康钰涛
（河南能源化工集团安化公司，河南 安阳455133）
［摘 要］河南能源化工集团安化公司供电系统主要由外购电系统和自发电系统两部分组成，正常情况下自发电系统与外购电系统并网运行。为避免供电系统在外供电Ⅰ、Ⅱ茶化线发生故障跳闸或者110 kV供电系统由于某种原因导致电网失压而造成全厂停车，保住关键性负荷的持续供电，安化公司采用低周减载装置按频率切除部分非重要负荷，依靠自备发电机保持部分重要负荷不间断供电。介绍低周减载整定原则、低周减载切除负荷顺序确定原则、低周减载技术实施方案，以及低周减载技术在供电系统故障处理中的应用实例。实践表明，低周减载技术的应用可有效遏制外电网失压等情况下发电机不能孤网运行的现象，有效避免外部电源故障造成的生产系统大范围停车事故的发生，从全局出发，避免设备的严重损坏、减少系统物料排放、缩短系统重启时间，最大限度地减少供电系统故障带来的经济损失，既可减少生产损失，又可确保生产安全。
［关键词］供电系统；外电网失压；低周减载；整定原则；负荷切除顺序；实施方案；发电机孤网运行；故障处理实例
［中图分类号］TM712.2 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2022）03-0067-04
0 引 言
河南能源化工集团安化公司（简称安化公司，下属化肥公司、安阳九阳化工有限公司、安阳九天精细化工有限责任公司、安阳九龙化工有限公司、安阳永金化工有限公司等）始建于1969年，目前主要产品产能为合成氨310 kt/a、尿素460 kt/a、甲醇85 kt/a、甲胺/DMF 150 kt/a、复合肥200 kt/a、乙二醇200 kt/a、瓶级聚酯300 kt/a、保险粉100 kt/a、DMAC 20 kt/a、液体二氧化碳（食品级）30 kt/a、甲醇钠2 000 t/a、高纯度α-亚麻酸10 t/a、粉煤灰蒸汽加压砌块250 km3/a等；锅炉系统有5#～8#锅炉（单炉产汽量75 t/h）、9#～10#锅炉（单炉产汽量130 t/h）、11#锅炉（产汽量220 t/h）。
由于安化公司建厂较早，各生产装置建设时间跨度较大，导致各生产装置供电系统相互交叉，供电系统也随之变得越来越复杂。供电网络在外供电Ⅰ、Ⅱ茶化线发生故障跳闸或110 kV供电系统由于某种原因导致电网失压时，造成安化公司供电网络与外部电网脱离，即35 kV供电系统与110 kV供电系统脱离，此时安化公司供电系统为自发电系统支撑形成一个孤岛运行的小电网。而利用微机式综合保护装置低周减载功能按预定方案切除6 kV供电系统相应负荷，靠安化公司的自发电系统维持全厂锅炉系统和公用工程系统等的正常运行，可防止因外电网失电或者110 kV供电系统由于某种原因跳闸导致供电系统失压而造成全厂停车。简言之，安化公司在外电网失压的情况下，利用低频解列及低频减载使自发电系统最大限度地保住锅炉系统、公用工程系统、九阳化工制气系统、九天化工二甲胺系统、8 000 m3/h空分系统、4 000 m3/h空分系统，借助自发电系统的安全运行，通常各生产系统在24 h内会恢复正常运行，从而可使乙二醇系统、合成氨系统、尿素系统、九天化工甲胺系统快速恢复生产，大大降低外电网失压等事故造成的经济损失。
1 安化公司供电系统简介
安化公司供电系统主要由外购电和自发电两部分组成（如图1所示）。外部电源由茶棚变电站110 kV不同母线段引出2条110 kV线路（Ⅰ茶化线、Ⅱ茶化线），接至安化公司110 kV总降站GIS高压室Ⅰ茶化2间隔和Ⅱ茶化2间隔。化111、化112分别为化1#主变、化2#主变间隔，化1#、2#主变压器为安化公司化肥公司负荷供电。从总降站110 kV GIS高压室引出2条联络线（Ⅰ化龙、Ⅱ化龙）至110 kV九龙站GIS高压室接入Ⅰ化龙2、Ⅱ化龙2间隔。龙111、龙112、龙113分别为龙1#主变、龙2#主变、龙3#主变间隔。龙1#主变、龙2#主变、龙3#主变低压侧分别接至九龙35 kV站高压室Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段母线上，为九龙35 kV站高压室三段母线电源进线。安化公司两外部线路自上而下正常分列运行，即110 kV、35 kV、6 kV及038 kV线路分列运行。所有母线设分段断路器，正常运行方式（基本运行方式）都是断开的。
自发电系统主要包括化肥1#发电机、化肥3#发电机、热电4#发电机、九龙1#发电机、九龙2#发电机。化肥1#、3#（3 MW和6 MW）发电机组安装在化肥公司自备电站，接入自备电站6 kV母线Ⅰ段并经联络线接入九龙302站6 kV母线Ⅱ段。热电4#（12 MW）发电机组安装在九龙热电站，接入热电站6 kV母线Ⅰ段并经联络线接入九龙302站6 kV母线Ⅰ段。九龙2台30 MW机组为发电机-变压器单元接线，九龙1#、2#发电机经升压变压器分别接入九龙35 kV母线Ⅰ段和Ⅱ段。正常情况下自发电系统与外购电系统并网运行。
2 低周减载整定原则
安化公司供电系统发生低频振荡有两种情况：一是安化公司外电源全部“消失”，厂内运行的发电机容量不足，有功功率严重失衡，造成供电系统频率快速下降；二是非外部线路故障跳闸，而是供电系统中大型机组因故突然停机（跳停），有功功率不足，造成供电系统频率下降，但此种情况频率下降速度较慢。
低周减载的目的是，通过核算发电机孤网运行数据，整定6 kV高压电机低周减载频率定值、滑差定值、电压定值、电流定值、动作延时等。设定好低周减载6 kV高压电机切除轮次，切除部分工艺生产用电负荷，防止供电系统频率长期运行在过低值或下降至系统崩溃值，使系统频率快速恢复到额定频率。在确定切除负荷量时，应根据不同故障情况下的发电负荷来确定，使保留负荷与自发电负荷尽量匹配，尽可能保留较高的生产负荷，以便于后续整个生产系统快速恢复正常运行。
合理选择频率级差、轮数和延时，是保证综保低周减载装置准确动作的前提。为使供电系统频率不致降低到过低值，低周减载装置的最高一轮整定频率不宜过低——由于九龙1#、2#发电机及热电4#发电机可以长时间运行在49.5 Hz以上，第一轮低周减载启动值应低于49.5 Hz，一般第一轮低周减载整定值以49.5～49.3 Hz为宜。低周减载装置末轮频率定值的选择不能低于发电机组的低频保护定值，而且应留有0.3～0.5 Hz的余量。低周减载轮数一般选3～4轮，频率级差可取为0.2～0.3 Hz。
3 低周减载切除负荷顺序确定原则
更多内容详见《中氮肥》2022年第3期