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电网故障与火电厂机组控制应对措施（3） |
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| 电网故障与火电厂机组控制应对措施（3） |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-23 16:31:20  |
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图4：1988年宝钢与上海电网连接结构图
以当时2号机组动作过程，结合故障后的实动试验，分析看其过程。当日13点57分电网故障，瞬间机组负荷从330MW急减至200MW，转速以115r/min/sec的加速度飞升，达到汽轮机液压调速保护OPC系统的辅助调速器动作值，(其整定值为加速度大于60- 120r/min/sec，转速大于3060r/min), 0.7sec后，汽轮机高、中压调门关闭，该过程周率最高至51.5Hz , 辅助调速器动作1.3sec后恢复，由于执行机构的滞后作用，调门实际关闭1.7sec。有200MW负荷的作用，使负加速度达120 r/min/sec，至使最低转速达2886r/min, 造成瞬间最低周率48.1Hz，导致宝钢电网重要设备低周率保护动作跳闸。
此案例说明，OPC正确动作，不但机组未跳闸，并且还过渡到孤立电网运行，这在一定意义上已相当成功。但由于液压调速保护系统的动态特性尚不能满足330MW-0-200MW 的过渡过程设备对周率的要求，造成用户设备跳闸。所以该系统仍需完善。
4. 4. 2 电网813事故
1999年8月13日带宝钢三期负荷运行的新宝钢变电站，220kV PT 故障，联锁正、付母保护动作，导致新宝变电网与系统电网解列。宝钢电厂两台发电机组，0号燃气轮机组与正值调试高峰的3号机组，与系统解列，带宝钢3期孤立电网运行。当时系统如图5：
图5：1999年新宝变3期电网结构
当日，3号机组带350 MW满负荷稳定运行，19点48分机组负荷突降，汽轮机转速突升，OPC保护动作。从事件记录 SOE（Sequence Of Events） 看到OPC动作过程：
19 ：48 ：59sec ：065ms OPC 动作
19 ：48 ：59sec ：268ms 汽机无负荷 GV（高压调门） 全闭
19 ：48 ：59sec ：392ms 汽机无负荷 ICV（中压调门）全闭
19 ：49 ：00sec ：813ms OPC 复归
3号机组OPC系统动作精确，完全适应了再带负荷的要求。从模拟趋势记录看到，负荷从350MW瞬间甩到43MW，并以sec级速度返回到了孤立电网所需要的230MW。在如此大范围负荷急速增减过程中，汽轮机转速变化仅为 3003-3100-2982-3060 r/min，（即51.7-49.7Hz）。说明该OPC系统与整个汽轮机调速系统的设计成功，所有传感器、执行机构、控制逻辑运作优良。
但由于当时3号机组正处调试阶段，部分重要保护逻辑还尚未开始调试。 系统方面宝钢电网的低频减载系统也未调试投用，通讯尚不畅，孤立电网运行8min后，2台发电机组低频保护动作，导致运行失败。
5 FCB 保护
以上讨论如何应对电网故障给电厂发电机组运行的第一冲击，它是以事故后10sec内的瞬态过程为研究对象。下面讨论电网故障后发电机组特别是电站锅炉的应对，它基本上是以事故后5min内过程为研究对象。
5.1 FCB触发原理
FCB（Fast Cut and Back）即是针对电网（或发电机组）故障，设计的保护和控制逻辑。其意义是，快速减负荷，故障消除，快速恢复负荷。
该保护触发的原因：一是发电机主变开关52G 跳闸， 二是任何原因导致的汽轮机高、中压调节汽门全闭。原理逻辑如下图：
高压调门（GV1-GV4）全闭
中压调门 （ICV左右）全闭
电机主变出口开关（52G） OFF
发电机负荷>30% FCB 发生
FCB许可条件
MFT未发生
图6： 一般FCB构成逻辑
我们应指出，如图6所示的FCB触发逻辑，针对处于大电网中的电厂是适当的，但对于宝钢电厂存在孤立电网运行的可能，该逻辑就存在问题。
330、 813两次电网故障的共同特点，都要求宝钢电厂机组在经受了与系统解列的冲击后，仍需带孤立电网运行。在此环境下，OPC 保护动作后，汽轮机高、中压调节汽门瞬时关闭将导致FCB动作，它将自动减载 95% -100%，与孤立电网的负荷要求是完全不符的。
因此，电厂更改了3号机组汽轮机高、中压调门全闭后触发FCB的条件。而当汽机调门全闭后形成发电机逆功率运行，则有逆功率检测继电器完成发电机跳闸，触发FCB保护。
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