孤网运行下的解列减载方案Word文档格式.docx
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该电厂与印尼国家电网（PLN）相连接，在电厂建设过程中各方一直高度重视该系统的安全稳定，制定了详细的安全稳定控制方案并加以实施。
本文就该局部电力网络的解列减载逻辑功能的设计特点、方案等进行介绍，是适用于并网小电源系统（自备电站）的解列和减载功能总结。
项目基本情况介绍
中国华电工程（集团）有限公司（简称CHEC）作为国际工程项目EPC承包商，负责承建印度尼西亚首都雅加达附近的INDORAMA2×
30MW热电厂工程。
本工程为新建项目，融资方为世界银行组织成员之一的INTERNATIONALFINANCECORPORATION（简称IFC），建设规模是2×
30MW抽凝式机组，2×
150t/h煤粉锅炉，发电机变压器组单元接线方式，以两回20KV电压等级的联络线与PT.INDORAMASYNTHETICSTBK（简称IRS）工厂现有的20KV配电系统联网，两个工厂配电装置之间距离500米。
工厂现有70/20KV户外变电站1座，70KV侧是印尼国家电力公司电网系统（简称PLN），变电站设置70/20KV等级25MVA有载调压变压器和22MVA有载调压变压器各1台。
工厂内的配电系统电压等级为20KV，6.3KV和380V，其电源除引自70KV变电站外，工厂内还有6台6KV，3600KVA柴油发电机组和2台380V，1500KVA柴油发电机组联合供电。
项目电气技术特点介绍
一．电压等级和接地方式：
20KV系统：
直接接地系统，单母线分段接线，户内布置，开关柜方案；
电厂与工厂20KV系统之间通过双回电缆线路连接，每回出线具备送出电厂两台机组扣除厂用电后的全部发电功率的能力。
6.3kV厂用系统：
电阻接地系统（40Ω100A），两台机组的高压厂用变压器采用暗备用接线；
380V厂用系统：
直接接地系统，每台机组设置两台低压厂用变压器，暗备用接线；
380V公用系统：
直接接地系统，输煤、循水、水源地分别设置两台低压厂用变压器，暗备用接线；
发电机中性点：
接地变压器带二次接地电阻（15KVA，0.4Ω）；
二．解列减载的技术要求
1．业主要求EPC总承包商完成以下工作：
a．当印尼国家电力公司（PLN）电力网络发生的频率和电压扰动，波及INDORAMA工厂生产时，或者工厂配电装置与PLN间的联络线发生短路等故障情况下，实现在工厂20KV电气系统与PLN系统间的快速解列（gridislanding）功能；
b．解列后，自备电站的机组具有直接带INDORAMA电厂和化工厂负荷继续运行（孤网运行）。
当机组不能满足工厂负荷需求时，或者工厂负荷有较大波动时，完成对工厂负荷的分轮减载（loadshedding）功能。
2．孤网运行容易引发的电气系统问题列举如下：
电网电压、频率波动比较大；
厂用电供电可靠性降低；
很容易全网停电，机组面临“黑起动”的可能；
机组很容易发生突然出现甩负荷，负荷突增现象，机组启动频繁。
3．设置解列减载功能的目的和要求分析：
基于孤网运行方式，必须设置一个考虑周全的减载方案，才能满足工厂的安全生产。
因此，该解列减载装置必须满足下列要求：
a.在各种运行条件和过负荷条件下均能有效防止系统电压和频率下降到危险点以下；
b.在较短时间内使频率恢复到正常值，不出现超调或悬停；
c.切除的总负荷应尽可能小；
d.整个方案的投资费用尽可能低。
4．国内外电力系统频率允许设定值的对比：
4．1根据印尼国家电网的要求，EPC合同中对电厂和工厂电气系统的频率运行范围和时间规定如下：
如果电力系统的频率波动范围在48.5~51.0Hz以内，要求汽轮机能够连续运行，不发生任何故障。
如果频率波动超过这个范围，限制时间如下表要求：
频率
（Hz）
累计允许运行时间（每年）
（分钟）
允许运行时间（每次）
（秒）
>
51.5
30
51~51.5
180
48.5~51
连续
48~48.5
300
47.5~48
60
<
47.5
10
4．2根据IEC34标准的规定，电网在不同频率条件下允许运行时间要求如下：
频率（Hz）
允许运行时间
每年累计时间（分钟）
每次允许时间（秒）
50.5~51
48.5~50.5
47~47.5
20
4．3根据国内《DLT684-1999大型发电机变压器继电保护整定计算导则》，大型汽轮发电机组对频率异常运行的要求如下：
51
48
47.0
注：
上表所列发电机允许频率偏差范围，以及允许的持续和累积时间，可以用来作为对新机组基本性能的要求，也可作为频率继电器制造厂家确定其产品的定值范围的依据。
5．可以看出，印尼电网对频率高频段的要求高于IEC和国内标准，相当于电力系统提高了对发电机组和其他电气设备承受能力的要求。
综合考虑，根据EPC合同要求，采用定制生产的解列减载装置（国电南自电网稳定控制有限公司生产的SSD540C型电网微机解列及减载装置升级版）。
该装置根据INDORAMA工厂20KV受电及配电回路的不同负荷要求设计制造，对解列减载设备要求当系统频率在47～52Hz间变化时，解列减载装置能正常工作。
该装置比普通解列减载装置多设置10个出口，运行方式根据INDORAMA工厂与电网连接的2条线路，2个发电机运行状态，电厂与工厂间2条线路的运行方式设置，各种运行方式通过控制字投入／退出实现。
6．广义上，该解列减载装置的逻辑原理可以用于并网小电源系统（自备电站）的解列和减载。
不仅具有常规的滑差解列、低频过负荷解列、方向接地和相间故障解列、过频过压解列、低频低压解列等解列功能，同时还具有解列后减载的功能，能够避免解列后小电源系统的频率电压异常引起的小电源系统全面崩溃等事故的发生。
三．解列减载功能描述
1．解列逻辑判断条件
S1：
低频滑差解列、高频滑差解列。
频率降低且频率滑差大于定值，或者频率升高且滑差大于定值，解列系统。
S2：
低频过负荷解列。
当并网电源向系统外送功率，若频率降低，解列系统。
S3：
方向相间或接地故障解列。
当并网线路发生接地方向或相间方向故障且有一相电压低于电压定值，解列系统，相间方向和接地方向的延时满足反时限方程Tms=It。
（为提高装置的可靠性，计算出的延时若小于50ms，以50ms计。
）
方向相间的正向动作区为-90˚≤（arg（UBC/IA）|arg（UCA/IB）|arg（UAB/IC））≤30˚
方向接地的正向动作区为18˚≤arg（3I0/3U0）≤180˚。
S4～S7：
低频、低压、过频、过压解列。
当系统低频、低压、过频、过压时，经过相应的延时解列系统。
P1：
解列闭锁逻辑。
当机组全部停机或并网线路全部断开，装置将解列功能闭锁。
2．总逻辑图
解列减载逻辑中，需有PLN20kV两个开关都跳闸后开放减载的逻辑，以提高解列系统的可靠性。
由外部断路器辅助触点接入装置的两个跳合接点串联来实现。
3．减载逻辑功能
3．1解列的同时按受电功率减载逻辑（区别于以往，增加解列后允许减载的逻辑）
工厂电气系统在接受PLN电力供应条件下，如与PLN电网解列，根据解列前从PLN系统送入的功率P分五轮减载（无延时切除部分负荷，避免小系统的频率降低甚至系统崩溃，解列后5s内有效）：
（a）P<
1MW闭锁减载；
（b）1MW≤P≤5MW，减载第一轮；
（c）5MW≤P≤10MW，减载第二轮；
（d）10MW≤P≤20MW，减载第三轮；
（e）P≥20MW，减载第四轮；
3．2低频减载，分四轮减载（与系统解列后一直有效）
（a）f1+T1,第一轮；
（b）f2+T2,第二轮；
（c）f3+T3,第三轮；
（d）f4+T4,第四轮；
3．3解列后，若机组跳闸则继续执行减载逻辑。
当按上述方案减载后，若检测到任一台机组跳闸（或停机），再切除25～30MW负荷（解列后一直有效）。
3．4为提高装置的可靠性，低频减载功能还设有以下闭锁元件：
（a）低电压闭锁：
当电压低于一定值（一般0.6Un），退出低频判断，闭锁出口；
（b）滑差闭锁：
当
大于定值，退出低频判据，闭锁出口；
当恢复至启动频率时，解除滑差闭锁；
（c）当频率超出正常范围时f>
55Hz或f<
45Hz时，认为频率异常，闭锁低频出口。
（d）频率低于起动定值，且上述任何一个闭锁条件都不满足，装置低频起动。
4．其它功能
4.1装置出口共16组，每组两对接点，可控制32个断路器（含解列和减载全部线路）。
4.2具体某一轮级的出口由业主根据负荷特性确定。
4.3监视和自检：
电网解列减载装置的硬件和软件可以连续监视，如硬件有任何故障或软件程序有任何问题立即报警。
并可以通过就地RTU柜转接后，经光纤通信，高速可靠地实现与远方电气SCADA系统的站间通信。
4.4电网解列减载装置配有打印机接口，能够打印事件记录、事故数据记录、定值、装置运行状态等。
所有能打印的报告均可通过通信上传SCADA。
4.5当直流电源失电时，用一副开接点发出报警信号；
装置动作也能够输出硬接点，经就地RTU柜上传至远方电厂控制室SCADA监控系统。
4.6电压切换
a.装置须要接入两条并网线路的电压（线路TV）。
低压或高压解列所用的电压采用自动切换方式。
自动切换的原则是任一组电压未接、失压、断线等异常情形，则用另一组电压计算。
若另一组电压也异常，在“TV、TA自检投入”的情况下，装置发TV失压或断线告警，闭锁装置出口。
功率计算用的电压采用固定接线方式，线路一采用第一组电压，线路二采用第二组电压。
b.对于只与电压相关的功能，如低频、低压、过频、过压等，若两组电压均正常，则对于低频低压取低值，过频过压取高值计算；
若只有一组电压正常，取正常电压计算判别。
所有与电压相关的功能只有当电压恢复正常才能开放，上电时若不正常，将闭锁相关的功能。
c.TV断线及失压判据：
（1）两相断线判据：
三相电压和>
10V,且最小线压<
20V；
（2）单相断线判据：
10V,最大线电压－最小线压<
（3）三相失压判据：
正序电压小于0.1Un。
若有TV断线或失压，将闭锁装置相应的功能。
项目实施结论
上述的安全稳定控制方案详细地考虑了该局部互联系统的各种运行方式和故障情况，所提出的减载解列措施在国电南自电网稳定控制有限公司提供的SSD540C电网解列装置上全部实现，该装置顺利通过了出厂验收和现场验收，目前已在INDORAMA电厂投入运行。
该项目的成功实施，提高了该局部互联系统的安全稳定运行水平，也为以后此类项目的实施提供了有益的借鉴。
参考文献
[1]中华人民共和国电力行业标准（ElectricPowerIndustryStandardofChina）.电力系统自动低频减负荷技术规定（RulesofAutomaticLowfrequencyTechnologyforElectricPowerSystem）［Ｓ］.
[2]电力系统安全自动装置设计技术规定DL/T5147－2001中国电力出版社
[3]国电南自电网稳定控制有限责任公司.SSD540C电网解列装置说明书2006年4月
作者：
马洪涛（1976－），男，1997年毕业于哈尔滨工业大学电力系统及其自动化专业，工程师。
曾经从事火力发电厂电气设计工作，目前负责中国华电工程（集团）有限公司国内外总承包项目电气专业。
周文平（1972－），男，高级工程师，硕士，从事电力系统安全稳定控制系统及其设备的研制、开发和管理工作。
IntroductionofDesignCharacteristicandExperienceofGridIslandingandLoadSheddingScheduleofINDORAMACaptivePowerPlant（2X30MW）,Indonesia
MaHongTao1，ZhouWenPing2
（1.CHINAHUADIANENGENEERINGCO.,Ltd.,Beijing100044,China;
2.NanJingGuodianNanziGridStabilityControlCO.,Ltd）
Abstract:
Thevoltageandfrequencyofpowersystemareimportantguidelinewhichcanreflectthebalanceofactivepowerandreactivepowerofthegrid.Ifanyaccidentorabnormalconditionhappened,activepowerandreactivepowerwillbeunbalanced,itwillimpactthepowerqualitybecausethevoltageandfrequencyofpowergridwillraisedorfell.Theaccidentwillbeextendedtoallpowersystemincasedelaydisposal;
powersystemwillbecollapsedorfellapartincasewrongdisposal.Gridislandingandloadsheddingissignificantandeffectivemethodinnormalpowersystemoperation.Thereportintroducethedesigncharacteristic,logicalschemeofelectricalGridislandingandloadsheddingsystembasedonthesmallpowergridcomposedbytheINDORAMACaptivePowerPlantpowersystem,INDORAMASYNTHETICSTBKpowersystemandIndonesiapowergrid（PLN）,anditisapplicableforthegridislandingandloadsheddingfunctionofsmallpowersystem（capitalpowerplant）whichbesynchronizedwithpowergrid,hopeitcanbehelpfulforotherprojectinthefuture.
Keywords:
IndonesiaINDORAMACPP;
gridislanding;
loadshedding
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