马钢公司5.22电网孤网运行事故处置与后续改进

2015-04-17谢相圣马鞍山钢铁股份有限公司设备部安徽马鞍山243000

冶金动力 2015年4期

谢相圣（马鞍山钢铁股份有限公司设备部，安徽马鞍山　243000）

谢相圣
（马鞍山钢铁股份有限公司设备部，安徽马鞍山243000）

【摘要】大型企业电力系统一旦发生孤网运行，将对企业的供电供汽以及其他动力介质的运行带来巨大的影响，如果处理不当将给整个企业造成难以估量的损失。2014年5月22日由于外部国家电网500 kV系统设备故障，造成整个马钢公司电网孤网运行。阐述了事故发生的经过、处置以及后续的改进措施。由于处置正确将事故损失与影响降到了最低。

【关键词】电力系统；孤网运行；事故，处置

Treatment and Subsequent Improvement of an Isolated Power Grid Accident of MaSteel

XIE Xiangsheng
（The Equipment Dept. of Maanshan Iron & Steel Co., Ltd., Maanshan, Anhui 243000, China）

【Abstract】An accident of isolated grid operation in the power supply system of a large enterprise can bring heavy impact on the electricity, steam and other power media supplies and cause inestimable losses to the enterprise if not rationally treated. On May 22, 2014, an equipment failure in the external national grid 500 kV system led to isolated grid operation of the entire MaSteel. The occurring process, treatment and subsequent improvement measures of the accident was described. Correct handling of the accident minimized the loss and impact brought by it.

【Key words】power supply system; isolated grid operation; accident; handling

1　基本情况介绍

马钢公司现有新老区两个发电厂计7台发电机组（老区3台60 MW抽汽机组，一台50 MW纯凝机组；新区一台153 MW CCPP机组；135 MW、50 MW抽汽机组各一台），两座电厂各通过两条110 kV联络线与公司内部两个中心变电所71#变和钢轧变相连，另有12条110 kV线路与公司内部电网相连；公司71#变和钢轧变通过4条220 kV线路与地区电网连接，地区电网有18条110 kV线路与马钢内部110 kV电网相连，地区电网主要有恒兴变、临江变、刘村变3座变电所与马钢内部电网相连，3座变电所通过220 kV线路形成环网在当涂变通过500 kV线路与国家电网相连。

2　事故经过

2014年5月22日11：36国家电网公司当涂变电站正进行220 kV母线的检修工作，在倒闸操作过程中，由于隔离开关支柱断裂，造成母线短路，导致4条出线开关跳闸，马鞍山地区北部电网与系统解列，成孤网运行状态（总负荷100万kW左右）。由于马钢负荷（轧钢波动）集中在马鞍山北部电网，造成孤网频率在48.75~50.75 Hz间波动，故障发生的第一时间段，马钢110 kV875线路低周减载动作跳闸，部分轧线和BOC制氧机组因电压波动跳闸；热电老区机组由于受电网频率波动的影响，4台机组出力（总额定出力230 MW）最小被限控在20 MW左右，热电与71#变电所之间的联络线869（另外一条联络线检修）的最大负荷超过140 MW，老区热电机组面临与马鞍山北部电网再次解列的危险；另外由于热电老区机组负荷过低，无法对外供热，气体公司不能保证氮气的供应，使得公司将面临煤气不能密封、执行机构不能有效动作等更大的安全隐患。一旦公司内部电网经受不住孤网运行的冲击或老区热电机组不能维持孤网运行，导致机组跳停，造成现有孤立电网产生震荡、崩溃，那么将出现全公司停电的灾难性后果。

3　事故处置

事故发生后首先停用公司大的冲击负荷，如电炉、LF炉、大的热轧生产线等，使得电网的频率趋于稳定，波动范围减小（50~50.5 Hz）。其次联系国网公司适当降低网内其他发电机组的负荷，降低电网频率，增加老区电厂的出力，使得869线路的负荷保持在90 MW以内，保证线路运行安全，老区电厂锅炉开排汽运行，保持机组孤网运行稳定；要求煤焦化公司全力以赴，在不影响安全的前提下，尽最大能力向外网输出蒸汽；能源总厂停用一切生活用汽以及非重要用户的生产用汽，确保蒸气管网压力在0.5 MPa以上。另外气体公司、BOC加大设备巡查力度，保证氧（氮）气的供应，在取得国网公司同意的情况下，依次优先启用BOC的制氧机组等一些负荷相对稳定的生产线（869线路的负荷逐渐减小至50 MW以内）。至19：20地区电网与系统并网成功，恢复正常。

5.22孤网运行事故由于处置得当，公司范围内未有人身和设备事故发生，对高炉生产基本无影响，甚至高炉铁水未有铸块，公司的损失降到最低。

4　暴露问题及后续改进

4.1电厂部分

4.1.1 5.22事故老区电厂主要暴露出：调频保护参数设置不合理，震荡过大；DEH的一次、二次调频调节功能状态不佳，难以摆脱调频对机组负荷的干扰。另外是DEH实际抵御孤网运行的功能尚显不足。与国网公司、DEH系统厂家进行探讨，对DEH系统进行一系列的优化。首先修正一次调频设置参数，对一次调频死区重新设置；修正一次调频限制幅度，根据各机组的实际情况，进行修改；其次修正一次调频功能回路有效负荷范围，原一次调频功能回路无机组电负荷区域限制，现修正为：电负荷40%以下时，一次调频回路不起调节作用，在40%负荷以上，一次调频功能回路有效。另外修正二次调频设置参数，提高机组的二次调频能力，具体如下：

（1）针对一轴式燃机，对转速变化产生不同调速指令的特殊情况，11#机组不再设二次调频功能。

（2）12#机组及13#机组，在机组检修时增设二次调频功能，暂不投入。

（3）老区所有机组二次调频功能原无投切开关，结合机组检修，逐台均增设投切开关，由运行人员直接在界面操作。

（4）老区（1#、2#）供热机组并网后，自动投入一次调频，但不投二次调频。其中，正在供热的机组以单阀控制模式运行。老区非供热机组及3#、4#机组并网后，手动投入一次调频、但二次调频功能修正如下：

当转速超出3000±15 r/min时，机组可以手动投入二次调频；当转速超出3000±30 r/min时，机组自动投入二次调频；当转速回到3000±30 r/min时，机组可手动切除二次调频；当转速回到3000±5 r/min范围内，保持30 s时，机组自动切除二次调频。

4.1.2由于孤网运行后汽轮机转速变动大，易造成OPC保护动作形成大的冲击，对OPC的保护设置进行改进，将汽轮机动作转速进行区别调整，分设103%、105%、107%三个级别，以利于一次调频及时控制转速，避免多台机组OPC同时动作。使机组减少同步振荡，快速恢复平稳运行。

4.1.3结合电厂的实际情况，根据5.22孤网运行的状况制定孤网运行的相关控制策略。

4.2系统部分

4.2.1由于电厂的供热是通过抽汽机组完成，当孤网运行电厂的负荷受限时，供热难以保证，应配备相应的减温减压装置，确保供热正常。

4.2.2当孤网运行刚发生时，由于钢铁企业存在许多冲击负荷，造成电网的频率幅度波动大，当停用冲击负荷时，易造成总用电负荷下降，系统频率上升，形成新的冲击，冲击负荷要有序停用，时刻关注系统频率的变化。针对此次事故情况，列出公司各生产线在各种生产情况下的负荷大小，以便事故状态下调控更加细致。

4.2.3加强与国网公司的沟通交流，强调钢铁企业电力安全保供的重要性。5.22事故发生后，由于系统没有别的可靠的并网点，只有等待当涂变故障点修复后才能重新通过当涂变并网，致使整个系统孤网运行长达6 h以上，存在极大的风险。事故发生后与国网公司展开专题讨论，要求国网公司完善电网结构，保证马钢的供电可靠性。