安全稳控装置在电力系统中的应用

安全稳控装置在电力系统中的应用

陈鹏

（华能聊城热电有限公司山东聊城202541）

摘要：安全稳控装置是电网区域安全稳定控制的简称，这种控制系统是电力系统整个安全控制的重要组成部分。它是在电网发生故障（线路或大机组跳闸）时，采取切机或切负荷等措施，确保电网和电厂的安全稳定运行。它与正常稳定运行状态下的安全控制（如自动电压调节，自动调节频率和功率）和事故时的继电保护及事故后的恢复控制（如线路重合闸、备用电源自动投入等）共同协调工作，保证电力系统安全稳定运行。

关键词：稳控装置；电网；潮流

1、电网及电厂的安全稳定问题

聊城地区电网结构薄弱，大部分负荷通过聊城变与山东主网连接，某厂两台300MW机组通过光岳站、聊城站与主网连接。近几年来，随着聊城地区发电机组和负荷的不断增加，聊城地区电网向山东主网输送电力的潮流日益加重，特别是在向主网输送电力的500KV线路或220KV线路单回运行时，电网稳定问题突出，电网的安全稳定运行受到一定影响，发电机组的出力受到了制约。当有关线路出现故障跳闸时，可能会出现另一回路的过流、过频状况，直接威胁电厂机组的安全运行。如在04年某月某日，由于聊城变误切一台联络变，造成地方电厂两台600MW机组及某厂负荷通过一条220KV联络线向主网输送潮流，联络线路过载跳闸，事故造成多台机组停机，聊城电网失步震荡与主网解列，电网频率降至49.6HZ，所以电厂应设置220KV线路过载判断、220KV母线侧的低频、过频判断：并执行220KV光岳站及500KV聊城稳控主站发来的远方切机命令。

2、安全稳定控制装置的应用

2.1安稳装置的硬件配置及特点

本装置采用的微机安全稳定控制系统具有2Mbps及64Kbps高速数字通信接口，实现了稳控站之间的快速而可靠地通信，保证在工频的30度（1.66ms）内全网交换一次数据与命令。具有完善的设备故障判断模块，可只用电气量实现对线路、主变或机组运行状态及跳闸事故的准确判断；设有独特的震荡闭锁功能，确保系统震荡时不会误判为无故障跳闸。每套装置的结构有一套主机、几套从机构成，每一从机负责36路模拟量采样、开入量采样、计算，进行线路、主变、发电机的运行方式、故障判断，将结果上送给主机；主机负责收集从机的判断结果。接受其它站的信息，进行综合处理和控制，负责对外的通信。主机、从机硬件与软件实现了模块化、标准化，从机的数量和主机对外的通信接口数量、形式按需配置，装置扩充灵活方便。装置设有两种人机界面：本体点阵式液晶显示界面和电脑显示界面，人机界面友好，汉化显示和报告打印，具有完善的事件记录与数据记录（录波）。

2.2安稳装置的主要功能

2.2.1低频过频功能

（1）装置正常运行时，向稳控主站发送我厂机组运行工况和出力情况，发送本装置及通信通道的正常、异常和故障情况等信息，发送本厂对切机命令的执行情况和执行结果，以便稳控主站实施区域稳定控制。

（2）装置监测220KV徐岳Ⅰ线及徐岳Ⅱ线的母线运行情况，根据被监测母线的电压值，可实时计算出母线的频率，并以此判断出低频、过频事故。

（3）过频分两轮切机，每轮的频率值和时间定值均可以单独设定，即每轮都为单独轮。

（4）装置规定过频切机时，均以事故时刻的机组功率值进行判断。

2.2.2线路有故障及无故障跳闸（开关偷跳）功能

（1）装置监测220KV线路的运行情况，根据被检测线路的电气量，可实时计算出线路的功率。

（2）装置判断测量线路的三相电压、三相电流及有功功率的大小。当线路发生单永故障及相间故障时，装置接收线路保护的故障接点指令以及本装置的故障电气量出口跳闸。

（3）装置判断线路跳闸前功率及线路跳闸后功率以判别线路无故障跳闸，线路跳闸前功率应小于线路最小输送有功功率，线路跳闸后功率应大于最大充电有功功率，线路投运电流应大于线路充电电流，出口后切除发电机组。

2.2.3远方切机功能

（1）本装置通过2M光纤通道向光岳站及聊城站发送本站两台300MW机组的运行工况，并接受光岳站及聊城站发来的切本厂机组的远切命令。

（2）远切回路无本侧突变量启动判据，无延时定值，本装置连续收到3帧远切命令报文时立即动作出口，切除需要被切得机组。

（3）远方命令切除信号的传输时间决定于通道类型与通信传输速率，64Kbps通信方式为5MS（三次确认），连续判断出3帧远切命令编码后，立即置远切启动标志使装置启动，并同时判断所要切除的机组是否为投运状态。在满足动作条件后，置远切动作标志，输出远切跳闸脉冲。当远切命令消失后，，装置经延时回路清除远方启动标志后，才返回。

（4）某厂的稳控装置为A、B两套双重化配置，当其中一套为主机时，另一套为从机，主机与从机都接受远方切机命令，主机动作后输出动作接点给从机，从而闭锁从机动作，当从机30MS接受不到主机动作信号后，从机出口跳闸脉冲。

3、结论

随着经济的高速增长，电网的容量也快速增长，电网的结构变得复杂，必须借助专门的安全自动化系统，以确保电力系统安全稳定运行，采用安全稳定控制措施，能够发挥显著作用。

（1）提高了正常运行方式下电厂机组的输送能力，减少“窝电”损失，在系统联络线故障时，电网存在着严重的暂态稳定问题，必须采取线路三跳、连切机组措施，否则电网将失稳。

（2）在联络线事故跳闸或过流情况下，按照策略，采取切机措施，确保电网的热稳定和暂态稳定，保证电厂机组的安全运行。

（3）在电厂与联络线发生震荡时采取切机措施，确保电网的稳定，保证电厂机组的安全运行。

作者简介：

陈鹏（1976.04.03）男学历：山东科技大学电力系统及其自动化研究方向：电力系统及其自动化。