华光潭梯级水电站远方过载切机装置的应用

2011-05-29 05:59朱跃亮
浙江电力 2011年1期
关键词:华光梯级变电所

朱跃亮,杨 钧

(浙能华光潭水力发电有限公司,浙江 临安 311322)

华光潭梯级水电站地处浙江省临安龙岗镇,位于分水江干流昌化江上游的巨溪上,电站总装机容量85 MW,其中一级电站装机2×30 MW,调节库容0.51亿m3,额定水头186.08 m;二级电站装机2×12.5 MW,调节库容360万m3,额定水头68.5 m。两站之间有1条110 kV联络线,仅在二级电站有1条110 kV出线。电站于2005年10月全部竣工并网发电,是目前杭州地区电网最大的水电站和电网的黑启动电源。

1 安装过载切机装置的必要性

华光潭梯级电站全部投运后,电站发电总出力达到85 MW,由华电1128线输出到杭州地区电网的于潜变电所,再由青于1123线和于潜1126线双线并入青云变电所的110 kV系统,电站接入系统见图1。此双线额定限流为600 A,单线为430 A。汛期时,加上小水电和青山殿电站40 MW出力,青于1123线和于潜1126线任意一回线路跳闸后都会造成另一回线严重超载,最高达到750 A,引起线路输送严重超载。为此一旦线路过载,于潜变电所青于1123线和于潜1126线相应保护动作,跳开于潜变华电1128线线路开关,将切除华光潭梯级电站85 MW的全部负荷。

图1 电站接入系统接线图

如果实施于潜变电所线路过载后直接跳开华光潭梯级电站唯一110出线(华电1128线)切机方案,汛期时若华光潭4台机组并网发电,双机同时甩负荷对华光潭一级电站长约8 km和二级电站长约6 km的引水隧洞冲击非常大;若近区鱼跳10 kV线路供电不可靠,华光潭梯级电站极有可能失去厂用电造成全厂失电事故,而且汛期极有可能诱发库容很小的二级电站大坝泄洪弃水,影响电站安全经济运行。

为了减轻甩负荷对华光潭梯级电站输水隧洞和发电机组的影响,决定在于潜变电所安装远方过载切机装置,当青于1123线或于潜1126线过载时,通过远方过载切机装置有选择性切除华光潭一级电站的1,2号机组,减轻青于1123线或于潜1126线的潮流,同时减轻对华光潭电站的影响。

2 远方过载减负荷装置动作原理

2.1 远方过载减负荷装置的接线

于潜变电所安装南瑞继保RCS991保护装置和FOX41保护通讯接口装置,分别接入青于1123线线路电流和于潜1126线线路电流以及110 kV母线电压。华光潭二级电站安装FOX41保护通讯接口装置,接收于潜变电所RCS991保护动作信号,FOX41出口接点接入华光潭二级电站开关站公用计算机监控系统(LCU),于潜变电所和华光潭二级电站通过华电1128线线路保护的备用光纤连接,设备连接示意见图2。

图2 设备连接示意

2.2 线路RCS991过载切机装置动作逻辑[1]

当系统发生故障引起青于1123线、于潜1126线输送的有功功率发生突变,且有功功率绝对值突变量大于动作门槛值时,则功率绝对值正突变量瞬时启动:

当系统发生故障导致青于1123线、于潜1126线中任意一回线输送功率绝对值持续ts秒大于动作门槛值Ps时,则过功率延时启动:

以上两种启动逻辑为“或”的关系。

装置动作过程为:

(1)如果青于1123线、于潜1126线中任意一回线输送有功功率的绝对值持续tgj秒超过告警定值Pgj,则装置启动后进入告警判断模块:

装置告警后同时进入出口动作判断模块。

(2)第1次出口动作判断逻辑:装置告警后,如果青于1123线、于潜1126线中任意一回线输送的有功功率低于门槛值,且另一回线输送的有功功率持续tgz1秒超过设定的动作定值,则装置第1次出口动作切除华光潭一级电站1号机,合计切除30 MW负荷。

(3)第2次出口动作判断逻辑:装置告警后,如果青于1123线、于潜1126线中任意一回线输送的有功功率低于门槛值,且另一回线输送的有功功率持续tgz2秒超过设定的第2次出口动作定值,则装置动作切除华光潭一级电站2号机,合计切除30 MW负荷。

2.3 线路过载切机与继电保护间的配合

青于1123线和于潜1126线分别配置南瑞继保公司的LFP-941保护和LFP-912高频收发信机。线路若发生短路或接地故障,相应的阻抗保护或接地距离等保护动作,跳开线路开关。线路过负荷后,继电保护装置发过负荷告警信号;线路若过载则过载切机装置启动告警和动作出口,有条件切除华光潭1,2号机组,减少青于1123线或于潜1126线线路负载的潮流。

3 水电站侧动作过程

3.1 装置接令

当于潜变电所线路RCS-991保护装置动作后,启动本地保护通讯接口装置FOX41,根据线路过载情况的不同,通过光纤向华光潭二级电站通讯接口装置发送2次切机命令。华光潭二级电站通讯接口装置接令后,输出的2次切机命令接点分别串接两块压板,可根据实际需要投切。若满足第1次过载条件,向华光潭二级电站发令,若线路过载持续存在,且满足第2次的条件,发第2次切机命令。

3.2 程序处理

水电站保护通讯接口装置FOX41收令后,输出接点信号至LCU,由梯调中心自动化监控服务器的程序处理后,向1号机监控就地CPU单元发令,使机组调速装置减有功、励磁调节器减无功,在规定的10 s时间内1号发电机负荷减至零后跳开1号发电机开关。

若线路过载持续存在,且满足第2次切机条件,则发第2次切机命令,同样经程序处理后,向2号机监控就地CPU单元发令,使机组调速装置减有功、励磁调节器减无功,在规定的15 s时间内2号发电机负荷减至零并跳开2号发电机开关。从而有效减少了青于1123线或于潜1126线的线路潮流,满足电网的稳定运行要求。

4 远方过载切机装置的应用

电力系统暂态稳定控制中,如果系统在故障切除后仍然不能保证稳定运行,就需要考虑切机/切负荷措施。一般情况下,保护配有高、低频率自启动装置,由于受继电保护和自动化专业的限制,以往继电保护装置动作后直接出口跳开关甩负荷。但随着自动化监控技术不断推广应用,电网与水电站之间、水电站内部可以根据实际需要,由监控控制程序来实现有条件地减负荷、停机直至跳开关。

光潭梯级电站可根据远方变电所线路过载情况,有条件切除发电的一级电站1,2号发电机负荷,实现先减1,2号发电机组的有功和无功负荷,再跳开关停机,不会造成发电机甩负荷,并且二级电站发电不受影响。

在过载切机试验中,华光潭一级电站1,2号机组带满负荷30 MW,于潜变电所通过保护调试装置模拟线路过载,过载切机装置出口动作发令。水电站接收到第1次切机命令后9 s内完成减负荷并跳1号机开关;如故障继续存在,第2次切机命令收到后14 s内跳2号机开关,整个动作过程满足设计要求。

2010年3月,杭州地区连续降雨,由于于潜变电所到青云变电所联络故障,几乎同时10 kV鱼跳线遭雷击跳闸,远方过载切机装置动作,华光潭1,2号机组在规定10 s和15 s时间减负荷停机。本次电网事故对华光潭梯级水电站安全稳定运行毫无影响,保住了一、二级电站厂房的厂用电,3,4号机组仍正常发电。避免了一起厂用电全部失电事故,30 min后1,2号机组又恢复并网发电。

5 结语

远方过载切机装置通过继电保护和自动化技术的结合,运用自动化监控程序,实现有条件地切除华光潭梯级水电站的部分负荷,既减轻了电网故障时的输电线路的过载问题,又能确保水电站厂用电正常供电,并且能有效防止机组甩负荷后水锤对输水长隧洞的破坏性冲击。

[1] 南京南瑞继保电气有限公司.RCS-900系列高压微机线路保护装置培训教材[G].

[2] 南京南瑞自动控制有限公司.NC2000计算机监控系统使用维护手册[G].

[3] 张瑞琪,闵勇,侯凯文.电力系统切机/切负荷紧急控制方案的研究[J].电力系统自动化,2003,27(18)∶6-12.

猜你喜欢
华光梯级变电所
Negative self-feedback induced enhancement and transition of spiking activity for class-3 excitability
自动扶梯梯级翻转处异响的分析及改进措施
自动扶梯的梯级斜行原因分析及调整方法
铁路牵引变电所无线电干扰特性的研究
首届华光摄影双年展
变电所倒闸操作时间长的原因分析及措施
吴华光作品
梯级水电站多目标联合经济运行初探
变电所如何快速查找直流系统接地
分类培养按需施教注重实效——云南师范大学党校探索梯级培训体系的做法与体会