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湛江電廠投產后粵西電網的安全問題及對策

文檔作者：張蔭群翁昭樺文檔來源：廣東省電力工業學校廣東省電力中調所		點擊數：	更新時間： 2021年08月25日
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《廣東電力》年第! 期
湛江電廠投產后粵西電網的
安全問題及對策
廣東省電力工業學校翁昭樺
廣東省電力中
一
調所張蔭群
概述
、
裝機容量??# # ??% 的湛江電廠號機
組于年! 月份正式投產發電了。至
此, 粵西地區屬省統調的電廠裝機容量從
!&amp;amp; ????( 上升到&amp;amp; ????( , 使粵西電網的電
源與負荷的比例發生了根本性的變化, 大
大改善了主網電力重負荷、遠距離西送的
局面, 對于防止粵西電網的低電壓崩潰、低
頻率崩潰事故的發生, 降低電網輸電線損,
避免! ! #) ?? 江開甲乙線過載引發事故
、
等
起到了積極的作用。至年中, 粵西電
網結線圖見附圖。
但與此同時, 應該清醒地看到, 隨著湛
江電廠號機組的投產發電, 雖然粵西電
網某些方面的安全向題得到了改善, 但另
一些諸如機組高頻解列、振蕩等新的穩定
間題都會出現。作為運行調度的管理部門,
只有在充分認識和深刻了解面對的安全向
題的基礎上, 采取相應的妥善的對策和穩
定控制措施, 才能保證粵西電網在新的情
況下的安全、優質萬經濟運行。
江兩座電廠的機組正常運行, 則粵西+湛
江、茂名、陽江三市
—
下同, 高峰負荷期
間的用電負荷基本上與這兩座電廠的電源
功率相平衡, 主網與粵西電網+具體反映在
! ! ??) . 河恩線及陽開線, 的交換功率可保
持在士# ??% 左右/ 但在深夜底谷負荷期
間, 或串水季節茂名、陽江兩市水電大量發
電期間, 粵西電網的電源功率大量過剩, 倒
送回主網的電功率可達??# 0 !&amp;amp; ????% 左
右。
咐圖年中粵西電網結線圖
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
! / 高頻運行狀況的產生及危害
湛江電廠號機投產后, 如果茂名、湛
目前, 主網與粵西電網的聯系薄弱, 在
! ! #) ?? 開平變電站, 只有一個電氣聯絡
點??開平0 陽江0 茂名以及開平0 恩平,
一Α 一
河東這僅有的兩回聯絡線各長達! ??# 多
) Β , 特別在某段線路檢修停運單回路聯網
運行期間, 較容易造成與主網解列, 出現獨
立運行的情況。如果這情況發生布低谷負
荷期間或豐水季節, 粵西電網就會出現機
組超速及高頻運行狀況。下面以低谷負荷
期為例加以論證。
目前, 粵西??市低谷負荷+包括! 座電
廠的廠用電及地方小電源負荷, 約為
??! ????% , 湛江、茂名兩電廠低谷期間出力
最低可調至7 !# ??% , 加上地方電源, 粵西
電網正常悄況下低谷期的電源功率最低可
一
達7 # ??% , 比用電負荷??! ????% 多
??# ??% 。
湛江、茂名電廠機組的超速解列保護
定值為????# ΧΔΒΕΦ 左右, 對應該系統的運
行頻率為Γ2 左右。就是說, 如果粵西電
網解列運行, 沒有可靠措施, 運行頻率一旦
升至Γ2 左右, 將會導致機組解列, 電網
崩潰。
!
/ /
低谷負荷期間, 粵西電網與主網解
列, 未采取措施時, 頻率上升值的驗算〔由2
荷??
Η萬
—
系統負荷的頻率調
節效應系數??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 ????% 是粵西系統所
能調節到的最低發電功率值。如不調至最
低, 解列后粵西電網的頻率值更容易升高。
可見, 如沒有高頻運行控制措施, 在低谷負
荷期間及豐水季節, 粵西電網與主網解列
后, 肯定會造成機組解列, 電網崩潰。
!
/ 、! 粵西電網解列后, 運行頻率從
#Γ2 上升至Γ 2 +即機組超速保護解列,
所需時間的驗算2
??/
系統頻率變化的時間常數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
—
系統功率差額+以額
定頻率時的額定負
荷為基準值, ??
尸,
—
對應額定頻率時的
系統有功功率??
Μ
—
變化后系統的有功
功率??
尸ΛΓ’
—
系統為額定頻率時,
整個系統的有功負
一一
式中幾—
計算系統總的機械慣性時
間常數, 粵西系統Κ, ‘
/
&amp;amp; , 已折算至計算系統
容量??! # ??% ??
尸。
—
系統發電廠機組的發電功
率??
△尸, /
—
系統所有機組出力變化的
稱么值+ 以正常時系統總
負荷尸??Γ?? 為基準值, 出力
增加時為負, 出力減少時
為正。粵西電網低谷解列
時, 原先輸往主網的
??????% 功率因解列而送
不出, 等效于電源出力的
突然增加, ,
:
△尸Λ Γ /
—
系統負荷變化的標么值。
此例中負荷未發生變化,
△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/
—
變化后系統頻率的標么
值??
Σ# 。
—
事故前的正常標么頻率
+以# ΓΙ 為基準值, 。
從以上驗算可知2 在低谷期間及豐水
季節, 粵西電網一旦與主網解列, 如不采取
高頻控制措施, 只需:
/
# ?? , 就會造成湛江
和茂名電廠的機組超速解列, 電網崩潰, 電
廠和用戶將受到嚴重損害。
!
/
! 某些線路故津引發粵西與主網之間
振蕩
電力系統的穩定計算表明, 由于湛江
電廠發電機組容量相對較大, 是粵西電網
的主要支撐電源。因此, 當湛江電廠的出線
發生三相短路時, 對發電機組會造成較大
的沖擊, 如果不快速切除故障, 茂湛系統與
主網之間就會失去穩定, 發生振蕩。
振蕩中心分別落在! ! #) . 河恩線, 茂
陽線及陽開線路上。如果沒有穩定控制措
施來消除振蕩, 將會造成粵西電網電壓崩
潰, 電網瓦解。
!
/
?? 低頻率, 低電壓崩清的危險依然存在
!/ ??/ 低頻率崩潰的危險
湛江電廠號機投產后, 在湛江、茂名
電廠的機組正常運行時, 發電功率與用電
負荷大致平衡, 但所有機組不可能全年正
常運行/ 當湛江電廠機組或茂名電廠
# ??% 機組其中一臺檢修或其他原因停
運時, 高峰負荷期間, 如果粵西電網與主網
解列, 若不采取有效措施, 就會產生低頻率
崩潰事故。驗算如下2
粵西電網高峰負荷期間, 以&amp;amp;!# ??(
為用電負荷基準值+包括地區電源負載, ,
折算至&amp;amp;! ????% 為基準的粵西系統的機械
慣性時間常數為Κ/ Π 7 / Α 。
!
/
??
/ /
茂名電廠一臺# ??% 機組停
運時
此時與主網解列, 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
茂名電廠機組的低頻解列定值為
7 ΑΓ2 , 時延為!; 和7; 。粵西電網解列后由
正常頻率# ΓΙ 下降至7 ΑΓ2 所需時間2
此種運行方式下對應的頻率變化時間
常數Κ,
尸幾
一△尸Λ 。
Κ了
尸,Γ
幾天蕩污干! 護石萬
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;+; ,
根據驗算結果, 得出的結論是2 茂名電
廠一臺# # ??. 機組停機, 粵西電網在高
峰負荷期間突然與主網解列, 如果沒有相
應措施, 經過/ &amp;amp; , 運行頻率將從正常值
; ??Γ2 下降至7 ΑΓ斷再經!; 時延, 切開茂
名電廠號、! 號、??號機組帶廠用電及地
方負荷運行, 經7; 時延, 只保留‘ 號、! 號
機組帶廠用電運行, 這個過程中, 電源越來
越少, 運行頻率加速下滑, 最終導致電網頻
率崩潰。
! / ??
/ /
! 湛江電廠??# ??% 機組停運時
根據類似上述!
/
??/ / 的驗算, 得出
的結論是2 粵西電網在高峰負荷時, 功率缺
額??! ????( , 達# Θ左右/ 如果高峰負荷期
間與主網解列, 假若沒有相應措施, 經過
# /
??! 運行頻率就從# Γ2 下降至7 ΑΓ Ι ,
再經!; 和7; 時延, 就導致茂名電廠兩臺
# ????% 機組解列, 只剩下茂名廠號、!
號機組帶廠用電運行, 在這種情況下, 粵西
電網將很快出現頻率崩債。
! / ??
/
! 低電壓崩潰的危險
電力系統的穩定計算表明, 在下列情
況下, 若不采取穩定控制措施, 粵西電網將
出現電壓崩潰2
??/
湛江電廠??# ??% 機組停機時, 正
常負荷運行情況下, ! ! #) . 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
/
高峰負荷時, 粵西# ??% 以上機
組停運情況下, 粵西電網與主網突然解列??
] 湛江電廠的! ! #) . 出線或母線發生
三相短路事故??
⊥
/
湛江電廠機組發生磁故障。
?? 對策
一#
??
/
采取高傾切機措施以撞制運行頻率
的突然升高, 份止全部機組超速解
列
在低谷負荷期間, 所有運行的發電機
組, 都應調整到最低可調范圍內運行, 盡量
縮小發電功率與用電負荷之間的差額, 減
少電網解列后高頻運行的風險和輸電線
損。在此基礎上, 安排適當容量的機組裝設
高頻切機裝置。既要注意在有限的時間
+:
/
#?? , 內解決高頻運行狀況, 避免機組超
速解列, 電網崩潰??又要注意, 不要過早過
量地切除機組, 而使運行頻率調得過低。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,
確保粵西電網的穩定運行
??
/
!
/
穩定計算基本一致的結論是2 湛江
電廠! ! ??) . 出線發生三相短路時, 如能在
# /
內切除故障, 可以保持粵西電網的穩
定??如果切除故障時間大于# / , 則失去
穩定。為此, 必須在保護和開關的選型及維
護上下功夫。如果設備滿足不了要求或發
生拒動等意外時, 應考慮其它措施。
??
/
!
/
! 如保護和開關不能在#/ 內切除
上述故障, 發生振蕩時, 應在振蕩中心
! ! #) . 的茂陽線, 陽開線, 河恩線實施振
蕩解列, 以保證粵西電網和主網的穩定運
行。
??
/
??
/
未用低頻減載和低頻解列辦法, 防止
粵西電網發生低預率崩清事故
低頻減載是在電網發生有功功率缺
額、面臨頻率崩潰時保證向重要用戶連續
供電, 確保電力系統安全運行的一種有效
措施, 我省已有多年的成功經驗/
粵西電網的低頻減載配置和運行要注
意如下事項2
?? /
低頻減載的有效切除容量應大于可
《廣東電力》年第! 期
湛江電廠輸煤系統自動化控制
廣東省電力設計研究院陳瀾
摘要可編程撞制器謬< , 的應用, 為大型火電廠輸煤系統的撞制開辟了一條重要途
經。詳細介紹了湛江電廠輸煤程撞的總體設計, 硬件配制及軟件運用情況。
關鍵詞可編程撞制琴+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, 機、爐、
電、灰、水、煤等各專業必須緊密協調/ 無論
哪個環節出了間題, 都會直接影響電廠的
正常運行和安全生產。
然而, 長期以來, 電廠的輸煤系統往往
是整個電廠設備、技術最薄弱的環節/ 許多
電廠的輸煤系統設備陳舊, 管理落后, 工作
環境較差, 輸煤系統有設備數量多, 設備較
易損壞, 布置較分散、作業線長、勞動環境
差, 運行要求靈活、工作方式切換方便等特
能發生的最大功率缺額, 今年內應保證達
到??! ????% +高峰負荷, 。
Υ
/
動態過程中, 頻率的下降值等于或
小于7 ΑΓ2 的時間不能大于!; , 否則茂名
電廠機組將解列。
。/
低頻減載動作后, 頻率的恢復值應
在。士。/ _ Γ2 之間, 盡量不要過調, 或懸
停在某一較低頻率上運行/
⊥
/
粵西與主網只剩單回聯絡線運行
時, 主網西送功率不應大于粵西電網總負
荷的三分之一。否則, 發生解列事故, 即使
低頻減載正確動作, 但由于功率缺額過大,
難以保證粵西電網的頻率穩定/
Υ
/
如功率缺額較大, 頻率下降速度較
快時, 應采取按⊥了Δ⊥??上升加速切負荷措
施, 或機組跳閘聯切負荷措施。
Σ
/
在特殊事故中, 如采用低頻減載仍
未能保證粵西電網安全, 應采用低頻解列
措施, 將地區重要負荷和廠用電與發電廠
機組一起解列運行。
??
/
7 采用低電壓自動切負荷措施, 防止電
壓崩清
計算表明, 當粵西電網可能發生電壓
崩潰時, 如果采用按電壓下降值分級快速
切除部分負荷, 可保持電壓穩定。南京自動
化研究院7 年研制成功的∴ Λ一. 一! 微機
型低頻低壓減載裝置可以幫助我們實現這
一措施, 它兼有電壓下降較快時按⊥?? Δ⊥??
加速切除負荷功能/ 只要在原有低壓減載
方案的基礎上加以完善和對設備加以改進
就能有效地防止粵西電網的電壓崩潰。
湛江電廠的投產, 既是電力系統也是
全省工農業生產的大喜事, 只要我們針對
投產后電網的薄弱環節, 采取合適的穩定
控制措施, 就一定能夠確保電力系統的安
全、優質、經濟運行, 為全省工農業生產作
出更大的貢獻α
〔注〕本文計算公式引自《電力系統運行操作和計
算,+ 水利電力出版社出版, 東北電管局調度局編/ ,

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