穩(wěn)定控制裝置在珠江電廠的應(yīng)用

1、穩(wěn)定控制裝置在珠江電廠的應(yīng)用    論文導(dǎo)讀：在珠江電廠安裝一套按主網(wǎng)安穩(wěn)系統(tǒng)執(zhí)行站標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的FWK-C微機(jī)穩(wěn)定控制裝置,檢測珠江電廠出線及機(jī)組的運(yùn)行狀況。實現(xiàn)聯(lián)切機(jī)組功能。 關(guān)鍵詞：穩(wěn)定控制裝置，原理，功能    1. 概述 隨著我國電力系統(tǒng)的擴(kuò)大和發(fā)展,區(qū)域聯(lián)網(wǎng)和大范圍電能轉(zhuǎn)移的進(jìn)行,電力系統(tǒng)對電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制的要求越來越高。廣州珠江電廠目前有4條220kV出線，分別為珠魚甲線、珠魚乙線、珠廣甲線、珠廣乙線，機(jī)組總?cè)萘繛?X300MW。在一定的運(yùn)行方式下，若線路發(fā)生故障跳閘，將影響電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，根據(jù)廣東省電力

2、調(diào)度中心要求，在珠江電廠安裝一套按主網(wǎng)安穩(wěn)系統(tǒng)執(zhí)行站標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的FWK-C微機(jī)穩(wěn)定控制裝置,檢測珠江電廠出線及機(jī)組的運(yùn)行狀況。 2. 裝置的主要用途 裝置檢測220kV母線、220kV四回聯(lián)絡(luò)線路（珠魚甲線、珠魚乙線、珠廣甲線、珠廣乙線）及四臺機(jī)組的電氣量，用于判斷220kV母線的低頻過頻事故、220kV聯(lián)絡(luò)線的過載及跳閘事故，實現(xiàn)聯(lián)切機(jī)組功能。發(fā)表論文。 2.1 在220kV線路三相跳閘時，若斷面送出功率超過設(shè)定定值，則根據(jù)預(yù)定策略采取切機(jī)措施，確保區(qū)域電網(wǎng)的熱穩(wěn)和暫態(tài)穩(wěn)定。 2.2 在220kV線路電流過大時，根據(jù)過載程度聯(lián)切本廠的相應(yīng)機(jī)組，確保區(qū)域電網(wǎng)的熱穩(wěn)定。 2.3 當(dāng)220KV母線出

3、現(xiàn)低頻過頻事故時，分輪次聯(lián)切本廠機(jī)組，保護(hù)機(jī)組的安全運(yùn)行。切機(jī)時，以動作時刻的機(jī)組功率值進(jìn)行判斷，若機(jī)組出力很小，即GPGPty(GPty =50MW)，判為該機(jī)停運(yùn)，不發(fā)聯(lián)切該機(jī)命令。過頻聯(lián)切機(jī)組時通過“高頻保機(jī)”功能壓板實現(xiàn)保留一臺機(jī)組功能，以保廠用電。且每臺機(jī)組在一個動作事件中只聯(lián)切一次。 3. 裝置的主要功能 3.1 聯(lián)絡(luò)線過載切機(jī)功能 裝置監(jiān)測聯(lián)絡(luò)線的三相電壓、三相電流及有功功率的大小。當(dāng)判定某條線路電流超過定值Igj，功率達(dá)到定值Pgj以上，經(jīng)一定時間（tgj）發(fā)過負(fù)荷告警信號，而若超過一個更高的定值Is、Ps，一定時間ts，且功率方向符合要求，則以循環(huán)聯(lián)切方式在可切機(jī)組范圍內(nèi)聯(lián)切

4、相應(yīng)容量的機(jī)組，線路過載動作定值如表1。裝置可自動按下式正確計算出過載應(yīng)切量：P=(PtdPs)×Ki，式中Ptd為過載動作時刻線路的功率，Ps為線路的熱過載允許功率定值。其邏輯示意圖如圖1 圖1 聯(lián)絡(luò)線過載的邏輯示意圖      線路名稱          告警電流 A    告警功率 MW    動作電流 A    動作功率 MW&#

5、160;   動作時延 S    備注     珠魚甲線    1650    600                      功能退出     珠魚乙線  

6、  1650    600                      功能退出     珠廣甲線    900    325    1400    3

7、25    6    動作電流、功率須同時滿足     珠廣乙線    900    325    1400    325    6    動作電流、功率須同時滿足     表1 線路過載動作定值表

8、由于珠魚甲線、珠魚乙線線路容量較大，根據(jù)珠江電廠多年的運(yùn)行數(shù)據(jù)分析正常情況下此兩條線路的送出最高容量均為電流1000A、功率450MW，遠(yuǎn)未達(dá)到告警值，即使在故障情況下短時故障電流和功率也只是接近告警值。因此根據(jù)廣東省中調(diào)要求結(jié)合珠江電廠實際情況珠魚甲線、珠魚乙線暫只投入告警功能。發(fā)表論文。 3.1.1 功率方向判別 裝置具有功率方向判別功能，并規(guī)定珠魚甲線、珠魚乙線、珠廣甲線、珠廣乙線功率方向為正(送出)時，才允許判為線路過載并根據(jù)過載程度以循環(huán)方式選切相應(yīng)容量機(jī)組。 3.1.2 過負(fù)荷告警判據(jù)： 三相電流平均值1It1Igj，功率|1Pt|1Pgj，t1tgj，發(fā)過負(fù)荷告警信號。 1tgj

9、為線路過負(fù)荷告警延時時間定值，在1tgj時間內(nèi)線路電流值始終大于定值1Igj且功率值始終大于定值1Pgj時才判為該線路過負(fù)荷。 3.1.3 聯(lián)絡(luò)線過載切機(jī) 線路出現(xiàn)過負(fù)荷，當(dāng)電流大于過載定值（即1I1Is）且功率大于過載定值（即|1P|1Ps）時，經(jīng)動作延時定值后，根據(jù)表2切機(jī)排序表按聯(lián)絡(luò)線的過載功率值乘以過流動作切量系數(shù)Ki進(jìn)行選切機(jī)組，且不允許欠切，若切機(jī)經(jīng)1ts延時后過載現(xiàn)象仍未消除，則再次根據(jù)過載程度選切剩余的機(jī)組，直至過載現(xiàn)象完全消除為止。      輪次    第一輪   

10、 第二輪    第三輪    第四輪     聯(lián)切機(jī)組    1    3    2    4     表2 切機(jī)排序表 3.1.4 過負(fù)荷切機(jī)判據(jù) 3.1.4.1 功率方向：1Pt0； 3.1.4.2 過電流啟動判據(jù)：三相電流平均值1It1Iqd，1t1tqd； 3.

11、1.4.3 三相電流平均值1It1Is，功率|1Pt|1Ps； 3.1.4.4 t1ts，發(fā)聯(lián)切機(jī)組命令，應(yīng)切量P=(1Ptd1Ps)×1Ki。 3.1.5 選切原則 將各機(jī)組按表2切機(jī)排序表的順序相加的“功率和”GP1、（GP1+GP2）、（GP1+GP2+GP3）、（GP1+GP2+GP3+GP4）與P相比較，按接近原則選切“功率和”最接近P所對應(yīng)的機(jī)組，且不允許欠切，即所選切機(jī)組的功率和應(yīng)等于或大于應(yīng)切量P。 3.2 線路跳閘切機(jī)功能 珠魚甲線、珠魚乙線、珠廣甲線、珠廣乙線任一線正向（流出珠江電廠）跳閘時，按表2切機(jī)排序表聯(lián)切珠江電廠相應(yīng)的機(jī)組，切量為P(P-0.2s-Ps1)

12、×Kn，P-0.2s為啟動前跳閘線路的送出功率，Ps1為切機(jī)基值，Kn為切量系數(shù)。聯(lián)絡(luò)線三相跳閘邏輯示意圖見圖2（以珠魚甲線為例）。 圖2聯(lián)絡(luò)線三相跳閘邏輯示意圖 3.2.1 裝置判斷聯(lián)絡(luò)線跳閘，采用聯(lián)絡(luò)線電流突減、HWJ信號等多重判據(jù)，可防止PT斷線、系統(tǒng)振蕩、聯(lián)絡(luò)線功率方向為正（送出）、事故前聯(lián)絡(luò)線功率較小等情況下誤切機(jī)組。 3.2.1.1 電流突變量dI|It-It-40ms|dIqs或功率突變量dP=|Pt-Pt-0.2s|dPqs，裝置啟動。 3.2.1.2 |P-0.2s|Ps0，事故前0.2秒時的功率大于功率定值Ps0。 3.2.1.3 三相電流有效值均突減：dIA=I

13、At-IA(t-40ms)dIs-、dIB=IBt-IB(t-40ms)dIs-及dIC=ICt-IC(t-40ms)均dIs-，dIs-為電流突減定值。 3.2.1.4 ItIty，事故時刻的三相電流均小于聯(lián)絡(luò)線投運(yùn)電流定值Ity。 3.2.1.5 PtPty，事故時刻的功率小于聯(lián)絡(luò)線投運(yùn)功率定值Pty。 3.2.1.6HWJ信號消失：除需滿足以上電氣量判據(jù)外，還應(yīng)判出相應(yīng)線路的斷路器合閘位置信號（HWJ）已消失。 3.2.1.7 tts，ts為滿足上述條件后的延時定值，為簡化定值，程序內(nèi)部固定ts為20ms。當(dāng)功率（潮流）突然倒向時，功率P有過零時刻，在電壓恒定情況下電流包絡(luò)線亦有過零（或

14、接近零）時刻，此時上述各判據(jù)均滿足，因此應(yīng)加延時時間20ms來躲過功率瞬間變向的影響，以免產(chǎn)生誤判現(xiàn)象。聯(lián)絡(luò)線斷開判出時間不大于20ms，加上ts延時時間，裝置聯(lián)切機(jī)組動作時間不大于40ms。 3.2.2 各判據(jù)的具體說明 3.2.2.1 電流突變量啟動判據(jù) dIA|IAt-IA(t-40ms)|dIqs或dIB|IBt-IB(t-40ms)|dIqs或dIc|Ict-Ic(t-40ms)|dIqs。任一相電流在40ms前后有效值之差的絕對值大于dIqs，判為電流突變量啟動。dIqs系電流突變量啟動定值，一般取dIqs=0.5dIs-。 3.2.2.2 功率突變量啟動判據(jù) dP=|Pt-Pt-

15、0.2s|dPqs。聯(lián)絡(luò)線功率在0.2s前后之差的絕對值大于定值dPqs，判為功率突變量啟動。dPqs系功率突變量啟動定值，一般取聯(lián)絡(luò)線額定功率值的0.05倍，或取dPqs0.5Ps0。 3.2.2.3 突變量啟動判據(jù)的作用 當(dāng)電流突變量啟動或者功率突變啟動時，裝置立即置啟動標(biāo)志，并自動記憶?。ㄖ萌耄┩蛔兞繂忧?.2s時刻的聯(lián)絡(luò)線及各機(jī)組功率P-0.2s值。裝置規(guī)定突變量啟動時刻為0s（基準(zhǔn)時間），突變量啟動后，裝置啟動燈點亮。 3.2.3 |P-0.2s|Ps0，事故前0.2秒時的功率大于功率定值Ps0。 Ps0為輕功率不判線路故障跳閘的功率定值。僅在聯(lián)絡(luò)線功率大于Ps0且發(fā)生跳閘事故時，

16、才進(jìn)行切機(jī)策略判斷，并打印出跳閘前后聯(lián)絡(luò)線電流、功率的變化。Ps0值一般可取0.1倍以上額定功率值。 3.2.4 電流有效值突減判據(jù) dIA=|IAt-IA(t-40ms)|dIs-、dIB=|IBt-IB(t-40ms)|dIs-及dIc=|Ict-Ic(t-40ms)|均dIs-。本判據(jù)用以判斷聯(lián)絡(luò)線斷開時電流的突然減小。該判據(jù)要求電流有效值減小，且三相電流有效值各自在40mS前后之差的絕對值均大于定值dIs-。 定值dIs-應(yīng)躲開（大于）線路振蕩電流有效值40mS內(nèi)的變化量。另外，還應(yīng)保證線路對端偷跳或解列時，本判據(jù)能可靠動作，即要求dIs-（Ps0/3UnCOS-Ic），并至少有1.2

17、倍靈敏度，式中Un為額定相電壓，Ic為線路電容電流。發(fā)表論文。當(dāng)按躲振蕩電流計算的值較小，為保證不誤切，定值dIs不宜取太小，此時應(yīng)按下式考慮：dIs-=K(Ps0/3UnCOS-Ic)，式中K值取0.75，即有1/0.751.33倍靈敏度。 3.3 低頻、過頻切機(jī)功能 3.3.1 裝置監(jiān)測220kV母線的運(yùn)行情況，根據(jù)被監(jiān)測母線的電壓值，可實時計算出母線的頻率，并以此判斷低頻、過頻事故，并根據(jù)表3低頻、過頻動作定值表中的定值切除相應(yīng)機(jī)組。      輪次    第一輪    

18、;第二輪    第三輪    第四輪     低頻動作頻率Hz    47.6    47.4    47.2    47     過頻動作頻率Hz    52    52.3  

19、  52.7    53     動作時延S    0.3    0.3    0.5    1     聯(lián)切機(jī)組    1    3    2   

20、 4     表3 低頻、過頻動作定值表 3.3.2 低頻與過頻均分4輪切機(jī)，每輪的頻率值和時間定值均可以單獨設(shè)定，即每輪都為獨立輪。 3.3.3 珠江電廠每臺機(jī)組均可單獨整定至低頻或過頻的相應(yīng)切除輪次上。 3.3.4 裝置規(guī)定低頻或過頻切機(jī)時，均以動作時刻的的機(jī)組功率值進(jìn)行判斷，若機(jī)組出力很小，即GPGPty （GPty =50MW），判為該機(jī)停運(yùn)，不發(fā)聯(lián)切該機(jī)命令。過頻聯(lián)切機(jī)組時通過“高頻保機(jī)”壓板實現(xiàn)保留一臺機(jī)組功能（保留#4機(jī)組），以保廠用電。 3.3.5 頻率緩慢下降時的判別式 fflqs(47.8HZ)、ttflqs(0S)低頻啟動

21、 ffls1（47.6HZ）、ttfls1（0.3S）低頻第一輪動作，按定值中設(shè)定低頻一輪的機(jī)組選切（機(jī)組需投運(yùn)） ffls2（47.4HZ）、ttfls2（0.3S） 低頻第二輪動作，按定值中設(shè)定低頻二輪的機(jī)組選切 ffls3（47.2HZ）、ttfls3（0.5S） 低頻第三輪動作，按定值中設(shè)定低頻三輪的機(jī)組選切 ffls4（47HZ）、ttfls4（1S） 低頻第四輪動作，按定值中設(shè)定低頻四輪的機(jī)組選切 3.3.6 低頻切機(jī)的動作過程邏輯示意圖見圖3。 圖3 低頻切機(jī)動作過程示意圖 3.3.7 頻率緩慢上升時的判別式 ffhqs(51.8HZ)、ttfhqs(0S)過頻啟動 ffhs1（52HZ）、ttfhs1（0.3S） 過頻第一輪動作，按定值中設(shè)定過頻一輪的機(jī)組選切 ffhs2（52.3HZ）、ttfhs2（0.3S） 過頻第二輪動作，按定值