎魯特±800kV特高壓直流輸電工程及送端電網(wǎng)配套工程投產(chǎn)后，為解決扎青直流系統(tǒng)故障后東北電網(wǎng)存在的過(guò)電壓和過(guò)頻問(wèn)題，綏中廠(chǎng)做為東北電網(wǎng)的一個(gè)組成部分，需要開(kāi)展穩(wěn)控裝置的升級(jí)工作。文章主要介紹安穩(wěn)控制系統(tǒng)保護(hù)邏輯的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：升級(jí)改造;安穩(wěn)控制系統(tǒng)

一、設(shè)備概況

東北側(cè)安穩(wěn)裝置：綏中東北側(cè)現(xiàn)運(yùn)行的安穩(wěn)裝置為北京四方公司生產(chǎn)的CSS100系列產(chǎn)品。由A屏、B屏及通訊接口屏共3面屏組成。2012年9月與2015年6月，又分別進(jìn)行了策略升級(jí)。目前東北側(cè)安穩(wěn)裝置接收高嶺換流站、沙河營(yíng)站兩個(gè)方向的控制措施。

機(jī)組次同步振蕩保護(hù)裝置：北京四方公司生產(chǎn)的2套CSC-812型汽輪發(fā)電機(jī)組軸系扭振保護(hù)裝置和1套CSC-815型汽輪發(fā)電機(jī)組軸系扭振監(jiān)測(cè)裝置。

二、執(zhí)行情況

增設(shè)4臺(tái)通信接口裝置，對(duì)扎魯特方向通信，原有與高嶺換流站、沙河營(yíng)變通信接口裝置及智能報(bào)告系統(tǒng)繼續(xù)使用。

遼西穩(wěn)控系統(tǒng)由兩面就地安全穩(wěn)定控制屏，兩面遠(yuǎn)方安全穩(wěn)定控制屏，一面遠(yuǎn)方信號(hào)傳輸屏，一面光電轉(zhuǎn)換屏，共六面屏組成。該系統(tǒng)與董家變、沙河營(yíng)變、北寧變之間進(jìn)行通信通道連接，接收董家變、沙河營(yíng)變、北寧變等三個(gè)方向的遠(yuǎn)方控制命令，作用于切除綏電#1機(jī)組和#2機(jī)組。

綏中電廠(chǎng)穩(wěn)控裝置按雙套配置：每套配置1面屏（包括一臺(tái)CSS-100BE穩(wěn)控裝置主機(jī)和一臺(tái)CSS-100BE穩(wěn)控裝置從機(jī)），布置在保護(hù)小室，配置4臺(tái)CSC-187C通信接口裝置安裝于通信機(jī)房?jī)?nèi)的通信屏柜內(nèi)。

對(duì)扎魯特系統(tǒng)，提供2個(gè)獨(dú)立2M接口，可經(jīng)不同路由或復(fù)用路由至扎魯特主站。裝置配置如下圖1所示。

1、故障判別邏輯

1.1低頻判別邏輯

低頻啟動(dòng)判別：

f ≤fqd （低頻啟動(dòng)定值），延時(shí)50ms。

低頻動(dòng)作判別邏輯：

低頻第一輪動(dòng)作：低頻啟動(dòng)，f ≤f1 、t≥tf1。

低頻第二輪動(dòng)作：低頻啟動(dòng)，f ≤f2、t≥tf2。

低頻第三輪動(dòng)作：低頻啟動(dòng)，f ≤f3、t≥tf3。

低頻第四輪動(dòng)作：低頻啟動(dòng)，f ≤f4、t≥tf4。

低頻第五輪動(dòng)作：低頻啟動(dòng)，f ≤f5、t≥tf5。

其中，fqd為低頻啟動(dòng)定值，tfqd為低頻啟動(dòng)延時(shí)，f1……f5分別為低頻第一輪……第五輪定值，tf1……tf5分別為低頻第一輪……第五輪延時(shí)。以上五輪完全獨(dú)立，不相互依賴(lài)。

1.2低壓判別邏輯

低壓?jiǎn)?dòng)判別：

U ≤Uqd （低壓?jiǎn)?dòng)定值），延時(shí)50ms。

低壓動(dòng)作判別邏輯：

低壓第一輪動(dòng)作：低壓?jiǎn)?dòng)，U ≤U1 、t≥tu1。

低壓第二輪動(dòng)作：低壓?jiǎn)?dòng)，U ≤U2 、t≥tu2。

低壓第三輪動(dòng)作：低壓?jiǎn)?dòng)，U ≤U3 、t≥tu3。

低壓第四輪動(dòng)作：低壓?jiǎn)?dòng)，U ≤U4 、t≥tu4。

低壓第五輪動(dòng)作：低壓?jiǎn)?dòng)，U ≤U5 、t≥tu5。

其中，Uqd為低壓?jiǎn)?dòng)定值，tuqd為低壓?jiǎn)?dòng)延時(shí)，U1……U5分別為低壓第一輪……第五輪定值，tu1……tu5分別為低壓第一輪……第五輪延時(shí)。以上五輪完全獨(dú)立，不相互依賴(lài)。

1.3過(guò)頻判別邏輯

過(guò)頻啟動(dòng)判別：

f ≥fqd ?（過(guò)頻啟動(dòng)定值），延時(shí)50ms。

過(guò)頻動(dòng)作判別邏輯：

過(guò)頻第一輪動(dòng)作：過(guò)頻啟動(dòng)，f ≥f1 、t≥tf1。

過(guò)頻第二輪動(dòng)作：過(guò)頻啟動(dòng)，f ≥f2 、t≥tf2。

過(guò)頻第三輪動(dòng)作：過(guò)頻啟動(dòng)，f ≥f3 、t≥tf3。

過(guò)頻第四輪動(dòng)作：過(guò)頻啟動(dòng)，f ≥f4 、t≥tf4。

過(guò)頻第五輪動(dòng)作：過(guò)頻啟動(dòng)，f ≥f5 、t≥tf5。

其中，fqd為過(guò)頻啟動(dòng)定值，tfqd為過(guò)頻啟動(dòng)延時(shí)，f1……f5分別為過(guò)頻第一輪……第五輪定值，tf1……tf5分別為過(guò)頻第一輪……第五輪延時(shí)。以上五輪完全獨(dú)立，不相互依賴(lài)。

1.4過(guò)壓判別邏輯

過(guò)壓?jiǎn)?dòng)判別：

U ≥Uqd ?（低壓?jiǎn)?dòng)定值），延時(shí)50ms。

過(guò)壓動(dòng)作判別邏輯：

過(guò)壓第一輪動(dòng)作：過(guò)壓?jiǎn)?dòng)，U ≤U1 、t≥tu1。

過(guò)壓第二輪動(dòng)作：過(guò)壓?jiǎn)?dòng)，U ≥U2 、t≥tu2。

過(guò)壓第三輪動(dòng)作：過(guò)壓?jiǎn)?dòng)，U ≥U3 、t≥tu3。

過(guò)壓第四輪動(dòng)作：過(guò)壓?jiǎn)?dòng)，U ≥U4 、t≥tu4。

過(guò)壓第五輪動(dòng)作：過(guò)壓?jiǎn)?dòng)，U ≥U5 、t≥tu5。

其中，Uqd為過(guò)壓?jiǎn)?dòng)定值，tuqd為過(guò)壓?jiǎn)?dòng)延時(shí)，U1……U5分別為過(guò)壓第一輪……第五輪定值，tf1……tf5分別為過(guò)壓第一輪……第五輪延時(shí)。以上五輪完全獨(dú)立，不相互依賴(lài)。

2、異常判別邏輯

2.1頻率電壓異常閉鎖條件

頻率越限閉鎖

若頻率f>65Hz或f<35Hz，裝置判為頻率異常，閉鎖低頻邏輯，延時(shí)5s發(fā)出頻率異常告警。頻率值恢復(fù)正常后，自動(dòng)解除閉鎖。

df/dt閉鎖

當(dāng)裝置判別-df/dt>低頻變化率閉鎖定值時(shí)，閉鎖低頻邏輯。在頻率恢復(fù)到fqd（低頻啟動(dòng)定值）以上時(shí)，裝置解鎖。

du/dt閉鎖

當(dāng)裝置判別出-du/dt≥低壓變化率閉鎖定值時(shí)，閉鎖低壓邏輯;待電壓恢復(fù)到Uqd（低壓?jiǎn)?dòng)定值）后，裝置解鎖。

PT斷線(xiàn)閉鎖

當(dāng)正序電壓U1≤0.2Un或負(fù)序電壓U2≥0.15Un時(shí)，裝置判斷為PT斷線(xiàn);延時(shí)5s發(fā)PT斷線(xiàn)異常告警信號(hào);異常消失后，延時(shí)5s告警返回。

2.2裝置異常檢測(cè)

TA斷線(xiàn)檢測(cè)

本裝置未啟動(dòng)的狀態(tài)下，進(jìn)行TA異常檢測(cè)。

判據(jù)為：3I0 ≥ 0.1In且3I0 > 0.125Imax ，持續(xù)滿(mǎn)足條件5s后，發(fā)TA斷線(xiàn)告警信號(hào)。異常狀態(tài)消失后，延時(shí)5s自動(dòng)返回。

TV異常檢測(cè)

本裝置未啟動(dòng)的狀態(tài)下，進(jìn)行TV異常檢測(cè)。

判據(jù)為：

一相或兩相斷線(xiàn)：3U0 > 0.1Un;

三相失壓：3U0 < 0.1Un 且 Ujmax< 0.2Un，I> 0.1In。

持續(xù)滿(mǎn)足條件5s后，發(fā)TV異常告警信號(hào)。異常狀態(tài)消失后，延時(shí)5s自動(dòng)返回。

3、投停判別邏輯

對(duì)于水電及火電機(jī)組，裝置采用有功功率值，判別元件的投/停運(yùn)行狀態(tài)。

投運(yùn)狀態(tài)：P>PT（PT為投運(yùn)功率定值）;

停運(yùn)狀態(tài)：P

5. 結(jié)論

此次東北側(cè)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的改造成功，為機(jī)組及線(xiàn)路的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)過(guò)程中全程陪同調(diào)試，對(duì)系統(tǒng)有了更深的了解、對(duì)線(xiàn)路的輸配電系統(tǒng)有了更深刻的認(rèn)識(shí)，對(duì)日后的維護(hù)工作提供了技術(shù)保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳智杰 .繼電保護(hù)與安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)隱性故障研究綜述及展望[J]. 科技展望.2015（36）.

[2]王再利.電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程.2017（14）.

[3]劉澤.電力調(diào)度運(yùn)行中的安全穩(wěn)定管理[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè).2015（24）.

[4]周全仁，張海.現(xiàn)代電網(wǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)及其應(yīng)用[M].中國(guó)電力出版社.2004.