2×300MW機組接入系統安全自動裝置的設計研究

趙素萍，史志宏

(山西省電力勘測設計院，山西太原 030001)

2×300MW機組接入系統安全自動裝置的設計研究

趙素萍，史志宏

(山西省電力勘測設計院，山西太原 030001)

某220 kV變電站在發生“N—1”及“N—2”故障情況下，故障切除后系統電壓均能恢復到較高水平，機組擺角不大，穩定裕度較高，機組不存在暫態穩定問題，但存在劉村—古城線路輸送功率超限問題。為避免劉村—古城線路發生過載，采取相應措施，限制臨汾河西熱電廠的出力或采取切機措施，以確保線路不過限運行，達到確保系統安全穩定運行的目的。

安全穩定控制；裝置配置；變電站；電廠；切機

0 引言

山西大唐國際臨汾河西熱電2×300MW機組以2回220 kV出線接入劉村220 kV變電站，線路長度約13 km。電廠建設規模為2×300MW空冷、供熱機組，配置2×1084 t/h亞臨界燃煤鍋爐，220kV系統電氣主接線為雙母線接線型式。

劉村220 kV變電站現有220 kV出線5回，即：至寺莊220 kV變電站2回；至壺口220 kV變電站1回；至古城220 kV變電站1回；至喬北220 kV變電站1回。

臨汾電網規劃接入的電源點有：兆光2×600MW以大代小機組接入霍州500 kV變電站；古縣鑫秀電廠2×200MW機組接入興唐寺220 kV變電站；洪洞熱電1×300MW機組接入明姜220 kV變電站；山西臨汾熱電2×300MW機組接入張禮220 kV變電站；臨汾河西熱電2×300MW機組接入劉村220 kV變電站；侯馬電廠2×300MW供熱機組接入侯馬220 kV變電站。

1 提出的問題

當臨汾河西熱電廠2回220 kV線路接入劉村變電站后，劉村220 kV變電站在發生“N—1”及“N—2”故障情況下，所有220 kV系統電壓低于0.75 p.u.的時間都小于10周波，切除故障后系統電壓均恢復到較高水平，機組擺角不大，穩定裕度較高，機組不存在暫態穩定問題，但存在線路輸送功率超限問題。

a）由于臨汾電網西通道結構比較薄弱，導線截面較小，在“N—1”接線運行方式下，無論古縣鑫秀電廠、洪洞電廠投產與否，均存在劉村—古城220 kV單回線路（LGJ-2×240） 輸送功率超限問題。

b）劉村—喬北1回220 kV線路故障后，劉村—古城220 kV線路過載，需要切河西熱電1臺機。

c）劉村—壺口1回220 kV線路故障，劉村—古城220 kV線路過載，當洪洞電廠機組未投時，切臨汾河西熱電1臺機，可滿足劉村—古城220 kV線路不過載；當洪洞電廠機組投入時，需切河西熱電2臺機組，以滿足劉村—古城220 kV線路不過載。

d）劉村—壺口1回220 kV線路檢修，劉村—喬北線路故障，劉村—古城220 kV線路過載，當古縣鑫秀電廠未投運時，切臨汾河西熱電1臺機，可滿足劉村—古城220 kV線路不過載；當古縣鑫秀電廠已投運時，需切河西熱電2臺機，滿足劉村—古城220 kV線路不過載。

e）不考慮古縣鑫秀電廠2×200MW機組及洪洞300MW機組投運，張禮—臨汾一回線路故障，無過載線路；不考慮古縣鑫秀電廠2×200MW機組投運，張禮—臨汾一回線路故障，仍存在劉村—古城線路超限問題；考慮古縣鑫秀電廠2×200MW機組及洪洞300MW機組投運，張禮—臨汾一回線路故障，需切河西熱電1臺機組。考慮古縣鑫秀電廠2×200 MW機組及洪洞300 MW機組投運，張禮—臨汾雙回線路故障，則需切河西熱電2臺機組。

2 解決辦法

綜上所述，為了確保系統安全穩定運行，在發生上述系統故障情況下，為避免劉村—古城線路發生過載，需要采取措施，限制臨汾河西熱電廠的出力或采取切機措施，以確保線路不過限運行。

2.1 安全穩定控制系統配置

應建立以劉村220 kV變電站為控制主站，臨汾河西電廠為執行站，實現遠方切機的安全穩定控制系統。

主站應能與省調和地調及河西熱電執行站交換信息，接收省調和地調下送的安全穩定控制策略。并將裝置運行信息分別上送省中調、地調，接收省調和地調的實時信息。

在臨汾河西電廠裝設遠方切機裝置，切機裝置在收到控制主站通過光纖通道發來的遠方切機命令后，遠方切機裝置立即動作、切除臨汾河西電廠的部分機組。

2.2 安全穩定控制系統通道配置

為了保證裝置運行的可靠性，主站與執行站之間傳送的信息采用專用2M光纖通道方式傳送遠方切機的信號。

2.3 安全穩定控制系統配置

本系統由劉村220 kV變電站安穩主站、臨汾河西熱電廠切機執行子站組成，系統配置如圖1所示。

3 過負荷聯切裝置的配置

劉村220 kV變電站過負荷裝置按單套配置，配置南京南瑞繼保公司生產的PRC92-22型過負荷聯切主機柜1面，柜內含RCS-992A型主機1臺，RCS-990A從機1臺，LQ-300K打印機1臺。PMUX2MC-01型光電轉換接口柜1面，柜內含MUX-2MC數字接口裝置1臺。

圖1 安全穩定控制系統配置示意圖

臨汾河西電廠過負荷裝置按單套配置，配置南京南瑞繼保公司生產的PRC91B-03過負荷聯切柜1面。柜內含RCS-991B過負荷聯切裝置1臺，LQ-300K打印機1臺。PMUX2MC-01型光電轉換接口柜內含MUX-2MC數字接口裝置1臺。

4 動作策略

a）由于劉村—古城、喬北、壺口線路均屬于重載線路，故劉村站RCS-992A主機檢測劉村—喬北線路、劉村—古城線路、劉村—壺口線路的潮流，當上述三條線路任一條發生過載時，將采取切除臨汾河西熱電廠機組的措施。

b）臨汾河西電廠RCS-991B型裝置接入2臺機組的三相電壓和三相電流，計算機組的運行功率。

c）臨汾河西電廠設置允許切1號機、2號機壓板，并上送給主站端（劉村站）；將機組切機前運行功率上送給主站端（劉村站）。

d）臨汾河西電廠接收劉村變主站的切機命令，切機原則：按先切除1臺出力較大機組的原則實施。

5 結束語

以上是在進行臨汾河西熱電廠接入系統設計過程中遇到的實際問題，經計算、分析研究、設計，已在臨汾河西電廠及劉村變電站實施。此研究、設計解決了劉村220 kV變電站出線在發生“N—1”及“N—2”故障情況下，線路輸送功率超限問題，達到了確保系統安全穩定運行的目的。

Study on the Design of Security Automatic Equipment of Access System on 2×300 MW Units

ZHAO Su-ping，SHIZhi-hong
（Shanxi Electric Power Exploration&Design Institute，Taiyuan，Shanxi030001，China）

The fault‘N —1’and‘N —2’occurred in a 220 kV substation.After trouble-clearing,the voltage resumed up to a high level，the pendulum motion of the generator was not large with stability margin being high.Thus，there is no problem for transient stability，but the transmit power of the line Liucun-gucheng went beyond the limit.In order to avoid overloading of transmission lines Liucun-gucheng，it is necessary to takemeasures to set a limit on the output of Linfen Hexi Thermal Power Plant or to shutdown the generators so as to ensure the system under safe and stable operation.

security and stability control；device configuration；substation；power plant；shutdown of generator

TM712

A

1671-0320-（2011）03-0053-03

2011-01-22，

2011-04-11

趙素萍（1958-），女，山西平順人，1996年畢業于華北電力學院電力系統及其自動化專業，高級工程師，從事電網規劃、電力系統繼電保護及安全自動裝置設計、計算等工作；

史志宏（1980-），男，山西忻州人，2007年畢業于華北電力大學電力系統及其自動化專業，工程師，從事電網規劃、電網二次設計、計算等工作。