CN103166249B - 一种快速并网***安全稳定控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速并网***安全稳定控制方法,基于脱离大电网的小电网,为了实现小电网***能够安全运行,需要将小电网随时可以同期并入大电网,大电网与小电网之间通过母联分段开关、电抗器、隔离开关相连,且在母联两端并联同期联络变压器;在母联分段开关串联电抗器起到限流和滤波作用,防止超过开关最大遮断电流;为确保发电机故障解列时迅速并网接入***,在发电机所带小电网和大电网之间设置一台同期联络变压器,同期联络变压器起到大电网与小电网保持同期状态,为快速并网赢得时间,缩短故障停电时间,也大大减少不必要设备无故停电,保障了企业设备安全,提供企业生产效率,消除电网谐波,提高电能质量。
Description
技术领域
本发明涉及发电、输电、变电、配电及用电等电力控制领域,具体涉及一种小电网与大电网快速并网***安全稳定控制方法。
背景技术
孤网是孤立电网的简称,一般泛指脱离大电网的小容量的电网,电力建设规程规定,最大单机容量小于电网总容量的8%的电网,可以称为大电网,目前我国各大地区电网的机网容量比已经小于8%,可以看作无限大电网,相比之下,机网容量比大于8%的电网,统称为小网,孤立运行的小网,称为孤网。
由于孤网容量较小,其中旋转惯量储能和锅炉群所具备的能力势能均较小,要求机组的调速***具有更高的灵敏度,更小的迟缓率和更快的动态响应特性,需要随时与大电网保持同期运行,随时可并网运行。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种电力***孤立运行的小网,在遇到发电机故障跳机、甩负荷、解列、低压、低周、大电机启停等各种突发工况时,随时与大电网保持同期运行,可并网运行。
为解决上述技术问题,本发明通过以下技术方案来实现:一种快速并网***安全稳定控制方法,基于脱离大电网的小电网,为了实现小电网***能够安全运行,需要将小电网随时可以同期并入大电网,其发明内容包含以下:
a、大电网与小电网之间通过母联分段开关、电抗器、隔离开关相连,且在母联两端并联同期联络变压器,见图1电气主接线图所示;
b、母联分段开关串联电抗器起到限流和滤波作用,防止超过开关最大遮断电流;
c、为确保发电机故障解列时迅速并网接入***,在发电机所带小电网和大电网之间设置一台同期联络变压器,见图2同期联络变压器接线原理图,其特点如下:
①变压器两侧电压等级相同,变比为1,保证小电网实时跟踪大电网电压;
②变压器由三个独立相同的单相变压器组成,分别为A相变压器、B相变压器、C相变压器,可以防止三相变压器磁路之间的耦合,大大提高小电网与大电网之间的同步能力;
③变压器第三线圈开口三角串联一个可调的磁阻,可以起到消谐作用;
④还可以起到小电网与大电网锁相作用;
⑤变压器有良好的绝缘耐压设计,在***单相接地情况下能够稳定运行;
⑥变压器过载能力很高,允许10倍额定电流时,过载能力不低于0.6秒或4倍额定电流时,过载能力不低于4秒。
d、为了实现在小电网出现故障时能够快速与大电网并网,有两种情况,情况一当快速并网***同时检测到发电机故障、孤网运行、小电网有压时,再判断母联分段开关在分位,且快速并网投入许可开关处于合位,则启动快速并网出口合母联分段开关;情况二当快速并网***同时检测到同期联络变压器投入运行、同期联络变压器过载、小电网有压时,再判断母联分段开关在分位,且快速并网投入许可开关处于合位,则启动快速并网出口合母联分段开关,加2秒脉冲是为了确保并网出口有足够时间保证,见图3快速并网逻辑原理图;
e、孤网判据,判据的原则是小电网与大电网脱离,有四种情况,情况一A31无流且与A31相对应的断路器在分位、情况二A32无流且与A32相对应的断路器在分位、情况三A37或A38在分位且A312无流且在分位、情况四小电网的R302无流且在分位且R321无流且在分位,参见图1电气主接线图、图4孤网判据逻辑原理图、图5孤网判据PLC程序原理图。
f、并网汽机调节,分两种情况,情况一遥控功率调节,即远方调节发电机功率,把同期联络变压器穿越功率的模拟量通过专用光纤传送给远方汽机DEH调节,通过DEH自动调节发电机功率,达到大电网与小电网负荷趋于平衡;另一种情况就是手动调节发电机功率,一般用于手动并网方式,通过手动同期增减速按钮,通过专用光纤传送给远方汽机DEH调节,通过DEH自动调节发电机功率,或调节励磁***电压,达到大电网与小电网同期,即合母联分段开关并网,详细见图6并网汽机调节原理图。
大电网与小电网通过一台同期联络变压器连接起来,母联断路器处于热备状态,随时可以检同期合闸,保持大电网与小电网同期,在理想情况下,小电网与大电网间通过遥控功率调节达到功率平衡。
当同期联络变压器穿越功率出现负荷波动值小于或等于500KW时,可视为负荷基本稳定,汽机不需要调节。
当同期联络变压器穿越功率出现负荷波动值大于500KW时,可通过采集同期联络变压器的穿越功率,传至汽轮机DEH,对汽轮机进行增减负荷的调节,以达到尽量减小同期联络变压器穿越功率的目的。
同期联络变压器保护配置有定时限过流保护动作电流100A时限0.6秒,反时限过流保护动作电流10A时限0.6秒,差动保护。
本发明具有以下优点:
1、同期联络变压器起到大电网与小电网保持同期状态,为快速并网赢得时间,缩短故障停电时间,也大大减少不必要设备无故停电,保障了企业设备安全,提供企业生产效率;
2、消除电网谐波,提高电能质量;
3、改变了传统检同期并网方式,并网时间需要几秒钟,现发明新的并网方式,大大缩短了并网时间,可以达到200毫秒;
4、汽机同期增减速远程调节,汽机发出功率远程遥控功率增减调节,远程通道采用双通道冗余,保证汽机远程调节可靠。
附图说明
图1为本发明电气主接线图;
图2为本发明同期联络变压器接线原理图;
图3为本发明快速并网逻辑原理图;
图4为本发明孤网判据逻辑原理图;
图5为本发明孤网判据PLC程序原理图;
图6为本发明并网汽机调节原理图;
图7为本发明PLC接线原理图。
具体实施方式
本发明具体实施步骤如下:
a、在大电网与小电网之间设立母联高压开关柜和隔离柜,可根据开关遮断电流大小,是否配置电抗器,参见图1电气主接线图;
b、在母联高压开关柜两端并联一台同期联络变压器,接线方式参见图2同期联络变压器接线原理图,配置2台冗余带方向变送器采集同期联络变压器的功率,使发电机孤网运行时与大电网***实时同期,同期联络变压器的穿越功率,是发电功率协调控制及快速并网的重要判据,同期联络变压器瞬间最大穿越功率限制在500KW以内;
c、配置两套冗余PLC,8路AI,96路DI,48路DO,采集各种开关量和模拟量,并负责数据处理、孤网判据逻辑编程、并网逻辑等等,实现快速并网***,参见图7PLC接线原理图;
d、配置一套接点远传装置,用于汽机DEH和并网PLC间传输同期请求、同期应答、同期增、同期减、遥控功率请求、遥控功率请求应答、遥控功率增脉宽、遥控功率减脉宽、孤网状态等信号。
实施例一,图1所示,当同期联络变压器穿越功率出现负荷波动值小于或等于500KW时,可视为负荷基本稳定,通过汽机自己来调节,或者当同期联络变压器穿越功率出现负荷波动值大于500KW时,可通过采集同期联络变压器的穿越功率,传至汽机DEH,对汽机进行增减负荷的调节,以达到尽量减小同期联络变压器穿越功率的目的。
实施例二,图1所示,当同期联络变压器故障,穿越电流反时限超过10A,0.6秒或过流100A,0.6秒时或差动保护动作,跳开A37和A38开关,退出同期联络变压器。
实施例三,图3所示,有两种情况,情况一当快速并网***同时检测到发电机故障、孤网运行、小电网有压时,再判断母联分段开关在分位,且快速并网投入许可开关处于合位,则启动快速并网出口合母联分段开关;情况二当快速并网***同时检测到同期联络变压器投入运行、同期联络变压器过载、小电网有压时,再判断母联分段开关在分位,且快速并网投入许可开关处于合位,则启动快速并网出口合母联分段开关,加2秒脉冲是为了确保并网出口有足够时间保证,出口脉宽300毫秒不检同期进行快合母联分段开关进行并网,出口脉宽800毫秒检相角差进行慢合母联分段开关进行并网。
Claims (5)
1.一种快速并网***安全稳定控制方法,基于脱离大电网的小电网,为了实现小电网***能够安全运行,需要将小电网随时能够同期并入大电网,包括以下步骤:
a、大电网与小电网之间通过母联分段开关、电抗器、隔离开关相连,且在母联两端并联同期联络变压器;
b、母联分段开关串联电抗器起到限流和滤波作用,防止超过母联分段开关最大遮断电流;
c、为确保发电机故障解列时迅速并网接入***,在发电机所带小电网和大电网之间设置一台同期联络变压器,其特点如下:
①变压器两侧电压等级相同,变比为1,保证小电网实时跟踪大电网电压;
②变压器由三个独立相同的单相变压器组成,分别为A相变压器、B相变压器、C相变压器,能够防止三相变压器磁路之间的耦合,提高小电网与大电网之间的同步能力;
③变压器第三线圈开口三角串联一个可调的磁阻,能够起到消谐作用;
④还能够起到小电网与大电网锁相作用;
⑤变压器绝缘耐压设计,在***单相接地情况下能够稳定运行;
⑥变压器允许10倍额定电流时,过载能力不低于0.6秒或4倍额定电流时,过载能力不低于4秒;
d、为了实现在小电网出现故障时能够快速与大电网并网,有两种情况,情况一当快速并网***同时检测到发电机故障、孤网运行、小电网有压时,再判断母联分段开关在分位,且快速并网投入许可开关处于合位,则启动快速并网出口合母联分段开关;情况二当快速并网***同时检测到同期联络变压器投入运行、同期联络变压器过载、小电网有压时,再判断母联分段开关在分位,且快速并网投入许可开关处于合位,则启动快速并网出口合母联分段开关,加2秒脉冲是为了确保并网出口有足够时间保证;
e、孤网判据,判据的原则是小电网与大电网脱离,有四种情况,情况一A31无流且与A31相对应的断路器在分位、情况二A32无流且与A32相对应的断路器在分位、情况三A37或A38在分位且A312无流且在分位、情况四小电网的R302无流且在分位且R321无流且在分位;
f、并网汽机调节,分两种情况,情况一遥控功率调节,即远方调节发电机功率,把同期联络变压器穿越功率的模拟量通过专用光纤传送给远方汽机DEH调节,通过DEH自动调节发电机功率,达到大电网与小电网负荷趋于平衡;另一种情况就是手动调节发电机功率,用于手动并网方式,通过手动同期增减速按钮,通过专用光纤传送给远方汽机DEH调节,通过DEH自动调节发电机功率,或调节励磁***电压,达到大电网与小电网同期,即合母联分段开关并网。
2.根据权利要求1所述的快速并网***安全稳定控制方法,其特征在于:大电网与小电网通过一台同期联络变压器连接起来,母联断路器处于热备状态,随时能够检同期合闸,保持大电网与小电网同期,小电网与大电网间通过遥控功率调节达到功率平衡。
3.根据权利要求1所述的快速并网***安全稳定控制方法,其特征在于:当同期联络变压器穿越功率出现负荷波动值小于或等于500KW时,负荷基本稳定,汽机不需要调节。
4.根据权利要求1所述的快速并网***安全稳定控制方法,其特征在于:当同期联络变压器穿越功率出现负荷波动值大于500KW时,能够通过采集同期隔离变压器的穿越功率,传至汽机DEH,对汽机进行增减负荷的调节,以达到减小同期联络变压器穿越功率的目的。
5.根据权利要求1所述的快速并网***安全稳定控制方法,其特征在于:同期联络变压器保护配置有定时限过流保护动作电流100A时限0.6秒,反时限过流保护动作电流10A时限0.6秒,差动保护。
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