摘要：针对乌石化电力系统安全自动装置的重要性及存在的问题，提出改进措施，最大限度的发挥其作用。
关键词：安全自动装置 反向过功率解列装置 低周减载装置
1安全自动装置的重要性
110kV米石Ⅰ、Ⅱ线是乌石化电力系统与乌鲁木齐电网米泉变电所的双回联络线，平时正常情况下仅一回线与乌电网并网运行，另一回线作为热备用。考虑到我厂负荷性质的重要性，且发电出力与内部负荷基本平衡，在自备热电厂一期工程110kV米石Ⅰ、Ⅱ线的设计中，按照我厂的要求设置了110kV反向过功率解列装置。当自备热电厂反送系统功率超过一定值时，或者由于系统出现较严重的故障，而使我自备热电厂频率降低或电压降低时，该装置低频解列与低电压解列同时动作跳米石Ⅰ、Ⅱ线开关，以满足不同事故情况下我厂与系统可靠解列，防止事故扩大，维持我电力系统的稳定性。
当自备热电厂某台机组停运检修,发电出力与内部负荷不能平衡时,需从乌电网购电。此时，当110kV米石Ⅰ、Ⅱ线发生故障开关跳闸与乌电网解列后，我电力系统频率就会降低。频率降低导致用电单位的机械生产率下降，产品质量降低。更为严重的是给电厂的厂用机械及汽轮机的运行带来危害。锅炉给水量降低，造成机炉汽水系统运行不稳定。厂用电机械出力降低使汽轮机功率下降，将使频率进一步降低，电力系统的稳定遭到破坏。同时，在频率低于48.5~49.5Hz运行时，汽轮机叶片易裂纹。当频率低于45Hz时，个别级叶片可能产生断裂。为防止此类事故发生，保证我厂电力系统的稳定运行，35kV系统采用了低周（也叫低频）减载装置。在系统功率缺额时，该装置将自动断开一部分次要负荷，恢复有功功率的平衡，使系统频率恢复到一定值，以保证系统的稳定运行和重要负荷的正常工作。
110kV反向过功率解列装置与35kV低周减载装置统称为电力系统安全自动装置。
2、存在的问题
2.1 米石一二线由于线路短，其距离保护和零序保护Ⅰ段几乎没有保护范围，再加上接地过渡电阻的影响，高频保护不能正常投入等问题，速动保护动作几率很小。而米石一二线又属于乌电网的终端线路，保护Ⅱ段配合时间长，不能迅速和系统解列。这就使得安全自动装置发挥作用显得尤其重要。
2.2 反向过功率解列装置的问题
该装置自1992年投运以来，经历了乌电网近百起事故的考验，正确动作率只有30%，原因何在？经过几年的摸索，我们发现该装置存在以下几方面的问题。
2.2.1 FGJ功率测量装置的原理与我厂的要求不符
从设备厂家提供的FGJ功率测量装置原理图的P。、△P形成电路图一中我们不难看出，其功率变化量（功率突变量或事故前后输送功率差值）△P=P。- P（其中P。为原始功率，是事故前的三相功率平均值。P为实时三项功率平均值）为一个突减量，即反映系统故障后甩负荷量的大小。另外，装置只在输送功率P大于某值出现系统稳定问题时，经3s延时躲过正常的系统波动，才投装置于准备状态。该装置判据适用于发电厂的主要输电线路。当线路故障后切除引起负荷减少或电源不足时，该装置可进行控制电源或控制负荷。对于110kV米石联络线来说，当我自备热电厂3台机组正常投运时，和乌电网交换功率基本持平。当某一台机组出现故障停运，特别是3号机停运，110kV米石联络线从乌电网大量购电，在乌电网米泉变侧发生故障时，该控制装置不能处于准备状态，也就不能及时动作和乌电网系统解列。
2.2.2 功率方向元件接线方式不妥
功率方向继电器有各种不同的接线方式，其中以90°接线方式用的比较普遍。即加入继电器的相电流与线电压不同相，相差90°。而从图2中我们可以看出，电压取自Uca，电流取自C相，使装置动作区发生了偏移了，且C相发生端部短路时，继电器有死区。另外由于接入功率方向继电器的电流是相电流，因此，也存在我厂从乌电网系统购电时，乌电网发生A相、B相接地，功率方向继电器拒动。
2.2.3低电压保护设计不全
从图2中我们可以看出,电压继电器在A、B两相各装一只,接于A相的电压继电器动作于告警,只有接于C相的电压继电器在系统故障电压低时延时动作于跳米石线开关。这种接线形式的最大缺点是乌电网发生AB两相短路或A、B相发生单相接地这类不对称故障时，装置的低电压解列拒动且带低电压闭锁的过功率解列也拒动，而110kV系统的架空线故障绝大多数为单相接地或两相接地短路故障。95年2月19日、96年3月2日及96年3月12日米泉变电所发生A相接地及AB相短路时，反向过功率解列屏未动作于解列，靠线路微机后备保护3秒或4秒后动作于跳线路开关，造成炼油厂、化纤厂部分装置停车或热电厂停机事故。
2.3 35kV低周减载屏的问题
35kV低周减载屏属于典型设计。采用了由高精度的数字式周波继电器、低电流闭锁继电器及出口中间继电器组成的带三个基本段系统装置。高精度数字式周波继电器本身带有低压闭锁和时限闭锁功能。低电压闭锁可以防止母线附近短路故障或输入信号为零时出现保护的误动作，在系统发生振荡时，如果振荡周期不是太长，也可以防止继电器的不必要动作；另外在出现负荷反馈现象时，由于电压衰减比较快，也可以防止保护误动作。时限闭锁是用时限来躲过电动机反馈的影响。由于高精度数字式周波继电器具有上述优点，因此用低电流闭锁方式来防止负荷反馈引起保护的误动作已无大的意义。实际上经过对低周减载屏进行检查，低电流闭锁也确实没有接线和引入电流回路。现在的问题是，当110kV系统短时出现故障或功率缺额引起频率下降时，我厂米石线微机保护或反向过功率解列装置还未动作于跳开线路开关时，35kV低周减载屏已先动作将一部分负荷切除，造成生产上不必要的损失。
3结论
我厂处于电力网的末端,线路后备保护动作时间设定较长,而反向过功率解列装置和35kV低周减载屏由于存在上述问题，安全自动装置不能保护电网的安全了，所以必须采取有效措施，使安全自动装置起到保护和稳定电力系统的双重作用。
4.改进措施
为了维护我厂电力系统的稳定可靠运行，本着乌电网近距离故障时，要求安全自动装置快速可靠地动作于和乌电网解列，确保我厂主要生产装置的安全生产，我们对安全自动装置做了以下改造：
3.1在反向过功率屏的电压回路B相加装电压继电器,A相电压继电器去告警回路接点改接跳闸回路。低电压定值整定为75%额定电压，0秒动作于跳米石线开关。这样可保证近距离电网发生各种短路故障而故障设备主保护拒动时，能够快速和乌电网解列。
3.2加装了三个功率方向继电器。按90°方式接线，灵敏角-45°。这样，在乌电网发生各种短路时，使解列屏动作的一个基本前提得到保障。
3.3对功率测量控制装置进行改造。将P。、ΔP的形成电路输入端进行调整，使ΔP变为突增量。短接装置准备时间的阻容电路,使装置在系统故障时立即处于准备状态,经60毫秒开放判据回路。
3.4在35kV低周减载装置内，加装米石一、二线开关跳闸闭锁功能。只有米石一、二线开关都在断开位置，我电力系统频率低于动作值时，顺序切负荷。
1999年12月7日凌晨2:47分，米石二线线路发生A相污闪，微机保护启动判距为接地距离Ⅱ段、零序Ⅱ段，需要经过1.9秒后才能跳闸，反向过功率装置正确动作跳开关和乌电网解列，使我厂生产未遭受任何损失。我们相信，经过改造完善,安全自动装置在今后的运行中一定能充分发挥其应有的作用。
（乌石化公司电力调度所）（中油股份有限公司）
