樂灘電廠安全穩定控制系統升級改造

陸柳艷

（廣西桂冠開投電力有限責任公司，廣西 來賓 546100）

0 引言

樂灘水電廠位于廣西忻城縣紅渡鎮上游3km，是紅水河規劃的第八個梯級水電站。是一座以發電為主，兼有航運、灌溉等綜合效益的水電樞鈕工程。電站共裝有4臺150MW的軸流轉漿半傘式水輪發電機組，總容量為600MW；220kV側采用雙母線接線，共5回出線，分別為樂永線、百樂線、樂溯I、樂溯II、樂六線。由于廣西電網存在500kV/220kV的高低壓電磁環網，潮流從500kV河池站穿越至廣西電網220kV系統；龍灘水電廠建成運行，系統潮流也產生了相應變化，按照當前電網結構及運行方式，在樂灘電廠及近區水電機組出力較多時，220kV樂溯Ⅰ線、樂溯Ⅱ線輸送功率和超過560MW，若220kV樂溯Ⅰ、Ⅱ線任一回線跳閘，會導致另一回運行線路過流。為實現網區安全穩定運行要求，為了保證電網安全及樂灘電廠電力的送出不受阻，減少棄水，需配置輸送線路安全穩定控制裝置來解決。

1 安全穩定控制裝置概況

2008年樂灘電廠安裝了一套穩控裝置（A套，過流切機裝置），實現本地穩定控制功能：即在樂灘電廠及近區水電機組出力較多時，220kV樂溯Ⅰ線、樂溯Ⅱ線輸送功率和超過560MW，若220kV樂溯Ⅰ、Ⅱ線任一回線跳閘，導致另一回運行線路過流時，對本廠機組實施減出力或切機。

2012年，溯河、來賓電網環網運行后，由于220kV網區間較薄弱以及高低壓電磁環網的存在，需要在500kV溯河主站、來賓站、220kV貢模子站、樂灘電廠子站配置溯河來賓區域安穩系統。其中安穩系統樂灘電廠子站通過升級改造實現雙重化配置，實現本地及遠方控制功能。

2 工程施工

2012年12月樂灘電廠委托廣西電力工業勘察設計研究院進行設計，安穩系統樂灘電廠子站通過升級改造A套、增設B套及通信接口柜，組成相互獨立的、完全相同的雙套系統，實現雙重化配置。2013年2月進行施工，具體步驟如下：

2.1 安穩裝置B柜就位，通信接口柜就位。施工現場處于開關站繼保室，施工涉及電纜鉆孔及基座開挖和焊接，必須做好防震、防火、防水、防塵和現場運行設備隔離等安全措施；屏柜安裝就位后現場清理干凈。

2.2 屏柜直流、交流電源電纜敷設；電流采樣電纜敷設；電壓采樣電纜敷設；控制電纜敷設；監控信號電纜敷設。電纜敷設時按規定分層、分類敷設，嚴禁強拉硬扯，防止損壞運行中的電纜，影響在用設備的正常運行。

2.3 電纜接線。在電流互感器、電壓互感器二次回路上工作要做好嚴密的安全技術措施，避免造成電流互感器二次回路開路和電壓互感器二次回路短路。

1）屏柜直流、交流電源電纜接線。控制空開在斷開狀態，先接屏柜端，后接電源端。

2）樂溯Ⅰ線、樂溯Ⅱ線電流、電壓采樣電纜、控制電纜接線。電流電纜接入線路故障錄波器柜、安穩裝置B柜；220kV樂溯I、II線、電流、電壓回路敷設到位且制作好電纜頭（電流、電壓均未接入裝置）。

3） #1、#2、#3、#4主變高壓側電流電纜接入安穩裝置B柜、主變電流端子箱。有計劃進行停電、分步驟接入四臺主變的電流、電壓回路及切機的控制回路。

4）監控信號電纜接入開關站現場控制單元LCU5 A柜。

2.4 通信接口裝置。光纖電纜接入安穩裝置A、B柜、通信接口裝置；同軸電纜接入通信接口裝置、通信配線架。

3 調試

安全穩定控制系統裝置采用雙重化配置，其中一套裝置進行調試，或其他原因退出運行，不影響另一套裝置正常運行，樂灘站在原有的穩控系統的基礎上進行升級版本、單體調試、聯合調試。

3.1 樂灘站安穩裝置B套調試

1）調通樂灘站安穩裝置B套與溯河站安穩裝置B套的通道，安穩裝置B套進行單體調試（本地控制策略部分）和線路檢修壓板功能試驗。

2）與溯河站安穩裝置B套進行聯調（遠方控制策略部分）；聯調內容：溯河站過載切樂灘電廠機組邏輯校驗；溯河站過載減樂灘電廠機組出力邏輯校驗。聯調合格后，暫不投入運行，需擇機接入控制回路、電流回路、電壓回路。

3.2 樂灘站安穩裝置A套調試

1）退出安穩裝置A柜（樂灘過流切機裝置）。

2）調通樂灘站安穩裝置A套至溯河站安穩裝置A套的通道。對安穩裝置A套進行升級，輸入定值，然后進行單體調試；線路檢修壓板功能試驗；安穩裝置A套與安穩裝置B套通信，主、從切換試驗。

3）與溯河站安穩裝置A套進行聯調。聯調內容：溯河站過載切樂灘電廠機組邏輯校驗；溯河站過載減樂灘電廠機組出力邏輯校驗。

4 試運及投運

聯調合格后，安穩裝置投入試運行（退出安穩裝置A套出口跳閘壓板，僅投信號），試運一個月正常后，正式投入運行。安全穩定控制裝置B柜于2013年6月9日投入正式運行，安穩A柜于2013年7月9日投入試運行，8月9日試運行結束，裝置試運正常。現已全部投入運行。

5 改造后樂灘電廠子站配置和具體功能

經改造后樂灘電廠子站安穩裝置按雙套系統設置，每套均由一臺RCS-992A主機、一臺RCS-990A從機及其它輔助設備組成。雙套配置系統構成A和B兩套系統，兩套系統完全相同，相互獨立。不僅實現本地控制功能，同時實現遠方控制功能：即接收安穩系統500kV溯河主站發來控制指令，對本廠機組實施減出力或切機，以滿足系統運行要求。

5.1 樂灘電廠安全穩定控制系統主要功能：

1）樂溯Ⅰ、Ⅱ線過流報警功能：樂溯Ⅰ（Ⅱ）線電流＞告警定值，經告警延時，裝置發出樂溯Ⅰ（Ⅱ）線過載告警信號。樂溯Ⅰ（Ⅱ）線過載告警不受樂溯Ⅱ（Ⅰ）線是否跳閘限制，也不受功率方向限制。發出告警信號的同時，既不減出力也不切機。

2）本地減出力功能：判別電廠一回線跳閘，另一回線過載，當功率方向為正（電廠送出方向）且持續大于過載減出力定值時，判為線路過載需要減出力；設置一輪過載減出力。當持續過載時減出力節點一直閉合，直到過載返回。當持續減出力時間大于“減出力有效時間”定值，且過載仍然未返回，則判為減出力無效，執行減出力無效切機邏輯，同時收回減出力命令。

3）本地切機功能：判別電廠一回線跳閘，另一回線過載，當功率方向為正（電廠送出方向）且持續大于過載切機定值時，判為線路過載切機；設置兩輪過載切機每輪切除一定容量的機組。結合機組可切狀態，按照既定順序，按過切原則進行切機選擇。

4）執行遠方減出力或切機功能：接收溯河站發送的減出力命令，執行減出力措施；接收溯河站發送的切機臺數命令，執行切機措施，當持續減出力時間大于“減出力有效時間”定值，且過載仍然未返回，則判為減出力無效，執行減出力無效切機邏輯，切機原則按照機組出力從大到小切除相應機組。

5.2 切機原則

圖1

1）需切量計算

按照相應過載輪次動作時刻的功率大小，減去切機功率門檻值，所得差值作為該輪次的需切功率，再考慮一輪補切以適應非線性的要求。選擇線路電流做為過載判據。

2）切機選擇（以過切為原則）

本地過載切機：按照最小“過切”原則來選擇機組，即選擇容量最接近且超過樂溯線過載數值的“過切”組合方案來切除機組。

在保證滿足切除功率的前提下，切機順序：＃1（或＃2）機組→＃4機組→＃2（或 ＃1）機組。

遠方切機：按臺數切，從大到小切。

3）過載切機：當裝置檢測到樂溯線過載切機條件滿足時，經過切機延時，按照過載切機量匹配切除樂灘機組；

4）過載切機和減出力的時序關系圖（圖1）5）保留＃3機組運行，不切機。

5.3 主輔運原則

樂灘電廠雙套裝置分主輔運方式運行，根據主運壓板投入狀態，被選定為主運系統的裝置在動作條件滿足即瞬時動作，同時通過光纖信號閉鎖備運系統。備運系統動作條件滿足后，延時40ms動作。備運系統動作條件滿足后40ms內收到主運系統的動作信號，即閉鎖裝置出口、不再出口切機，否則正常出口。

備運系統運行時會檢測主運系統的工作情況，若主運系統異常，則備運系統自動升級為主運系統，不再受主運系統狀態控制，裝置在動作條件滿足即瞬時動作。

6 結語

樂灘電廠安全穩定控制系統自2013年8月投運以來，生產部門加強設備的巡檢、維護，現設備運行正常。為保證區域電網穩定運行和樂灘水電廠出力順利輸出提供了保證。