發電機低周低壓解列裝置的應用

摘要:對煉油廠動力站發電機不及時解列造成電廠備用電源不能快速投入導致煉油廠停電事故的過程、原因進行了分析，并提出了整改措施和實施方案，以保證電網的安全、可靠運行。

關鍵詞:低周低壓并網運行電網解列

一、事件回放

作為電廠下級負荷的煉油廠F總變，是電壓等級為35kV/6kV的降壓變電所，擁有兩臺2×12MW的背壓發電機組，2009年6月30日，電廠側發生全所失壓事故， 110kV備用電源為手動檢無壓備用方式，由于發電機解列不夠迅速，電廠側不具備送電條件，造成整個電力系統恢復時間過長，造成整個煉油廠大面積停電，經濟損失巨大。

二、事故情況分析

2.1 F總變概況

F總變是35kV/6 kV電壓等級的降壓變電站，所帶負荷為煉油廠大部分生產裝置、化工廠以及部分生活用電。35kV主接線為單母線分段接線，由電廠1#線、2#線供電， 2臺變壓器并列運行。其中6 kV側并有2×12 MW發電機，額定電壓6300V，額定電流1375A)。2009年11月前，發電機無低周低壓解列裝置，全所失壓事故情況下通過人為手動解列發電機。上級電源電廠裝有110 kV備用電源線，備用方式為手動備用。

2.2故障經過

2009年6月30日15時48分33秒74毫秒，F總變監控后臺機打出35KVI段Uab越下限8.75;35KVⅡ段Uab越下限9.38 ;2009年6月30日15時48分34秒61毫秒;1#發電機強勵磁動作。

三、確定整改方案

3.1《電力系統低點保護與安全自動裝置》中指出: 在與大系統并網運行的受電小系統側，由于小電源所在地區系統，正常多由大系統供給一部分負荷，以滿足地區功率的平衡。故在聯絡中斷后，將使地區系統出現功率缺額。在有功功率缺乏時，表現為頻率下降;當無功功率缺乏時，將造成電壓下降。因此在小系統電源側(功率平衡點)裝設低頻率、低電壓解列裝置，以保證大小系統的安全運行。

3.2最終落實改造方案如下:

3.2.1煉油廠F總降壓變電所的兩臺發電機

(型號:QF2—12—2，功率12MW，額定電壓6.3kV，電流1375A，勵磁電壓186V，勵磁電流244A)，各加裝一臺低周低壓解列保護裝置。

3.2.2為電廠電源線加裝備自投裝置。

3.3 F總變側改造細節

3.3.1保護裝置的選定

鑒于F總變所使用的保護及后臺通訊均為南京力導DMP300系列，因此選用DMP367微機線路解列裝置

DMP367微機線路解列裝置主要適用于110KV及以下電壓等級的低頻、低壓。保護功能①低頻解列，②低壓解列

3.3.2保護實現原理

3.3.2.1低頻解列

裝置在頻率降低至整定頻率時，解列發電機。

低頻解列的起動必須具備以下條件:

1頻率滑差(df/dt)不大于低頻解列滑差閉鎖定值，根據石化公司繼電保護整定方案，整定不能大于5Hz/s;

2運行頻率低于低頻起動值(49.5HZ)

3系統未失壓，U≥Uset(閉鎖電壓)。

滿足以下條件之一時，閉鎖低頻解列:

低電壓閉鎖:軟件低壓閉鎖值Uset由用戶通過定值設定認為系統發生短路故障。

短路故障切除以后，系統恢復正常U>Uset， f>fset(動作頻率)，且變化率0

3.3.2.2低壓解列

低壓解列的起動必須具備以下條件:

①低壓解列投入;

②兩段6KV母線電壓UIab、UIbc、UIca、UIIab、UIIbc、UIIca同時低于低壓起動值;

③35kV進線龍化甲線(9436)、龍化乙線(9437)電流同時小于無流定值。

在輸入電壓滿足以下條件之一時，低壓解列被閉鎖。

①PT斷線告警;

②當母線PT一相斷線時，負序電壓U2大于10V

③當I段母線PT兩相、三相斷線，UIab、UIbc、UIca同時低于低壓起動值時，但35kV1#線大于無流定值時閉鎖低壓解列，同時PT斷線告警。

④當II段母線PT兩相、三相斷線，UIIab、UIIbc、UIIca同時低于低壓起動值時，但35kV2#線大于無流定值時閉鎖低壓解列，同時PT斷線告警。

四、發電機低周低壓解列裝置動作方式

4.1低壓保護:當頻率在49.5-50.5Hz范圍，發電機二次電壓低于75V時，頻率閉鎖、保護裝置不解列發電機，當頻率低于49.5HZ， 電壓低于75V時，延時0.7S，保護動作解列發電機。

PT斷線閉鎖定值10V，檢無流定值:0.1A。

4.2低頻保護:當系統頻率變化率小于5Hz/s，46Hz

五、綜述

在大型石化企業，應重視電力系統運行的安全與穩定，在事故情況下，正確快速的處理與恢復電網的供電，是減小經濟損失的最直接手段，在負荷側有小電源的供電系統(例如動力站發電機)中，對小型發電機組進行改造，使其能夠在事故情況中迅速解列，不影響上級電網的恢復供電，就成為了此次改造的最根本的目的。

參考文獻

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[3]電力系統繼電保護與安全自動裝置李火元 中國電力出版社 2002.1

[4]變電站綜合自動化系統南京力導保護控制有限公司 2003.