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湛江電廠投產(chǎn)后粵西電網(wǎng)的安全問題及對策

文檔作者：張蔭群翁昭樺文檔來源：廣東省電力工業(yè)學(xué)校廣東省電力中調(diào)所			點(diǎn) 擊數(shù)：
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《廣東電力》年第! 期
湛江電廠投產(chǎn)后粵西電網(wǎng)的
安全問題及對策
廣東省電力工業(yè)學(xué)校翁昭樺
廣東省電力中
一
調(diào)所張蔭群
概述
、
裝機(jī)容量??# # ??% 的湛江電廠號機(jī)
組于年! 月份正式投產(chǎn)發(fā)電了。至
此, 粵西地區(qū)屬省統(tǒng)調(diào)的電廠裝機(jī)容量從
!&amp;amp; ????( 上升到&amp;amp; ????( , 使粵西電網(wǎng)的電
源與負(fù)荷的比例發(fā)生了根本性的變化, 大
大改善了主網(wǎng)電力重負(fù)荷、遠(yuǎn)距離西送的
局面, 對于防止粵西電網(wǎng)的低電壓崩潰、低
頻率崩潰事故的發(fā)生, 降低電網(wǎng)輸電線損,
避免! ! #) ?? 江開甲乙線過載引發(fā)事故
、
等
起到了積極的作用。至年中, 粵西電
網(wǎng)結(jié)線圖見附圖。
但與此同時, 應(yīng)該清醒地看到, 隨著湛
江電廠號機(jī)組的投產(chǎn)發(fā)電, 雖然粵西電
網(wǎng)某些方面的安全向題得到了改善, 但另
一些諸如機(jī)組高頻解列、振蕩等新的穩(wěn)定
間題都會出現(xiàn)。作為運(yùn)行調(diào)度的管理部門,
只有在充分認(rèn)識和深刻了解面對的安全向
題的基礎(chǔ)上, 采取相應(yīng)的妥善的對策和穩(wěn)
定控制措施, 才能保證粵西電網(wǎng)在新的情
況下的安全、優(yōu)質(zhì)萬經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
江兩座電廠的機(jī)組正常運(yùn)行, 則粵西+湛
江、茂名、陽江三市
—
下同, 高峰負(fù)荷期
間的用電負(fù)荷基本上與這兩座電廠的電源
功率相平衡, 主網(wǎng)與粵西電網(wǎng)+具體反映在
! ! ??) . 河恩線及陽開線, 的交換功率可保
持在士# ??% 左右/ 但在深夜底谷負(fù)荷期
間, 或串水季節(jié)茂名、陽江兩市水電大量發(fā)
電期間, 粵西電網(wǎng)的電源功率大量過剩, 倒
送回主網(wǎng)的電功率可達(dá)??# 0 !&amp;amp; ????% 左
右。
咐圖年中粵西電網(wǎng)結(jié)線圖
線路型號圖例
1 2 3 4 5一! 6 ! 7 # # 火電廠
8 2 3 95 一! 6 : # ; ????) ?? 變電站
< 2 3 9 5= 一! 6 ??# # # >????) ?? 變電站
? 2 3 95 = 一7 # # 一! ! ??) . 線路
! 問題
! / 高頻運(yùn)行狀況的產(chǎn)生及危害
湛江電廠號機(jī)投產(chǎn)后, 如果茂名、湛
目前, 主網(wǎng)與粵西電網(wǎng)的聯(lián)系薄弱, 在
! ! #) ?? 開平變電站, 只有一個電氣聯(lián)絡(luò)
點(diǎn)??開平0 陽江0 茂名以及開平0 恩平,
一Α 一
河?xùn)|這僅有的兩回聯(lián)絡(luò)線各長達(dá)! ??# 多
) Β , 特別在某段線路檢修停運(yùn)單回路聯(lián)網(wǎng)
運(yùn)行期間, 較容易造成與主網(wǎng)解列, 出現(xiàn)獨(dú)
立運(yùn)行的情況。如果這情況發(fā)生布低谷負(fù)
荷期間或豐水季節(jié), 粵西電網(wǎng)就會出現(xiàn)機(jī)
組超速及高頻運(yùn)行狀況。下面以低谷負(fù)荷
期為例加以論證。
目前, 粵西??市低谷負(fù)荷+包括! 座電
廠的廠用電及地方小電源負(fù)荷, 約為
??! ????% , 湛江、茂名兩電廠低谷期間出力
最低可調(diào)至7 !# ??% , 加上地方電源, 粵西
電網(wǎng)正常悄況下低谷期的電源功率最低可
一
達(dá)7 # ??% , 比用電負(fù)荷??! ????% 多
??# ??% 。
湛江、茂名電廠機(jī)組的超速解列保護(hù)
定值為????# ΧΔΒΕΦ 左右, 對應(yīng)該系統(tǒng)的運(yùn)
行頻率為Γ2 左右。就是說, 如果粵西電
網(wǎng)解列運(yùn)行, 沒有可靠措施, 運(yùn)行頻率一旦
升至Γ2 左右, 將會導(dǎo)致機(jī)組解列, 電網(wǎng)
崩潰。
!
/ /
低谷負(fù)荷期間, 粵西電網(wǎng)與主網(wǎng)解
列, 未采取措施時, 頻率上升值的驗(yàn)算〔由2
荷??
Η萬
—
系統(tǒng)負(fù)荷的頻率調(diào)
節(jié)效應(yīng)系數(shù)??這里取
!
/ 。
如果Η, 了取值!
/
# , 則頻率上升理論
值為
/
Γ2 , 如果Η萬取值??
/ # , 則頻率
上升理論值為&amp;amp;
/
ΑΑΓΙ 均高于Γ 2 。而且
計算中所取的尸二7 ????% 是粵西系統(tǒng)所
能調(diào)節(jié)到的最低發(fā)電功率值。如不調(diào)至最
低, 解列后粵西電網(wǎng)的頻率值更容易升高。
可見, 如沒有高頻運(yùn)行控制措施, 在低谷負(fù)
荷期間及豐水季節(jié), 粵西電網(wǎng)與主網(wǎng)解列
后, 肯定會造成機(jī)組解列, 電網(wǎng)崩潰。
!
/ 、! 粵西電網(wǎng)解列后, 運(yùn)行頻率從
#Γ2 上升至Γ 2 +即機(jī)組超速保護(hù)解列,
所需時間的驗(yàn)算2
??/
系統(tǒng)頻率變化的時間常數(shù)Κ, 2
尸幾
一△尸Λ ,
Κ/
Κ 才叢一二二止一‘ ΗΜ, + Ν △ΜΛΓ 。,
二。&amp;amp;Ο
7 # 一??#
??! # ??! #
!
/
+ Ν # ,
了Π # 一
△尸Λ二Θ
> Η,
一
/
&amp;amp;Ρ 里滬畢Π
/
7 +; ,
‘。??
二# 一
二認(rèn)二互Ρ ??。。
Σ下價
> Η, Χ
??! # 一7 #
??! #
Ο # #
0 # 一! 又!
。
‘Π : / ! +ΓΙ, Τ Γ!
式中△Μ二呱
—
系統(tǒng)功率差額+以額
定頻率時的額定負(fù)
荷為基準(zhǔn)值, ??
尸,
—
對應(yīng)額定頻率時的
系統(tǒng)有功功率??
Μ
—
變化后系統(tǒng)的有功
功率??
尸Λ?！?
—
系統(tǒng)為額定頻率時,
整個系統(tǒng)的有功負(fù)
一一
式中幾—
計算系統(tǒng)總的機(jī)械慣性時
間常數(shù), 粵西系統(tǒng)Κ, ‘
/
&amp;amp; , 已折算至計算系統(tǒng)
容量??! # ??% ??
尸。
—
系統(tǒng)發(fā)電廠機(jī)組的發(fā)電功
率??
△尸, /
—
系統(tǒng)所有機(jī)組出力變化的
稱么值+ 以正常時系統(tǒng)總
負(fù)荷尸??Γ?? 為基準(zhǔn)值, 出力
增加時為負(fù), 出力減少時
為正?；浳麟娋W(wǎng)低谷解列
時, 原先輸往主網(wǎng)的
??????% 功率因解列而送
不出, 等效于電源出力的
突然增加, ,
:
△尸Λ Γ /
—
系統(tǒng)負(fù)荷變化的標(biāo)么值。
此例中負(fù)荷未發(fā)生變化,
△尸ΛΓ / 二??。
Υ
/
所需時間??2
△了
△尸ΛΓ 。Ν △ΜΛ /
Η可+ Ν △尸研/ ,
△尸?? /
Η可
一??#
??! #
!
。
+因
Π 一#
/
&amp;amp;!
△尸ΛΩ /
△Σ
Π # ,
、
Κ聲Φ 了一下‘ Ξ 人Ψ
5 / — 5 # / 〕廳‘/ 二5 ,
Π :
/
7 如
一#
/
&amp;amp;!
二, 。, , 。尸、
??二一州卜氣一. 。上??乙??少
勺.
Π :
/
7 ΞΞΦ !
/
&amp;amp;
Π :
/ # ??+; ,
式中九/
—
變化后系統(tǒng)頻率的標(biāo)么
值??
Σ# 。
—
事故前的正常標(biāo)么頻率
+以# ΓΙ 為基準(zhǔn)值, 。
從以上驗(yàn)算可知2 在低谷期間及豐水
季節(jié), 粵西電網(wǎng)一旦與主網(wǎng)解列, 如不采取
高頻控制措施, 只需:
/
# ?? , 就會造成湛江
和茂名電廠的機(jī)組超速解列, 電網(wǎng)崩潰, 電
廠和用戶將受到嚴(yán)重?fù)p害。
!
/
! 某些線路故津引發(fā)粵西與主網(wǎng)之間
振蕩
電力系統(tǒng)的穩(wěn)定計算表明, 由于湛江
電廠發(fā)電機(jī)組容量相對較大, 是粵西電網(wǎng)
的主要支撐電源。因此, 當(dāng)湛江電廠的出線
發(fā)生三相短路時, 對發(fā)電機(jī)組會造成較大
的沖擊, 如果不快速切除故障, 茂湛系統(tǒng)與
主網(wǎng)之間就會失去穩(wěn)定, 發(fā)生振蕩。
振蕩中心分別落在! ! #) . 河恩線, 茂
陽線及陽開線路上。如果沒有穩(wěn)定控制措
施來消除振蕩, 將會造成粵西電網(wǎng)電壓崩
潰, 電網(wǎng)瓦解。
!
/
?? 低頻率, 低電壓崩清的危險依然存在
!/ ??/ 低頻率崩潰的危險
湛江電廠號機(jī)投產(chǎn)后, 在湛江、茂名
電廠的機(jī)組正常運(yùn)行時, 發(fā)電功率與用電
負(fù)荷大致平衡, 但所有機(jī)組不可能全年正
常運(yùn)行/ 當(dāng)湛江電廠機(jī)組或茂名電廠
# ??% 機(jī)組其中一臺檢修或其他原因停
運(yùn)時, 高峰負(fù)荷期間, 如果粵西電網(wǎng)與主網(wǎng)
解列, 若不采取有效措施, 就會產(chǎn)生低頻率
崩潰事故。驗(yàn)算如下2
粵西電網(wǎng)高峰負(fù)荷期間, 以&amp;amp;!# ??(
為用電負(fù)荷基準(zhǔn)值+包括地區(qū)電源負(fù)載, ,
折算至&amp;amp;! ????% 為基準(zhǔn)的粵西系統(tǒng)的機(jī)械
慣性時間常數(shù)為Κ/ Π 7 / Α 。
!
/
??
/ /
茂名電廠一臺# ??% 機(jī)組停
運(yùn)時
此時與主網(wǎng)解列, 功率額為7# ??% 。
頻率下降的理論值為
Σ0 # 一
尸, 一尸Ζ Ζ Ζ Ζ Ζ
[ 一二二[ [ Ο Ψ∴∴
廠下襯‘
> Η可
7 #
&amp;amp;! #
Ο # #
一# 一
! Ο !
/ Π # 一7
/
&amp;amp;
Π 7 / 7 : ΓΙ
茂名電廠機(jī)組的低頻解列定值為
7 ΑΓ2 , 時延為!; 和7; 。粵西電網(wǎng)解列后由
正常頻率# ΓΙ 下降至7 ΑΓ2 所需時間2
此種運(yùn)行方式下對應(yīng)的頻率變化時間
常數(shù)Κ,
尸幾
一△尸Λ 。
Κ了
尸,Γ
幾天蕩污干! 護(hù)石萬
Π 7
/ Α Ο
&amp;amp;! # 7 #
&amp;amp;! # &amp;amp;! #
! / + Ν# ,
Π
/
7 : &amp;amp;+; ,
△Σ
△尸ΛΓ / Ν △尸Λ/
Η可+ Ν △尸ΛΓ/ ,
二,
7 #
. 十而
!
/
+ΞΝ # ,
Π #
/
#
△Σ
Κ聲Φ 了一一丁‘ ’ , 人,
5 / — 5 # / 門廣乙5 5 /
一一
/
7 腸ΞΦ
#
。
#
7 Α 二‘ Ζ ‘
??丈一Ε 月0 . 。. 分
??.
Π
/
7 &amp;amp;: ΨΦ ??二/ &amp;amp;+; ,
根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果, 得出的結(jié)論是2 茂名電
廠一臺# # ??. 機(jī)組停機(jī), 粵西電網(wǎng)在高
峰負(fù)荷期間突然與主網(wǎng)解列, 如果沒有相
應(yīng)措施, 經(jīng)過/ &amp;amp; , 運(yùn)行頻率將從正常值
; ??Γ2 下降至7 ΑΓ斷再經(jīng)!; 時延, 切開茂
名電廠號、! 號、??號機(jī)組帶廠用電及地
方負(fù)荷運(yùn)行, 經(jīng)7; 時延, 只保留‘ 號、! 號
機(jī)組帶廠用電運(yùn)行, 這個過程中, 電源越來
越少, 運(yùn)行頻率加速下滑, 最終導(dǎo)致電網(wǎng)頻
率崩潰。
! / ??
/ /
! 湛江電廠??# ??% 機(jī)組停運(yùn)時
根據(jù)類似上述!
/
??/ / 的驗(yàn)算, 得出
的結(jié)論是2 粵西電網(wǎng)在高峰負(fù)荷時, 功率缺
額??! ????( , 達(dá)# Θ左右/ 如果高峰負(fù)荷期
間與主網(wǎng)解列, 假若沒有相應(yīng)措施, 經(jīng)過
# /
??! 運(yùn)行頻率就從# Γ2 下降至7 ΑΓ Ι ,
再經(jīng)!; 和7; 時延, 就導(dǎo)致茂名電廠兩臺
# ????% 機(jī)組解列, 只剩下茂名廠號、!
號機(jī)組帶廠用電運(yùn)行, 在這種情況下, 粵西
電網(wǎng)將很快出現(xiàn)頻率崩債。
! / ??
/
! 低電壓崩潰的危險
電力系統(tǒng)的穩(wěn)定計算表明, 在下列情
況下, 若不采取穩(wěn)定控制措施, 粵西電網(wǎng)將
出現(xiàn)電壓崩潰2
??/
湛江電廠??# ??% 機(jī)組停機(jī)時, 正
常負(fù)荷運(yùn)行情況下, ! ! #) . 開恩線、陽開
線、河恩線
/
茂榭線、茂陽線任一回路三相
跳閘或茂名電廠! ! #) . 母線三相短路??
Υ
/
高峰負(fù)荷時, 粵西# ??% 以上機(jī)
組停運(yùn)情況下, 粵西電網(wǎng)與主網(wǎng)突然解列??
] 湛江電廠的! ! #) . 出線或母線發(fā)生
三相短路事故??
⊥
/
湛江電廠機(jī)組發(fā)生磁故障。
?? 對策
一#
??
/
采取高傾切機(jī)措施以撞制運(yùn)行頻率
的突然升高, 份止全部機(jī)組超速解
列
在低谷負(fù)荷期間, 所有運(yùn)行的發(fā)電機(jī)
組, 都應(yīng)調(diào)整到最低可調(diào)范圍內(nèi)運(yùn)行, 盡量
縮小發(fā)電功率與用電負(fù)荷之間的差額, 減
少電網(wǎng)解列后高頻運(yùn)行的風(fēng)險和輸電線
損。在此基礎(chǔ)上, 安排適當(dāng)容量的機(jī)組裝設(shè)
高頻切機(jī)裝置。既要注意在有限的時間
+:
/
#?? , 內(nèi)解決高頻運(yùn)行狀況, 避免機(jī)組超
速解列, 電網(wǎng)崩潰??又要注意, 不要過早過
量地切除機(jī)組, 而使運(yùn)行頻率調(diào)得過低。每
一輪的切除容量、動作定值、時延都要合適
安排。
,??
/
! 米取快速切除故障和振蕩解列措施,
確保粵西電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行
??
/
!
/
穩(wěn)定計算基本一致的結(jié)論是2 湛江
電廠! ! ??) . 出線發(fā)生三相短路時, 如能在
# /
內(nèi)切除故障, 可以保持粵西電網(wǎng)的穩(wěn)
定??如果切除故障時間大于# / , 則失去
穩(wěn)定。為此, 必須在保護(hù)和開關(guān)的選型及維
護(hù)上下功夫。如果設(shè)備滿足不了要求或發(fā)
生拒動等意外時, 應(yīng)考慮其它措施。
??
/
!
/
! 如保護(hù)和開關(guān)不能在#/ 內(nèi)切除
上述故障, 發(fā)生振蕩時, 應(yīng)在振蕩中心
! ! #) . 的茂陽線, 陽開線, 河恩線實(shí)施振
蕩解列, 以保證粵西電網(wǎng)和主網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)
行。
??
/
??
/
未用低頻減載和低頻解列辦法, 防止
粵西電網(wǎng)發(fā)生低預(yù)率崩清事故
低頻減載是在電網(wǎng)發(fā)生有功功率缺
額、面臨頻率崩潰時保證向重要用戶連續(xù)
供電, 確保電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的一種有效
措施, 我省已有多年的成功經(jīng)驗(yàn)/
粵西電網(wǎng)的低頻減載配置和運(yùn)行要注
意如下事項(xiàng)2
?? /
低頻減載的有效切除容量應(yīng)大于可
《廣東電力》年第! 期
湛江電廠輸煤系統(tǒng)自動化控制
廣東省電力設(shè)計研究院陳瀾
摘要可編程撞制器謬< , 的應(yīng)用, 為大型火電廠輸煤系統(tǒng)的撞制開辟了一條重要途
經(jīng)。詳細(xì)介紹了湛江電廠輸煤程撞的總體設(shè)計, 硬件配制及軟件運(yùn)用情況。
關(guān)鍵詞可編程撞制琴+Μ< , 上煤撞制配煤撞制自動配煤
前言
大型火電廠要確保安全生產(chǎn), 機(jī)、爐、
電、灰、水、煤等各專業(yè)必須緊密協(xié)調(diào)/ 無論
哪個環(huán)節(jié)出了間題, 都會直接影響電廠的
正常運(yùn)行和安全生產(chǎn)。
然而, 長期以來, 電廠的輸煤系統(tǒng)往往
是整個電廠設(shè)備、技術(shù)最薄弱的環(huán)節(jié)/ 許多
電廠的輸煤系統(tǒng)設(shè)備陳舊, 管理落后, 工作
環(huán)境較差, 輸煤系統(tǒng)有設(shè)備數(shù)量多, 設(shè)備較
易損壞, 布置較分散、作業(yè)線長、勞動環(huán)境
差, 運(yùn)行要求靈活、工作方式切換方便等特
能發(fā)生的最大功率缺額, 今年內(nèi)應(yīng)保證達(dá)
到??! ????% +高峰負(fù)荷, 。
Υ
/
動態(tài)過程中, 頻率的下降值等于或
小于7 ΑΓ2 的時間不能大于!; , 否則茂名
電廠機(jī)組將解列。
。/
低頻減載動作后, 頻率的恢復(fù)值應(yīng)
在。士。/ _ Γ2 之間, 盡量不要過調(diào), 或懸
停在某一較低頻率上運(yùn)行/
⊥
/
粵西與主網(wǎng)只剩單回聯(lián)絡(luò)線運(yùn)行
時, 主網(wǎng)西送功率不應(yīng)大于粵西電網(wǎng)總負(fù)
荷的三分之一。否則, 發(fā)生解列事故, 即使
低頻減載正確動作, 但由于功率缺額過大,
難以保證粵西電網(wǎng)的頻率穩(wěn)定/
Υ
/
如功率缺額較大, 頻率下降速度較
快時, 應(yīng)采取按⊥了Δ⊥??上升加速切負(fù)荷措
施, 或機(jī)組跳閘聯(lián)切負(fù)荷措施。
Σ
/
在特殊事故中, 如采用低頻減載仍
未能保證粵西電網(wǎng)安全, 應(yīng)采用低頻解列
措施, 將地區(qū)重要負(fù)荷和廠用電與發(fā)電廠
機(jī)組一起解列運(yùn)行。
??
/
7 采用低電壓自動切負(fù)荷措施, 防止電
壓崩清
計算表明, 當(dāng)粵西電網(wǎng)可能發(fā)生電壓
崩潰時, 如果采用按電壓下降值分級快速
切除部分負(fù)荷, 可保持電壓穩(wěn)定。南京自動
化研究院7 年研制成功的∴ Λ一. 一! 微機(jī)
型低頻低壓減載裝置可以幫助我們實(shí)現(xiàn)這
一措施, 它兼有電壓下降較快時按⊥?? Δ⊥??
加速切除負(fù)荷功能/ 只要在原有低壓減載
方案的基礎(chǔ)上加以完善和對設(shè)備加以改進(jìn)
就能有效地防止粵西電網(wǎng)的電壓崩潰。
湛江電廠的投產(chǎn), 既是電力系統(tǒng)也是
全省工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的大喜事, 只要我們針對
投產(chǎn)后電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié), 采取合適的穩(wěn)定
控制措施, 就一定能夠確保電力系統(tǒng)的安
全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行, 為全省工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作
出更大的貢獻(xiàn)α
〔注〕本文計算公式引自《電力系統(tǒng)運(yùn)行操作和計
算,+ 水利電力出版社出版, 東北電管局調(diào)度局編/ ,

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02-06