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引言:本为主要介绍利用ETAP电力仿真软件,构建起企业的电网模型。选取了典型的运行方式进行了脱网的仿真分析,探讨了在脱网方式下广州石化电网的相应控制和保护策略。
在脱网这种恶劣的运行工况下,要到达对企业电网的稳定和安全目标,对发供用一体的广州石化电网进行分析研究具有重要的现实意义。
1广州石化电网及其数学模型
1.1 主网结构
广州石化电网以220kV炼化总变电站与广州电网联接、以动力一站和动力二站的发电机组为核心电源,以110 kV电压等级作为区域骨干输电线路。
1.2 负荷情况
正常情况下,内部负荷需求由自备电站满足,与外网电量交换较少。 用电负荷80~90%以上是电动机负荷,而电动机中异步电动机又占了电动机数量的90%以上。
1.3 电网模型的构成
在ETAP软件中,选取外部电网模型为平衡节点模型。在没有精确负荷模型的情况下,照明负荷所占容量较少,大部分负荷为电动机负荷。因此负荷按90%恒功率;10%恒阻抗计算。发电机静止励磁取“1S”模型。无刷励磁系统选取“1”模型。动力二站#1、#2汽轮机调速系统采用“ST”模型。动力一站机组不参调频,可忽略。
2脱网方式下仿真分析
2.1 外送电情况下
2.2 进电情况下
3 脱网方式下控制和保护策略
3.1 控制策略
3.2 保护策略
当脱网运行时,发电机组抗扰动能力较差,系统中的电压、频率也波动较大,保护及安全自动装置也相对脆弱。为了避免在脱网方式下误动和拒动,建议可采取以下措施:
对于主要电气设备,应采取强化简单的主保护,弱化复杂的主保护和后备保护的原则。
对于发电机失磁保护而言,在脱网方式下,进电的无功功率较多,机端及系统低电压,满足机端低电压判据(Ug<)、系统低电压判据(Uh<),需将延时整定值加大,避免失磁保护误动作。
脱网情况下,原则上不允许启动或停运大容量的电动机。
低频减载装置对脱网方式下的频率稳定十分重要。建议在低频减载装置的判据定值中不但以频率作为启动定值,同时也采用频率变化率df/dt启动减负荷装置。
4 结论
利用仿真软件ETAP,对广州石化电网在脱网的安全稳定性进行了分析和比较,取得了以下结果:
1、着重以发电机转速的变化和母线频率的影响为切入点,采用ETAP软件的仿真分析,为以后的局部研究和相关实践活动提供了理论基础。
2、提出了相应的脱网方式下控制保护策略,为以后制定内部电网技术方案提出了理论建议。
另外,受到实际特性与理论模型的差别,忽略了热能负荷的影响的联锁反映到电力负荷端等问题。如何建立精确的企业电网模型还需进一步研究。
参考文献
[1] 高庆雨.企业电网在外部系统故障时的安全稳定性研究[D].天津.天津理工大学硕士论文,2006,3.
(作者单位:中国石油化工股份有限公司广州分公司)
在脱网这种恶劣的运行工况下,要到达对企业电网的稳定和安全目标,对发供用一体的广州石化电网进行分析研究具有重要的现实意义。
1广州石化电网及其数学模型
1.1 主网结构
广州石化电网以220kV炼化总变电站与广州电网联接、以动力一站和动力二站的发电机组为核心电源,以110 kV电压等级作为区域骨干输电线路。
1.2 负荷情况
正常情况下,内部负荷需求由自备电站满足,与外网电量交换较少。 用电负荷80~90%以上是电动机负荷,而电动机中异步电动机又占了电动机数量的90%以上。
1.3 电网模型的构成
在ETAP软件中,选取外部电网模型为平衡节点模型。在没有精确负荷模型的情况下,照明负荷所占容量较少,大部分负荷为电动机负荷。因此负荷按90%恒功率;10%恒阻抗计算。发电机静止励磁取“1S”模型。无刷励磁系统选取“1”模型。动力二站#1、#2汽轮机调速系统采用“ST”模型。动力一站机组不参调频,可忽略。
2脱网方式下仿真分析
2.1 外送电情况下
2.2 进电情况下
3 脱网方式下控制和保护策略
3.1 控制策略
3.2 保护策略
当脱网运行时,发电机组抗扰动能力较差,系统中的电压、频率也波动较大,保护及安全自动装置也相对脆弱。为了避免在脱网方式下误动和拒动,建议可采取以下措施:
对于主要电气设备,应采取强化简单的主保护,弱化复杂的主保护和后备保护的原则。
对于发电机失磁保护而言,在脱网方式下,进电的无功功率较多,机端及系统低电压,满足机端低电压判据(Ug<)、系统低电压判据(Uh<),需将延时整定值加大,避免失磁保护误动作。
脱网情况下,原则上不允许启动或停运大容量的电动机。
低频减载装置对脱网方式下的频率稳定十分重要。建议在低频减载装置的判据定值中不但以频率作为启动定值,同时也采用频率变化率df/dt启动减负荷装置。
4 结论
利用仿真软件ETAP,对广州石化电网在脱网的安全稳定性进行了分析和比较,取得了以下结果:
1、着重以发电机转速的变化和母线频率的影响为切入点,采用ETAP软件的仿真分析,为以后的局部研究和相关实践活动提供了理论基础。
2、提出了相应的脱网方式下控制保护策略,为以后制定内部电网技术方案提出了理论建议。
另外,受到实际特性与理论模型的差别,忽略了热能负荷的影响的联锁反映到电力负荷端等问题。如何建立精确的企业电网模型还需进一步研究。
参考文献
[1] 高庆雨.企业电网在外部系统故障时的安全稳定性研究[D].天津.天津理工大学硕士论文,2006,3.
(作者单位:中国石油化工股份有限公司广州分公司)