摘要：針對烏石化電力系統(tǒng)安全自動裝置的重要性及存在的問題，提出改進(jìn)措施，最大限度的發(fā)揮其作用。
關(guān)鍵詞：安全自動裝置 反向過功率解列裝置 低周減載裝置
1安全自動裝置的重要性
110kV米石Ⅰ、Ⅱ線是烏石化電力系統(tǒng)與烏魯木齊電網(wǎng)米泉變電所的雙回聯(lián)絡(luò)線，平時正常情況下僅一回線與烏電網(wǎng)并網(wǎng)運行，另一回線作為熱備用。考慮到我廠負(fù)荷性質(zhì)的重要性，且發(fā)電出力與內(nèi)部負(fù)荷基本平衡，在自備熱電廠一期工程110kV米石Ⅰ、Ⅱ線的設(shè)計中，按照我廠的要求設(shè)置了110kV反向過功率解列裝置。當(dāng)自備熱電廠反送系統(tǒng)功率超過一定值時，或者由于系統(tǒng)出現(xiàn)較嚴(yán)重的故障，而使我自備熱電廠頻率降低或電壓降低時，該裝置低頻解列與低電壓解列同時動作跳米石Ⅰ、Ⅱ線開關(guān)，以滿足不同事故情況下我廠與系統(tǒng)可靠解列，防止事故擴(kuò)大，維持我電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
當(dāng)自備熱電廠某臺機(jī)組停運檢修,發(fā)電出力與內(nèi)部負(fù)荷不能平衡時,需從烏電網(wǎng)購電。此時，當(dāng)110kV米石Ⅰ、Ⅱ線發(fā)生故障開關(guān)跳閘與烏電網(wǎng)解列后，我電力系統(tǒng)頻率就會降低。頻率降低導(dǎo)致用電單位的機(jī)械生產(chǎn)率下降，產(chǎn)品質(zhì)量降低。更為嚴(yán)重的是給電廠的廠用機(jī)械及汽輪機(jī)的運行帶來危害。鍋爐給水量降低，造成機(jī)爐汽水系統(tǒng)運行不穩(wěn)定。廠用電機(jī)械出力降低使汽輪機(jī)功率下降，將使頻率進(jìn)一步降低，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定遭到破壞。同時，在頻率低于48.5~49.5Hz運行時，汽輪機(jī)葉片易裂紋。當(dāng)頻率低于45Hz時，個別級葉片可能產(chǎn)生斷裂。為防止此類事故發(fā)生，保證我廠電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，35kV系統(tǒng)采用了低周（也叫低頻）減載裝置。在系統(tǒng)功率缺額時，該裝置將自動斷開一部分次要負(fù)荷，恢復(fù)有功功率的平衡，使系統(tǒng)頻率恢復(fù)到一定值，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和重要負(fù)荷的正常工作。
110kV反向過功率解列裝置與35kV低周減載裝置統(tǒng)稱為電力系統(tǒng)安全自動裝置。
2、存在的問題
2.1 米石一二線由于線路短，其距離保護(hù)和零序保護(hù)Ⅰ段幾乎沒有保護(hù)范圍，再加上接地過渡電阻的影響，高頻保護(hù)不能正常投入等問題，速動保護(hù)動作幾率很小。而米石一二線又屬于烏電網(wǎng)的終端線路，保護(hù)Ⅱ段配合時間長，不能迅速和系統(tǒng)解列。這就使得安全自動裝置發(fā)揮作用顯得尤其重要。
2.2 反向過功率解列裝置的問題
該裝置自1992年投運以來，經(jīng)歷了烏電網(wǎng)近百起事故的考驗，正確動作率只有30%，原因何在？經(jīng)過幾年的摸索，我們發(fā)現(xiàn)該裝置存在以下幾方面的問題。
2.2.1 FGJ功率測量裝置的原理與我廠的要求不符
從設(shè)備廠家提供的FGJ功率測量裝置原理圖的P。、△P形成電路圖一中我們不難看出，其功率變化量（功率突變量或事故前后輸送功率差值）△P=P。- P（其中P。為原始功率，是事故前的三相功率平均值。P為實時三項功率平均值）為一個突減量，即反映系統(tǒng)故障后甩負(fù)荷量的大小。另外，裝置只在輸送功率P大于某值出現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定問題時，經(jīng)3s延時躲過正常的系統(tǒng)波動，才投裝置于準(zhǔn)備狀態(tài)。該裝置判據(jù)適用于發(fā)電廠的主要輸電線路。當(dāng)線路故障后切除引起負(fù)荷減少或電源不足時，該裝置可進(jìn)行控制電源或控制負(fù)荷。對于110kV米石聯(lián)絡(luò)線來說，當(dāng)我自備熱電廠3臺機(jī)組正常投運時，和烏電網(wǎng)交換功率基本持平。當(dāng)某一臺機(jī)組出現(xiàn)故障停運，特別是3號機(jī)停運，110kV米石聯(lián)絡(luò)線從烏電網(wǎng)大量購電，在烏電網(wǎng)米泉變側(cè)發(fā)生故障時，該控制裝置不能處于準(zhǔn)備狀態(tài)，也就不能及時動作和烏電網(wǎng)系統(tǒng)解列。
2.2.2 功率方向元件接線方式不妥
功率方向繼電器有各種不同的接線方式，其中以90°接線方式用的比較普遍。即加入繼電器的相電流與線電壓不同相，相差90°。而從圖2中我們可以看出，電壓取自Uca，電流取自C相，使裝置動作區(qū)發(fā)生了偏移了，且C相發(fā)生端部短路時，繼電器有死區(qū)。另外由于接入功率方向繼電器的電流是相電流，因此，也存在我廠從烏電網(wǎng)系統(tǒng)購電時，烏電網(wǎng)發(fā)生A相、B相接地，功率方向繼電器拒動。
2.2.3低電壓保護(hù)設(shè)計不全
從圖2中我們可以看出,電壓繼電器在A、B兩相各裝一只,接于A相的電壓繼電器動作于告警,只有接于C相的電壓繼電器在系統(tǒng)故障電壓低時延時動作于跳米石線開關(guān)。這種接線形式的最大缺點是烏電網(wǎng)發(fā)生AB兩相短路或A、B相發(fā)生單相接地這類不對稱故障時，裝置的低電壓解列拒動且?guī)У碗妷洪]鎖的過功率解列也拒動，而110kV系統(tǒng)的架空線故障絕大多數(shù)為單相接地或兩相接地短路故障。95年2月19日、96年3月2日及96年3月12日米泉變電所發(fā)生A相接地及AB相短路時，反向過功率解列屏未動作于解列，靠線路微機(jī)后備保護(hù)3秒或4秒后動作于跳線路開關(guān)，造成煉油廠、化纖廠部分裝置停車或熱電廠停機(jī)事故。
2.3 35kV低周減載屏的問題
35kV低周減載屏屬于典型設(shè)計。采用了由高精度的數(shù)字式周波繼電器、低電流閉鎖繼電器及出口中間繼電器組成的帶三個基本段系統(tǒng)裝置。高精度數(shù)字式周波繼電器本身帶有低壓閉鎖和時限閉鎖功能。低電壓閉鎖可以防止母線附近短路故障或輸入信號為零時出現(xiàn)保護(hù)的誤動作，在系統(tǒng)發(fā)生振蕩時，如果振蕩周期不是太長，也可以防止繼電器的不必要動作；另外在出現(xiàn)負(fù)荷反饋現(xiàn)象時，由于電壓衰減比較快，也可以防止保護(hù)誤動作。時限閉鎖是用時限來躲過電動機(jī)反饋的影響。由于高精度數(shù)字式周波繼電器具有上述優(yōu)點，因此用低電流閉鎖方式來防止負(fù)荷反饋引起保護(hù)的誤動作已無大的意義。實際上經(jīng)過對低周減載屏進(jìn)行檢查，低電流閉鎖也確實沒有接線和引入電流回路。現(xiàn)在的問題是，當(dāng)110kV系統(tǒng)短時出現(xiàn)故障或功率缺額引起頻率下降時，我廠米石線微機(jī)保護(hù)或反向過功率解列裝置還未動作于跳開線路開關(guān)時，35kV低周減載屏已先動作將一部分負(fù)荷切除，造成生產(chǎn)上不必要的損失。
3結(jié)論
我廠處于電力網(wǎng)的末端,線路后備保護(hù)動作時間設(shè)定較長,而反向過功率解列裝置和35kV低周減載屏由于存在上述問題，安全自動裝置不能保護(hù)電網(wǎng)的安全了，所以必須采取有效措施，使安全自動裝置起到保護(hù)和穩(wěn)定電力系統(tǒng)的雙重作用。
4.改進(jìn)措施
為了維護(hù)我廠電力系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行，本著烏電網(wǎng)近距離故障時，要求安全自動裝置快速可靠地動作于和烏電網(wǎng)解列，確保我廠主要生產(chǎn)裝置的安全生產(chǎn)，我們對安全自動裝置做了以下改造：
3.1在反向過功率屏的電壓回路B相加裝電壓繼電器,A相電壓繼電器去告警回路接點改接跳閘回路。低電壓定值整定為75%額定電壓，0秒動作于跳米石線開關(guān)。這樣可保證近距離電網(wǎng)發(fā)生各種短路故障而故障設(shè)備主保護(hù)拒動時，能夠快速和烏電網(wǎng)解列。
3.2加裝了三個功率方向繼電器。按90°方式接線，靈敏角-45°。這樣，在烏電網(wǎng)發(fā)生各種短路時，使解列屏動作的一個基本前提得到保障。
3.3對功率測量控制裝置進(jìn)行改造。將P。、ΔP的形成電路輸入端進(jìn)行調(diào)整，使ΔP變?yōu)橥辉隽俊６探友b置準(zhǔn)備時間的阻容電路,使裝置在系統(tǒng)故障時立即處于準(zhǔn)備狀態(tài),經(jīng)60毫秒開放判據(jù)回路。
3.4在35kV低周減載裝置內(nèi)，加裝米石一、二線開關(guān)跳閘閉鎖功能。只有米石一、二線開關(guān)都在斷開位置，我電力系統(tǒng)頻率低于動作值時，順序切負(fù)荷。
1999年12月7日凌晨2:47分，米石二線線路發(fā)生A相污閃，微機(jī)保護(hù)啟動判距為接地距離Ⅱ段、零序Ⅱ段，需要經(jīng)過1.9秒后才能跳閘，反向過功率裝置正確動作跳開關(guān)和烏電網(wǎng)解列，使我廠生產(chǎn)未遭受任何損失。我們相信，經(jīng)過改造完善,安全自動裝置在今后的運行中一定能充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用。
（烏石化公司電力調(diào)度所）（中油股份有限公司）
