关于通过继电保护提高余热发电机组接网运行可靠性的探讨

关于通过继电保护提高余热发电机组接网运行可靠性的探讨

孙启健王少东

山东汇丰石化集团有限公司 

摘要：我公司碳四综合利用项目顺丁烯二酸酐装置的氧化反应器内发生氧化反应放出热，由熔盐将热量带走至熔盐冷却器与锅炉水换热，产生3.5M Pa中压饱和蒸汽，反应器反应后气体经过气体冷却器与锅炉水换热产生3.5M Pa饱和蒸汽，反应后气体换热后进入吸收塔，经吸收后的废气进入RTO炉燃烧，燃烧多余的热量进入余热锅炉将饱和蒸汽加热为过热蒸汽，该部分热量为装置反应的余热，为避免冷却浪费，将该部分热量引入余热机组，用于余热发电，可实现余热再利用，创造出可观经济效益。

关键词：余热发电机组；接网方式；并网运行；继电保护

一、余热发电机组并网技术

所谓并网运行是指有自用发电机组、发电厂的用户与国网公司电网之间建立电力连接，也指与电力调度机构存在实际的调度关系。按接网方式分为可向供电系统输送功率的并网上网方式以及不可进行功率外送上网的并网不上网两种。余热发电并网因对并网技术要求高，对电力系统影响复杂，故外网对小机组的安全与可靠性要求更高。

发电机与电力系统并网需要满足以下条件：

1、发电机相序、相位与电网相序、相位一致；

2、发电机的电压与电力系统内的电压相同：

3、发电机的频率与电力系统内的电网频率相一致。

目前发电机组主要有两种并网方法，一是准同期并列，另一种是自同期并列。当前，国内余热发电机组并网多采用准同期并网方法，准同期并网方法主要是进行并网运行时，调节电压、频率等，实现电力配电系统与发电机组各项数值一致，这是一种近乎同步的操作方式，需要一些先进的同步并网装置辅助。

同样，电力系统考虑自身的稳定性、可靠性，对接网用户及接网方式有严苛要求：

1、在外网异常时，小机组能可靠解列，避免非同期送电，造成停电范围扩大。

2、在用户网异常时，甩开小机组，避免非同期合闸冲击电网，影响可靠性

二、余热发电机组并网现状分析

我公司根据企业生产规划及顺酐装置化工反应余热情况，利用厂区内已建成的厂房和公用设施，建设两台顺酐余热汽轮发电机组，分别为一台7MW抽凝式汽轮发电机组和一台10MW凝汽式汽轮发电机组。本项目远期规划总容量为17MW，本期容量为7MW，本期仅新上一台7MW抽凝式汽轮发电机组。

我公司新建的1×7MW机组出口电压10.5kV，接入发电机组10kV母线后经10kV线路接至已运行的顺酐35kV变电站10kV母线，通过35kV 变压器升压后接入海益110kV变电站，再通过110kV果海线、吴海线以110kV电压等级接入淄博电网。

为保证发电机并网后，保证电网的安全可靠运行，需在电网系统发生故障的情况下迅速将发电机解列，以缩小故障范围。现将35KV顺酐站和110KV海益变电站继电保护装置进行改造以满足电网异常故障状况下自动解列发电机快速恢复供电的要求。

三、改造方法

1.110kV海益站110kV果海线光纤差动保护、110kV吴海线光纤差动保护远跳顺酐35kV变电站10kV发电机并网线回路（111H间隔）。

2.海益站1#主变、2#主变的差动保护、后备保护、非电量保护分别远跳顺酐35kV变电站10kV发电机并网线回路（111H间隔）。

3.发电机10kV出口并网柜（4AH）与35kV顺酐变电站10kV并网柜（111H）分别配置光纤差动保护装置。

4.顺酐35kV变电站1#和2#变压器保护动作联跳10kV并网柜（111H）。

5.顺酐35kV变电站10kV快切装置动作联跳10kV并网柜（111H）。

6.110kV海益站110kV快切、35kV快切分别远跳顺酐35kV变电站10kV发电机并网线回路（111H）。

出口配置图

简易逻辑图：

四、实现功能

1.当110kV海益站吴海线和果海线任意一条线路发生故障时，均可通过远切装置使顺酐站111H柜动作，联跳发电机并网柜。

2.当海益变电站1#或2#主变的差动、后备或非电量保护动作时，均可通过远切装置使顺酐站111H柜动作，联跳发电机并网柜。

3.海益站110kV快切装置或35kV快切装置动作时，均可通过远切装置使顺酐站111H柜动作，联跳发电机并网柜。

4.顺酐站1#或2#主变的差动、后备或非电量保护动作时，可通过远切装置使顺酐站111H柜动作，联跳发电机并网柜。

5.顺酐站10kV快切装置动作时，可通过远切装置使顺酐站111H柜动作，联跳发电机并网柜。

 6.发电机组可通过本体保护装置使发电机解列。

五、结语

    通过对继电保护装置进行改造，保持设备原有功能基础上，实现电网异常时功能性切除发电机组，保障电网安全，同时也可实现快速恢复供电。