電力安全技術 第11 卷 ( 2009年第1期) 6 安全穩控裝置是電網區域安全穩定控制裝置的 簡稱，這種控制系統是電力系統整個安全控制的重 要組成部分。它是在電網發生故障(線路或大機組跳 閘) 時，采取切機或切負荷等措施，確保電網和電廠 安全穩定運行。它與正常穩定運行狀態下的安全控 制( 如自動電壓調節、自動調節頻率和功率) 和事故 時的繼電保護及事故后的恢復控制( 如線路重合閘、 備用電源自動投入等) 共同協調工作，保證電力系 統安全穩定運行。 1 電網及電廠的安全穩定問題 由于廣東省梅州地區電網結構薄弱，只有兩回 220 kV線路與廣東主網連接，發電企業與主網負荷 中心距離較遠，近2 年來隨著梅州地區發電機組和 負荷的不斷增加，廣東主網向梅州地區電網輸送電 力的潮流日益加重，特別是在單回220 kV線路運行 時，電網穩定問題突出，電網的安全運行受到一定 影響，發電機組的出力受到了制約。 青溪發電公司共裝有4 臺36 MW水輪發電機 組，通過220 kV青雁線單回線并網運行。雖然總裝 機容量不大，但在梅州電網卻擔負著調峰、調頻任 務并作為“黑啟動”電廠?？紤]到日后梅州電網可 能增加220 kV的出線，當有關線路出現故障時，可 能會出現另一回路的過流、過頻狀況，直接危脅電 廠機組的安全運行，所以電廠應設置220 kV線路過 載判斷、220 kV母線側的低頻、過頻判斷；并執行 220 kV長沙穩控主站發來的遠方切機命令。 2 安全穩定控制裝置的應用 2. 1 安穩裝置的硬件配置 本裝置采用的微機安全穩定控制系統，以32位 單片機作為本裝置的核心，人機接口通過彩色觸摸 顯示屏直接查看220 kV線路及4 臺機組的運行狀 態、定值單、異常報表等內容，各種操作可直接在 觸摸顯示屏上以中文菜單方式進行。 2. 2 安穩裝置的主要功能 低頻過頻功能 ( ) 裝置正常運行時，向V長沙穩控主站 藍波衛 （廣東粵電青溪發電有限公司，廣東大埔514200） 安全穩控裝置在發電廠的應用 發送本廠220 kV線路的運行工況和故障情況，發送 本廠機組運行工況和出力情況，發送本裝置及通信 通道的正常、異常和故障情況等信息，發送本廠對 切機指令的執行情況和執行結果，以便穩控主站實 施區域穩定控制。 ( 2) 裝置監測220 kV母線的運行情況，根據被 監測母線的電壓值，可實時計算出母線的頻率，并 以此判斷低頻、過頻事故。 ( 3) 低頻與過頻均分4 輪切機，每輪的頻率值 和時間定值均可以單獨設定，即每輪都為單獨輪。 ( 4) 每臺機組均可單獨整定至低頻和過頻的相 應切除輪次上。 ( 5) 裝置規定低頻或過頻切機時，均以事故時 刻的機組功率值進行判斷，若此時機組出力極小， 即GP ＜ Gpt y( 機組功率＜投入功率) ，則該機組禁 切，僅能判出低頻事故。 2. 2. 2 線路過載聯切功能 ( 1) 裝置監測220 kV線路的運行情況，根據被 監測線路的電氣量，可實時計算出線路的功率，并 判斷出青雁線的過載情況。 ( 2) 裝置過流判斷測量線路的三相電壓、三相 電流及有功功率的大小，當功率為正( 送出) 且判定 潮流超過定值一定時間時，發過負荷告警信號；若 再超過更高的定值并達到一定時間時，則先切除一 臺出力最大的機組。若切機經延時后，過載現象仍 未消除，則再次切除所剩機組中出力最大的一臺機 組，直至過載現象完全消除為止。 ( 3) 當線路電流及功率均超過定值時，才發過 負荷告警信號或發切機命令，過流及過功率判斷為 “與”邏輯，有利于提高裝置的可靠性。例如振蕩情 況下，功角δ等于180°時振蕩電流值最大，但安裝 點振蕩電壓值反而為最小，因而可依靠過功率判據 防止誤動。另外，短路時可依靠功率判據防止誤動， 所以延時定值可縮短，不必避開后備保護動作時間。 2. 2. 3 遠方切機功能 ( 1) 本裝置通過A，B2 組2M光纖通道向長沙 穩控主站發送本站臺機組的運行工況，并接收長 沙穩控主站發來的聯切本廠機組的遠切命令。 Anj ipin gta i 安技平臺 4 2. 2. 1 1 220 k 4 6 5 第11 卷( 2009 年第1 期) 電力安全技術 ( 2) 遠切回路無本地突變量啟動判據，無延時 定值，本裝置連續收到3 幀遠切命令報文時立即動 作出口，并能自動識別所接收的報文中所要切除的 機組名稱。 ( 3) 在傳輸速率2 048 kb/ s 下，命令接收( 判3 幀) 的時間小于1ms，本裝置在一個中斷時間( 3. 33 ms) 內連續判出3幀遠切命令編碼后，立即置遠切啟 動標志使裝置啟動( 裝置以啟動時刻為基準0) ，并同 時判斷所要切除的機組是否為投運狀態。在滿足動 作條件后，置遠切動作標志，輸出遠切跳閘脈沖。 在220 kV長沙穩控主站遠方聯切命令消失后，裝置 需經1s 延時回路清除遠方啟動標志后，才返回( 即 跳閘脈沖長度可保證為1 s 以上) ，并打印報表。 ( 4) 裝置通過A，B 2 組2 M光纖通道分別與 220 kV長沙穩控主站雙重化配置的A，B穩控裝置 進行信息傳遞。當收到主站任意一套裝置發送的聯 切機組命令時，立即動作聯切相應的機組，即A，B 通道中任一通道中斷時，裝置仍能可靠發送信息和 接收命令。發送的信息包括機組的功率值及投/ 停 運狀態、接收通道中斷等信息。當某通道的收信中 斷時，本裝置將向長沙主站上傳該通道接收異常的 信息。 3 結論 隨著經濟的高速增長，電網的容量也快速增 長，電網的結構變得復雜，必須借助專門的安全自 動化控制系統，以確保電力系統安全穩定運行。梅 州電網采用安全穩定控制措施，發揮了顯著作用。 ( 1) 提高了正常方式下電廠機組的送出能力， 減少“窩電”損失。據廣東電力調度中心分析計算， 如無穩控措施，夏季正常方式下將窩電240 MW，在 部分線路停電方式下，將窩電470～770 MW，豐水 期窩電更加嚴重。在同樣的220 kV雙回線路故障 時，電網存在著嚴重的暫態穩定問題，必須采取線 路三跳、聯切機組措施，否則電網將失穩。計算結 果表明，采取穩控措施后，在不同方式下，可提高 梅州電網送出能力50～550 MW, 基本上可按導線的 熱穩定能力送電。 ( 2) 在出線事故跳閘或過流情況下，按照控制 策略，采取切機措施，確保電網的熱穩定和暫態穩 定，保證電廠機組的安全運行。 ( 3) 在電廠與主網聯絡線發生振蕩時采取切機 措施，確保電網的穩定，保證電廠機組的安全運行。 ( 收稿日期：2007- 12- 30 ；修回日期：2008- 0 5- 08) An ji pin gt a i 安技平臺