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[摘 要]本文简要论述了新疆天业集团7月26日发生的全网黑网事故的经过及处理过程，并着重分析OPC超速保护在天业电网事故中的作用及应用，并给出了OPC保护的调整策略，从而提高了机组的抗事故能力。
[关键词]OPC；稳定性；事故；分析
0 引言
在当今电力系统中汽轮机组在甩负荷时特别容易引起高的动态超速，这些仅靠调节系统的转速反馈而将汽门快速关闭已难以满足机组转子飞升不致跳闸的要求。在开关跳闸瞬间，汽轮机转速达到额定转速的103%（3090 r/min）时，OPC立即抢断调节系统的控制，强行将关闭所有调节汽门短时关闭，防止汽轮机转速进一步升高，经2—3秒的延时，当转速恢复正常时再开启调节汽门，转速控制交由调节系统， 如此反复，直至正常转速控制回路能维持额定转速。因而，机组甩负荷特性实际上是由调节系统和OPC电超速保护装置共同作用的结果。因此天业电网在不断发展中的8台机组都配置了此保护系统。
1 电网事故经过
7月26日12时46分，一施工吊车钢丝绳与天业电网内110KV天聚二线架空线碰撞，造成线路短路。12：46：19聚变侧天聚一二线距离Ⅰ、III段保护动作跳闸，12：46：19 110KVI、II母母联和110KVIII、IV母母联复压过流保护动作跳闸，天业电网内部被分为两个系统。系统一被孤网后发电小于用电，稳控动作切除两台机组后又加剧了发用的不平衡，系统频率急剧下降， #1～4#发电机组因主汽门关闭机组相续跳闸，最终垮网停电。系统二：通过220KV辰石东线与新疆220KV主网联网，发电 760MW，用电460 MW，上网251.6MW。由于系统二上网251.6MW。12：46：25天业电网稳控系统启动切6#、7#发电机组，12：46：32新疆主网稳控系统动作断开220KV辰石东线，天业电网系统二也进入孤网运行状态。但此时系统二处于发大于用状态，频率急剧上升，由于各机组超速保护OPC动作定值一样，机组的OPC保护一起动作，各机组调门全关。各机组转速降至3000 r/min以下时，调门又同时开启，反复数次，系统二进入“功率振荡”状态。持续的5分钟分钟内，振荡难以平息，#8～#12发电机组热工保护动作相续跳闸。系统二最终也垮网停电。
2 事故分析
110KV短路事故的发生开始初始天业电网孤网运行，但由于系统内各机组OPC定值一致，无阶梯配合，使系统进入孤网后反复震荡引起的“电网功率震荡”，各机组陆续停机。OPC保护及自动装置在大电网及小孤网运行中的同步动作是此次事故的关键因素。
2.1 OPC保护及自动装置电网中状态动作分析
2.1.1 公司现有OPC保护及自动装置简介
天业电网共有火电发电机组12台，#1～#4机组为25MW的机组，调节为纯液压机械式调节，整个控制过程均处于开环运行状态，因此升速过程中系统的稳定性差。#5、#6为50MW， #7-#10机组为135MW、#11、#12机组为300MW。#5-#12机组为电液调节，配置有超速保护OPC。总装机容量200MW，故135MW及30MW机组单机容量均超过电网总装机容量的8—10%的要求。
2.1.2 OPC保护动作及定值的意义
无论孤网运行，还是并入大电网运行，当发生事故出现超速时，OPC保护提前介入，可防止转速（频率）进一步升高。若没有OPC保护，转速就会进一步升到调节系统控制的最高转速3210—3270 r/min。若调节系统控制不住转速在危机保安器动作转速以内，就会升到电超速保护3240 r/min的动作值，若不动作，再上升就达到危急保安动作转速3240--3360 r/min。但OPC保护动作，尤其在孤厂运行状态下，容易造成低周或系统不稳使事故扩大。作为电网来说，以保护电网安全为主，兼顾电厂设备安全；作为电厂来说就应以保护电厂设备安全为主，兼顾系统安全。那么舍弃OPC保护是不可取的，但OPC保护定值的起点太低，设在3090 r/min，会增加OPC保护动作的次数。若机组OPC保护设在同一定值上，会造成同时动作，容易引起振荡。就其控制特性，不能适应电网不同形态故障对机组的影响，暴露出机组OPC控制的动作特性与电网故障的配合还不协调。 许多在小孤网运行中，装有OPC保护的机组大多经历过这样的事故，因此，有的电厂干脆解除该保护， 这样等于人为解除了汽轮机的一道保护。若在并入大电网运行时投入OPC保护，孤网运行时再解除该保护，由于电网中的情况多变，不定时且难于预料，当突然出现小孤网运行现象时，恐怕是来不及修改OPC定值电网已经垮掉了。就此次天业电网瓦解事故来看，在这个总装机容量为130万KW的孤网中运行时，当小孤网突然甩掉10万KW负荷时，转速和频率突然上升的不但快而且高。大容量骨干机组所有装OPC保护的机组此时全部动作，故过切机组。其结果是这个小电网不仅保不住，还进一步扩大了事故。所以可以在不影响汽轮机组安全又减少事故扩大的情况下，把OPC保护定值适当提高为额定转速的105%—106%（3150—3180 r/min）为宜。
3 OPC保护定值在公司目前电网中运行状态分析
因300MW机组对稳定系统运行的有着至关重要的作用，故应由300MW机组承担“主调手”，现仅重点对300MW机组的opc数据进行分析。
3.1 OPC动作转速上升速度（采集间隔为1S）
11# 机组 2816上升至3096用了7S，速度约为40r/s，2216上升至3085用了22S，速度约为37r/s；12# 机组 2815上升至3057用了6.5S ，速度约为37r/s，2267上升至3093用了21S，速度约为39r/s。
3.2 100%满负荷甩负荷试验
100%满负荷甩负荷试验，其定义采集间隔为6—7S不准确，且EDH和OPC有逻辑设置，限制了上升速度。11# 机组 3000上升至3127用了7S，速度约为18r/s，12# 机组 3000上升至3146用了6S，速度约为24r/s，综上所述建议300MW机组上升速度考虑40r/s。
3.3 OPC推算
3090延时1S约至3130，延时2S约至3170，延时3S约至3200；3102延时1S约至3142，延时2S约至3182，延时3S约至3212；3114延时1S约至3154，延时2S约至3194，延时3S约至3224；3126延时1S约至3166，延时2S约至3206，延时3S约至3236；3138延时1S约至3178，延时2S约至3218，延时3S约至3248；3150延时1S约至3190，延时2S约至3230，延时3S约至3250。
4.0 OPC整定建议
1、 不小于3090，以便于给高周切机足够的轮次和时限，可以做到较精细，也给发电机自身调节给时间和空间。
2、不大于3230—3250，因为要到109%电超速了。
3、要定值和时限都加都调整，建议定值分轮次，时限取一致，推荐4-5轮，时限均取2S。
（方案一：7#机组3090；9#机组3102；8# 10#机组3114；11#机组3126；12#机组3138 ）
（方案二：7# 9#机组3090；8# 10#机组3102；11#机组3114；12#机组3126 ）
4、OPC返回值的建议。由于机组的迟缓率，OPC动作频率下降至OPC开阀值时，频率还在下降，一般会到低周的动作值，为防止负荷侧甩负荷加剧不平衡，建议将OPC返回值由3000r上调40—50r，有利于震荡的快速解除，返回值不加时限。
[关键词]OPC；稳定性；事故；分析
0 引言
在当今电力系统中汽轮机组在甩负荷时特别容易引起高的动态超速，这些仅靠调节系统的转速反馈而将汽门快速关闭已难以满足机组转子飞升不致跳闸的要求。在开关跳闸瞬间，汽轮机转速达到额定转速的103%（3090 r/min）时，OPC立即抢断调节系统的控制，强行将关闭所有调节汽门短时关闭，防止汽轮机转速进一步升高，经2—3秒的延时，当转速恢复正常时再开启调节汽门，转速控制交由调节系统， 如此反复，直至正常转速控制回路能维持额定转速。因而，机组甩负荷特性实际上是由调节系统和OPC电超速保护装置共同作用的结果。因此天业电网在不断发展中的8台机组都配置了此保护系统。
1 电网事故经过
7月26日12时46分，一施工吊车钢丝绳与天业电网内110KV天聚二线架空线碰撞，造成线路短路。12：46：19聚变侧天聚一二线距离Ⅰ、III段保护动作跳闸，12：46：19 110KVI、II母母联和110KVIII、IV母母联复压过流保护动作跳闸，天业电网内部被分为两个系统。系统一被孤网后发电小于用电，稳控动作切除两台机组后又加剧了发用的不平衡，系统频率急剧下降， #1～4#发电机组因主汽门关闭机组相续跳闸，最终垮网停电。系统二：通过220KV辰石东线与新疆220KV主网联网，发电 760MW，用电460 MW，上网251.6MW。由于系统二上网251.6MW。12：46：25天业电网稳控系统启动切6#、7#发电机组，12：46：32新疆主网稳控系统动作断开220KV辰石东线，天业电网系统二也进入孤网运行状态。但此时系统二处于发大于用状态，频率急剧上升，由于各机组超速保护OPC动作定值一样，机组的OPC保护一起动作，各机组调门全关。各机组转速降至3000 r/min以下时，调门又同时开启，反复数次，系统二进入“功率振荡”状态。持续的5分钟分钟内，振荡难以平息，#8～#12发电机组热工保护动作相续跳闸。系统二最终也垮网停电。
2 事故分析
110KV短路事故的发生开始初始天业电网孤网运行，但由于系统内各机组OPC定值一致，无阶梯配合，使系统进入孤网后反复震荡引起的“电网功率震荡”，各机组陆续停机。OPC保护及自动装置在大电网及小孤网运行中的同步动作是此次事故的关键因素。
2.1 OPC保护及自动装置电网中状态动作分析
2.1.1 公司现有OPC保护及自动装置简介
天业电网共有火电发电机组12台，#1～#4机组为25MW的机组，调节为纯液压机械式调节，整个控制过程均处于开环运行状态，因此升速过程中系统的稳定性差。#5、#6为50MW， #7-#10机组为135MW、#11、#12机组为300MW。#5-#12机组为电液调节，配置有超速保护OPC。总装机容量200MW，故135MW及30MW机组单机容量均超过电网总装机容量的8—10%的要求。
2.1.2 OPC保护动作及定值的意义
无论孤网运行，还是并入大电网运行，当发生事故出现超速时，OPC保护提前介入，可防止转速（频率）进一步升高。若没有OPC保护，转速就会进一步升到调节系统控制的最高转速3210—3270 r/min。若调节系统控制不住转速在危机保安器动作转速以内，就会升到电超速保护3240 r/min的动作值，若不动作，再上升就达到危急保安动作转速3240--3360 r/min。但OPC保护动作，尤其在孤厂运行状态下，容易造成低周或系统不稳使事故扩大。作为电网来说，以保护电网安全为主，兼顾电厂设备安全；作为电厂来说就应以保护电厂设备安全为主，兼顾系统安全。那么舍弃OPC保护是不可取的，但OPC保护定值的起点太低，设在3090 r/min，会增加OPC保护动作的次数。若机组OPC保护设在同一定值上，会造成同时动作，容易引起振荡。就其控制特性，不能适应电网不同形态故障对机组的影响，暴露出机组OPC控制的动作特性与电网故障的配合还不协调。 许多在小孤网运行中，装有OPC保护的机组大多经历过这样的事故，因此，有的电厂干脆解除该保护， 这样等于人为解除了汽轮机的一道保护。若在并入大电网运行时投入OPC保护，孤网运行时再解除该保护，由于电网中的情况多变，不定时且难于预料，当突然出现小孤网运行现象时，恐怕是来不及修改OPC定值电网已经垮掉了。就此次天业电网瓦解事故来看，在这个总装机容量为130万KW的孤网中运行时，当小孤网突然甩掉10万KW负荷时，转速和频率突然上升的不但快而且高。大容量骨干机组所有装OPC保护的机组此时全部动作，故过切机组。其结果是这个小电网不仅保不住，还进一步扩大了事故。所以可以在不影响汽轮机组安全又减少事故扩大的情况下，把OPC保护定值适当提高为额定转速的105%—106%（3150—3180 r/min）为宜。
3 OPC保护定值在公司目前电网中运行状态分析
因300MW机组对稳定系统运行的有着至关重要的作用，故应由300MW机组承担“主调手”，现仅重点对300MW机组的opc数据进行分析。
3.1 OPC动作转速上升速度（采集间隔为1S）
11# 机组 2816上升至3096用了7S，速度约为40r/s，2216上升至3085用了22S，速度约为37r/s；12# 机组 2815上升至3057用了6.5S ，速度约为37r/s，2267上升至3093用了21S，速度约为39r/s。
3.2 100%满负荷甩负荷试验
100%满负荷甩负荷试验，其定义采集间隔为6—7S不准确，且EDH和OPC有逻辑设置，限制了上升速度。11# 机组 3000上升至3127用了7S，速度约为18r/s，12# 机组 3000上升至3146用了6S，速度约为24r/s，综上所述建议300MW机组上升速度考虑40r/s。
3.3 OPC推算
3090延时1S约至3130，延时2S约至3170，延时3S约至3200；3102延时1S约至3142，延时2S约至3182，延时3S约至3212；3114延时1S约至3154，延时2S约至3194，延时3S约至3224；3126延时1S约至3166，延时2S约至3206，延时3S约至3236；3138延时1S约至3178，延时2S约至3218，延时3S约至3248；3150延时1S约至3190，延时2S约至3230，延时3S约至3250。
4.0 OPC整定建议
1、 不小于3090，以便于给高周切机足够的轮次和时限，可以做到较精细，也给发电机自身调节给时间和空间。
2、不大于3230—3250，因为要到109%电超速了。
3、要定值和时限都加都调整，建议定值分轮次，时限取一致，推荐4-5轮，时限均取2S。
（方案一：7#机组3090；9#机组3102；8# 10#机组3114；11#机组3126；12#机组3138 ）
（方案二：7# 9#机组3090；8# 10#机组3102；11#机组3114；12#机组3126 ）
4、OPC返回值的建议。由于机组的迟缓率，OPC动作频率下降至OPC开阀值时，频率还在下降，一般会到低周的动作值，为防止负荷侧甩负荷加剧不平衡，建议将OPC返回值由3000r上调40—50r，有利于震荡的快速解除，返回值不加时限。