摘要：大唐多伦煤化工所接入的地区220kV网络结构相对较为薄弱，该项目处于地区链式网络的末端，链式网络发生断线时，大唐多伦煤化工自身机组接带负荷及部分地区电网成为孤立小系统，该系统中机组出力与负荷水平不能匹配运行，从而使得孤立小系统中电压、频率不能满足稳定要求，最终造成大唐多伦煤化工全厂失电。
本改造方案根据地区电网现有网络结构，并结合电网发展情况，提出了解决上述问题的措施，并提出安全自动装置的功能要求以及具体配置方案。
关键词：孤网运行；安全自动装置；控制
1 改造方案提出的背景
大唐多伦煤化工位于锡林郭勒地区，厂区供电系统以220kV电压等级并入电网。厂内有1座220kV变电站，变电站分别通过唐滦线、唐都线接至内蒙古电网滦河220kV变电站、元上都220kV变电站。正常运行时，两回220kV线路均投入运行，变电站220kV双母线并列运行。动力装置建有2×100MW+1×80MW机组，正常运行时，三台机组总发电量约150MW左右，与全厂用电负荷保持平衡，基本不与系统发生潮流交换。
目前，锡林郭勒南部地区电网通过500kV、220kV网络与乌兰察布盟地区电网的汗海500kV变相连，形成了汗海500kV变～灰腾梁500kV变间以500kV线路及220kV链式网络并行的网络结构，其中220kV链式主网架上形成汗海变～兴广双回，兴广～明安图～元上都～灰腾梁单回的结构。该地区网络正常运行时500kV/220kV电磁环网解环运行，元上都变及滦河变通过汗海～兴广～明安图～元上都220kV线路接带，元上都～灰腾梁220kV线路处于备用方式。因此大唐多伦煤化工处于220kV链式供电网络终端。该地区电网结构示意图如图1所示。
2 进行改造的必要性
电网正常运行方式及元上都变由灰腾梁变接带方式时，大唐多伦煤化工及元上都-滦河供电系统均处于地区电网220kV链式网络末端，且该链式网络以单回220kV线路为主，因此该链式网络中兴广～明安图～元上都任意一回线路发生N-1断线或汗海～兴广双回线路发生N-2断线以及元上都变由灰腾梁变接带方式下灰腾梁～元上都线路发生N-1时，大唐多伦煤化工接带部分变电站成为孤立小系统。此外在大唐多伦煤化工唐都线检修方式下，元上都～滦河线路发生N-1断线时，大唐多伦煤化工接带系统变电站也会成为孤立小系统。由于2013年的“4.8”事故和“6.29”事故均是由电网事故导致大唐多伦煤化工全厂失电，因此需考虑装设安全稳定控制系统，来解决上述稳定问题。
3 前期主要工作
大唐内蒙古多伦煤化工220kV升压站为双母线结构，站内共10个间隔，分别为#1-#3主变间隔、#1、#2起备变间隔、#3高厂变间隔、251、252线路间隔、#4、#5降压变间隔。正常运行时220kV双母线通过母联开关合环运行，各间隔按设备编号以“单上单，双上双”原则接入220kV双母线。站内通过251唐滦线、252唐都线并入蒙西电网。
为了改善蒙西电网对大唐多伦煤化工的影响在动力装置增加一套线路开关微机自动同期装置，同时配备一台同期选线器将唐滦线251开关、唐都线252开关作为并列点，并对DEH控制逻辑进行了修改。
2013年7月检修期间完成了孤网运行并网试验。试验工况为动力装置#2炉、#3炉运行，#2机运行，通过调节机组负荷达到受电与送电零潮流时先后拉开唐滦线251、唐都线252开关与蒙西电网解列。调节#2机组转速稳定在3000转左右,发电负荷30MW，孤网运行稳定，网控220KV母线电压二次值为57.96V，蒙西电网侧电压二次值为60.19侧，同期装置采用差频并网，允许频差定值为0.15Hz，允许压差为3%。251开关并网时#2机组转速3006rpm，机组频率50.1Hz满足同期条件直接并网成功。252开关并网时先人为调节机组转速到不满足同期条件，同期装置投入后自动调节#2机组转速进入到50.15Hz之内并网成功。通过此次试验证实,孤网运行时可以通过线路开关与蒙西电网并网。
2013年4月8日、6月29日由于电网故障造成大唐多伦煤化工全厂停电，蒙西电网的不稳定是大唐多伦煤化工安全生产的重大隐患。为了解决这一难题考虑增加一套频率电压紧急控制装置，该装置通过检测电网电压和频率，电网故障时通过该装置直接跳掉251、252开关与电网解列，同时判断送受电是否平衡来切除化工区部分负荷，转入孤网运行。改造主要目的为减小锡盟地区电网故障对大唐多伦煤化工的影响，通过安全自动化稳定控制装置可以实现在外网故障时迅速断开唐滦线251开关、唐都线252开关，切除外网故障点，厂内转入孤网运行。
4 本次改造所要解决的问题
本次改造的电网安全自动装置主要解决地区电网发生N-1及N-2断线故障时造成大唐多伦煤化工孤网运行的问题。
5 配置原则
5.1 本方案所设计的稳控装置作为系统单一严重故障在继电保护正确动作的基础上采取的解列措施，维持系统稳定运行。
5.2 安全自动装置按微机智能、功能简单实用、注重实效性的原则设计。
5.3 安全自动装置按双套配置。
6 配置方案
地区电网发生N-1、N-2断线后，由于一般运行方式时大唐多伦煤化工机组出力与自身负荷基本保持平衡，因此在发生电网断线故障时，可考虑采用解列措施将大唐多伦煤化工与系统联络线路解开，从而使得大唐多伦煤化工孤网运行，保证其自身出力与负荷的平衡。在大唐多伦煤化工机组出力与自身负荷不匹配运行时，自身机组满足负荷供电后，仍需由系统向其提供一定的电力，该方式下发生电网断线故障时，通过上述解列措施后，大唐多伦煤化工再进行切除部分负荷，
论文作者:杜兵
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/13
标签：多伦论文; 大唐论文; 电网论文; 链式论文; 煤化工论文; 装置论文; 机组论文; 《电力设备》2017年第31期论文;