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1、发挥安全自动装置在我厂电力系统中的重要作用 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110k V米石I、H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I、H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
2、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I、H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I、H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
3、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35k V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I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
4、线 路，保护H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 1 992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。2.2.1FGJ 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、AP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
5、，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
6、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
7、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。2.335kV 低周减载屏的问题35k V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
8、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，35k V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
9、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
10、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 POAP的形成电路输入 端进行调整，使AP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月7日凌晨2:47分，米石二线线路发生 A相污闪，微 机保护启动判距为接地距离H段、零序H段，需要经过1.9秒后才能跳闸，反向过功率装置正确动作跳开关和乌电网解列，使我厂生产未 遭受任何损失。我们相信，经过改造完善 , 安全自动装置在今后的运行 中一定能充分发挥其应有的作用。（乌石化公司电力调度所）（中油股份有限公司）