发挥安全自动装置在我厂电力系统中的重要作用

发挥安全自动装置在我厂电力系统发挥安全自动装置在我厂电力系统 中的重要作用中的重要作用 摘要 针对乌石化电力系统安全自动装置的重要性及存在的问 题 提出改进措施 最大限度的发挥其作用 关键词 安全自动装置 反向过功率解列装置 低周减载装置 1 安全自动装置的重要性 110kv 米石 线是乌石化电力系统与乌鲁木齐电网米泉变 电所的双回联络线 平时正常情况下仅一回线与乌电网并网运 行 另一回线作为热备用 考虑到我厂负荷性质的重要性 且 发电出力与内部负荷基本平衡 在自备热电厂一期工程 110kv 米石 线的设计中 按照我厂的要求设置了 110kv 反向过 功率解列装置 当自备热电厂反送系统功率超过一定值时 或 者由于系统出现较严重的故障 而使我自备热电厂频率降低或 电压降低时 该装置低频解列与低电压解列同时动作跳米石 线开关 以满足不同事故情况下我厂与系统可靠解列 防止事故扩大 维持我电力系统的稳定性 当自备热电厂某台机组停运检修 发电出力与内部负荷不能平衡 时 需从乌电网购电 此时 当 110kv 米石 线发生故障开 关跳闸与乌电网解列后 我电力系统频率就会降低 频率降低 导致用电单位的机械生产率下降 产品质量降低 更为严重的 是给电厂的厂用机械及汽轮机的运行带来危害 锅炉给水量降 低 造成机炉汽水系统运行不稳定 厂用电机械出力降低使汽 轮机功率下降 将使频率进一步降低 电力系统的稳定遭到破 坏 同时 在频率低于 48 5 49 5hz 运行时 汽轮机叶片易裂纹 当频率低于 45hz 时 个别级叶片可能产生断裂 为防止此类事 故发生 保证我厂电力系统的稳定运行 35kv 系统采用了低周 也叫低频 减载装置 在系统功率缺额时 该装置将自动断 开一部分次要负荷 恢复有功功率的平衡 使系统频率恢复到 一定值 以保证系统的稳定运行和重要负荷的正常工作 110kv 反向过功率解列装置与 35kv 低周减载装置统称为电力系 统安全自动装置 2 存在的问题 2 1 米石一二线由于线路短 其距离保护和零序保护 段几乎 没有保护范围 再加上接地过渡电阻的影响 高频保护不能正 常投入等问题 速动保护动作几率很小 而米石一二线又属于 乌电网的终端线路 保护 段配合时间长 不能迅速和系统解 列 这就使得安全自动装置发挥作用显得尤其重要 2 2 反向过功率解列装置的问题 该装置自 1992 年投运以来 经历了乌电网近百起事故的考验 正确动作率只有 30 原因何在 经过几年的摸索 我们发现 该装置存在以下几方面的问题 2 2 1 fgj 功率测量装置的原理与我厂的要求不符 从设备厂家提供的 fgj 功率测量装置原理图的 p p 形成电 路图一中我们不难看出 其功率变化量 功率突变量或事故前 后输送功率差值 p p p 其中 p 为原始功率 是事故前 的三相功率平均值 p 为实时三项功率平均值 为一个突减量 即反映系统故障后甩负荷量的大小 另外 装置只在输送功率 p 大于某值出现系统稳定问题时 经 3s 延时躲过正常的系统波 动 才投装置于准备状态 该装置判据适用于发电厂的主要输 电线路 当线路故障后切除引起负荷减少或电源不足时 该装 置可进行控制电源或控制负荷 对于 110kv 米石联络线来说 当我自备热电厂 3 台机组正常投运时 和乌电网交换功率基本 持平 当某一台机组出现故障停运 特别是 3 号机停运 110kv 米石联络线从乌电网大量购电 在乌电网米泉变侧发生故障时 该控制装置不能处于准备状态 也就不能及时动作和乌电网系 统解列 2 2 2 功率方向元件接线方式不妥 功率方向继电器有各种不同的接线方式 其中以 90 接线方式用 的比较普遍 即加入继电器的相电流与线电压不同相 相差 90 而从图 2 中我们可以看出 电压取自 uca 电流取自 c 相 使 装置动作区发生了偏移了 且 c 相发生端部短路时 继电器有 死区 另外由于接入功率方向继电器的电流是相电流 因此 也存在我厂从乌电网系统购电时 乌电网发生 a 相 b 相接地 功率方向继电器拒动 2 2 3 低电压保护设计不全 从图 2 中我们可以看出 电压继电器在 a b 两相各装一只 接于 a 相的电压继电器动作于告警 只有接于 c 相的电压继电器在系 统故障电压低时延时动作于跳米石线开关 这种接线形式的最 大缺点是乌电网发生 ab 两相短路或 a b 相发生单相接地这类 不对称故障时 装置的低电压解列拒动且带低电压闭锁的过功 率解列也拒动 而 110kv 系统的架空线故障绝大多数为单相接 地或两相接地短路故障 95 年 2 月 19 日 96 年 3 月 2 日及 96 年 3 月 12 日米泉变电所发生 a 相接地及 ab 相短路时 反向过 功率解列屏未动作于解列 靠线路微机后备保护 3 秒或 4 秒后 动作于跳线路开关 造成炼油厂 化纤厂部分装置停车或热电 厂停机事故 2 3 35kv 低周减载屏的问题 35kv 低周减载屏属于典型设计 采用了由高精度的数字式周波 继电器 低电流闭锁继电器及出口中间继电器组成的带三个基 本段系统装置 高精度数字式周波继电器本身带有低压闭锁和 时限闭锁功能 低电压闭锁可以防止母线附近短路故障或输入 信号为零时出现保护的误动作 在系统发生振荡时 如果振荡 周期不是太长 也可以防止继电器的不必要动作 另外在出现 负荷反馈现象时 由于电压衰减比较快 也可以防止保护误动 作 时限闭锁是用时限来躲过电动机反馈的影响 由于高精度 数字式周波继电器具有上述优点 因此用低电流闭锁方式来防 止负荷反馈引起保护的误动作已无大的意义 实际上经过对低 周减载屏进行检查 低电流闭锁也确实没有接线和引入电流回 路 现在的问题是 当 110kv 系统短时出现故障或功率缺额引 起频率下降时 我厂米石线微机保护或反向过功率解列装置还 未动作于跳开线路开关时 35kv 低周减载屏已先动作将一部分 负荷切除 造成生产上不必要的损失 3 结论 我厂处于电力网的末端 线路后备保护动作时间设定较长 而反向 过功率解列装置和 35kv 低周减载屏由于存在上述问题 安全自 动装置不能保护电网的安全了 所以必须采取有效措施 使安 全自动装置起到保护和稳定电力系统的双重作用 4 改进措施 为了维护我厂电力系统的稳定可靠运行 本着乌电网近距离故 障时 要求安全自动装置快速可靠地动作于和乌电网解列 确 保我厂主要生产装置的安全生产 我们对安全自动装置做了以 下改造 3 1 在反向过功率屏的电压回路 b 相加装电压继电器 a 相电压继 电器去告警回路接点改接跳闸回路 低电压定值整定为 75 额 定电压 0 秒动作于跳米石线开关 这样可保证近距离电网发 生各种短路故障而故障设备主保护拒动时 能够快速和乌电网 解列 3 2 加装了三个功率方向继电器 按 90 方式接线 灵敏角 45 这样 在乌电网发生各种短路时 使解列屏动作的一个基本前 提得到保障 3 3 对功率测量控制装置进行改造 将 p p 的形成电路输入 端进行调整 使 p 变为突增量 短接装置准备时间的阻容电路 使 装置在系统故障时立即处于准备状态 经 60 毫秒开放判据回路 3 4 在 35kv 低周减载装置内 加装米石一 二线开关跳闸闭锁 功能 只有米石一 二线开关都在断开位置 我电力系统频率 低于动作值时 顺序切负荷 1999 年 12