乐滩电厂安全稳定控制系统升级改造

陆柳艳

（广西桂冠开投电力有限责任公司，广西 来宾 546100）

0 引言

乐滩水电厂位于广西忻城县红渡镇上游3km，是红水河规划的第八个梯级水电站。是一座以发电为主，兼有航运、灌溉等综合效益的水电枢钮工程。电站共装有4台150MW的轴流转浆半伞式水轮发电机组，总容量为600MW；220kV侧采用双母线接线，共5回出线，分别为乐永线、百乐线、乐溯I、乐溯II、乐六线。由于广西电网存在500kV/220kV的高低压电磁环网，潮流从500kV河池站穿越至广西电网220kV系统；龙滩水电厂建成运行，系统潮流也产生了相应变化，按照当前电网结构及运行方式，在乐滩电厂及近区水电机组出力较多时，220kV乐溯Ⅰ线、乐溯Ⅱ线输送功率和超过560MW，若220kV乐溯Ⅰ、Ⅱ线任一回线跳闸，会导致另一回运行线路过流。为实现网区安全稳定运行要求，为了保证电网安全及乐滩电厂电力的送出不受阻，减少弃水，需配置输送线路安全稳定控制装置来解决。

1 安全稳定控制装置概况

2008年乐滩电厂安装了一套稳控装置（A套，过流切机装置），实现本地稳定控制功能：即在乐滩电厂及近区水电机组出力较多时，220kV乐溯Ⅰ线、乐溯Ⅱ线输送功率和超过560MW，若220kV乐溯Ⅰ、Ⅱ线任一回线跳闸，导致另一回运行线路过流时，对本厂机组实施减出力或切机。

2012年，溯河、来宾电网环网运行后，由于220kV网区间较薄弱以及高低压电磁环网的存在，需要在500kV溯河主站、来宾站、220kV贡模子站、乐滩电厂子站配置溯河来宾区域安稳系统。其中安稳系统乐滩电厂子站通过升级改造实现双重化配置，实现本地及远方控制功能。

2 工程施工

2012年12月乐滩电厂委托广西电力工业勘察设计研究院进行设计，安稳系统乐滩电厂子站通过升级改造A套、增设B套及通信接口柜，组成相互独立的、完全相同的双套系统，实现双重化配置。2013年2月进行施工，具体步骤如下：

2.1 安稳装置B柜就位，通信接口柜就位。施工现场处于开关站继保室，施工涉及电缆钻孔及基座开挖和焊接，必须做好防震、防火、防水、防尘和现场运行设备隔离等安全措施；屏柜安装就位后现场清理干净。

2.2 屏柜直流、交流电源电缆敷设；电流采样电缆敷设；电压采样电缆敷设；控制电缆敷设；监控信号电缆敷设。电缆敷设时按规定分层、分类敷设，严禁强拉硬扯，防止损坏运行中的电缆，影响在用设备的正常运行。

2.3 电缆接线。在电流互感器、电压互感器二次回路上工作要做好严密的安全技术措施，避免造成电流互感器二次回路开路和电压互感器二次回路短路。

1）屏柜直流、交流电源电缆接线。控制空开在断开状态，先接屏柜端，后接电源端。

2）乐溯Ⅰ线、乐溯Ⅱ线电流、电压采样电缆、控制电缆接线。电流电缆接入线路故障录波器柜、安稳装置B柜；220kV乐溯I、II线、电流、电压回路敷设到位且制作好电缆头（电流、电压均未接入装置）。

3） #1、#2、#3、#4主变高压侧电流电缆接入安稳装置B柜、主变电流端子箱。有计划进行停电、分步骤接入四台主变的电流、电压回路及切机的控制回路。

4）监控信号电缆接入开关站现场控制单元LCU5 A柜。

2.4 通信接口装置。光纤电缆接入安稳装置A、B柜、通信接口装置；同轴电缆接入通信接口装置、通信配线架。

3 调试

安全稳定控制系统装置采用双重化配置，其中一套装置进行调试，或其他原因退出运行，不影响另一套装置正常运行，乐滩站在原有的稳控系统的基础上进行升级版本、单体调试、联合调试。

3.1 乐滩站安稳装置B套调试

1）调通乐滩站安稳装置B套与溯河站安稳装置B套的通道，安稳装置B套进行单体调试（本地控制策略部分）和线路检修压板功能试验。

2）与溯河站安稳装置B套进行联调（远方控制策略部分）；联调内容：溯河站过载切乐滩电厂机组逻辑校验；溯河站过载减乐滩电厂机组出力逻辑校验。联调合格后，暂不投入运行，需择机接入控制回路、电流回路、电压回路。

3.2 乐滩站安稳装置A套调试

1）退出安稳装置A柜（乐滩过流切机装置）。

2）调通乐滩站安稳装置A套至溯河站安稳装置A套的通道。对安稳装置A套进行升级，输入定值，然后进行单体调试；线路检修压板功能试验；安稳装置A套与安稳装置B套通信，主、从切换试验。

3）与溯河站安稳装置A套进行联调。联调内容：溯河站过载切乐滩电厂机组逻辑校验；溯河站过载减乐滩电厂机组出力逻辑校验。

4 试运及投运

联调合格后，安稳装置投入试运行（退出安稳装置A套出口跳闸压板，仅投信号），试运一个月正常后，正式投入运行。安全稳定控制装置B柜于2013年6月9日投入正式运行，安稳A柜于2013年7月9日投入试运行，8月9日试运行结束，装置试运正常。现已全部投入运行。

5 改造后乐滩电厂子站配置和具体功能

经改造后乐滩电厂子站安稳装置按双套系统设置，每套均由一台RCS-992A主机、一台RCS-990A从机及其它辅助设备组成。双套配置系统构成A和B两套系统，两套系统完全相同，相互独立。不仅实现本地控制功能，同时实现远方控制功能：即接收安稳系统500kV溯河主站发来控制指令，对本厂机组实施减出力或切机，以满足系统运行要求。

5.1 乐滩电厂安全稳定控制系统主要功能：

1）乐溯Ⅰ、Ⅱ线过流报警功能：乐溯Ⅰ（Ⅱ）线电流＞告警定值，经告警延时，装置发出乐溯Ⅰ（Ⅱ）线过载告警信号。乐溯Ⅰ（Ⅱ）线过载告警不受乐溯Ⅱ（Ⅰ）线是否跳闸限制，也不受功率方向限制。发出告警信号的同时，既不减出力也不切机。

2）本地减出力功能：判别电厂一回线跳闸，另一回线过载，当功率方向为正（电厂送出方向）且持续大于过载减出力定值时，判为线路过载需要减出力；设置一轮过载减出力。当持续过载时减出力节点一直闭合，直到过载返回。当持续减出力时间大于“减出力有效时间”定值，且过载仍然未返回，则判为减出力无效，执行减出力无效切机逻辑，同时收回减出力命令。

3）本地切机功能：判别电厂一回线跳闸，另一回线过载，当功率方向为正（电厂送出方向）且持续大于过载切机定值时，判为线路过载切机；设置两轮过载切机每轮切除一定容量的机组。结合机组可切状态，按照既定顺序，按过切原则进行切机选择。

4）执行远方减出力或切机功能：接收溯河站发送的减出力命令，执行减出力措施；接收溯河站发送的切机台数命令，执行切机措施，当持续减出力时间大于“减出力有效时间”定值，且过载仍然未返回，则判为减出力无效，执行减出力无效切机逻辑，切机原则按照机组出力从大到小切除相应机组。

5.2 切机原则

图1

1）需切量计算

按照相应过载轮次动作时刻的功率大小，减去切机功率门槛值，所得差值作为该轮次的需切功率，再考虑一轮补切以适应非线性的要求。选择线路电流做为过载判据。

2）切机选择（以过切为原则）

本地过载切机：按照最小“过切”原则来选择机组，即选择容量最接近且超过乐溯线过载数值的“过切”组合方案来切除机组。

在保证满足切除功率的前提下，切机顺序：＃1（或＃2）机组→＃4机组→＃2（或 ＃1）机组。

远方切机：按台数切，从大到小切。

3）过载切机：当装置检测到乐溯线过载切机条件满足时，经过切机延时，按照过载切机量匹配切除乐滩机组；

4）过载切机和减出力的时序关系图（图1）5）保留＃3机组运行，不切机。

5.3 主辅运原则

乐滩电厂双套装置分主辅运方式运行，根据主运压板投入状态，被选定为主运系统的装置在动作条件满足即瞬时动作，同时通过光纤信号闭锁备运系统。备运系统动作条件满足后，延时40ms动作。备运系统动作条件满足后40ms内收到主运系统的动作信号，即闭锁装置出口、不再出口切机，否则正常出口。

备运系统运行时会检测主运系统的工作情况，若主运系统异常，则备运系统自动升级为主运系统，不再受主运系统状态控制，装置在动作条件满足即瞬时动作。

6 结语

乐滩电厂安全稳定控制系统自2013年8月投运以来，生产部门加强设备的巡检、维护，现设备运行正常。为保证区域电网稳定运行和乐滩水电厂出力顺利输出提供了保证。