最佳重合闸时间与计算

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1、Xi’anJiaotongUniversity优化重合闸时间，提高输电能力2006年03月25日张保会Xi’anJiaotongUniversity主要内容课题研究目的及意义最优重合闸时间的定性分析最优重合闸时间的定量分析最优重合闸时间的实现在线实时捕捉离线整定计算最优重合闸时间的效益验证结语Xi’anJiaotongUniversity目的及意义传统重合闸不足之处存在的问题：1不区分故障是瞬时性的还是永久性的若重合于永久故障，系统将再次遭受故障冲击，可能较大幅度的摇摆进入新的稳定运行状态，也可能摇摆

2、后失去稳定。为了防止重合于永久故障造成系统稳定的破坏，在《电力系统安全稳定导则》中规定：单相永久性故障重合不成功时不允许造成稳定破坏。就必须得限制正常方式下传输线路的输电容量，以致使得某些发电厂“窝电”或“弃水”。Xi’anJiaotongUniversity目的及意义2重合闸时间是固定的，不能随故障条件而变化传统重合闸不足之处传统重合闸时间的整定，以保证对瞬时性故障能重合成功，对永久故障能跳开为原则，取一个最小间歇时间为重合闸时间，一般为0.5s左右。事实证明，这个最小重合闸时间对系统的暂态稳定不一

3、定有利，可能有害。选取较优的重合闸时间，可以提高抗御重合于永久性故障的能力。东北电网中由水丰向丹东送电的水东线，在水丰厂出口发生单相永久性接地故障，当重合闸时间为1.4s时，即使水丰四台100MW机组只发360MW，仍需重合后连切一台机组才能保持稳定；而当重合闸时间改为1.1s(尚非最佳重合时间)时，水丰厂发电增加到380MW，无需切机就能保持系统稳定。可见选取较佳重合闸时间效果是显著的。目的及意义3最小重合时间1）在断路器跳闸后，故障点的电弧熄灭并使周围介质恢复绝缘强度需要的时间；2）在断路器动作跳

4、闸息弧后，其触头周围绝缘强度的恢复以及消弧室重新充满油、气需要的时间；同时其操作机构恢复原状准备好再次动作需要的时间。3）双侧电源线路两侧继电保护跳闸的时间差等因素确定。4）如果重合闸是利用继电保护跳闸出口起动，其动作时限还应该加上断路器的跳闸时间。根据我国一些电力系统的运行经验，重合闸的最小时间为0.3-0.4秒。目的及意义最佳重合时间在保证瞬时故障能够重合成功、永久性故障能够再次跳开的前提下，大于最小重合时间的一个时间。在最佳时间重合短路器，可以使重合成功（瞬时故障）后或故障再次切除（永久故障）后

5、的系统摇摆幅度最小。最佳重合时间重合短路器工作条件恢复更好、故障点绝缘恢复更充分。Xi’anJiaotongUniversity目的及意义优化重合闸时间的意义在相同的网络件下，不需要增加任何一次设备，不改变任何二次设备，优化重合闸时间，就可提高输电线路的传输能力。选取较佳的重合闸时机，利用发电机存储的减速能量，部分抵消重合于故障时的加速能量，使得系统在最后一次网络操作后的暂态能量最小，减小系统摇摆幅度,进而提高相同传输功率条件下的暂态稳定裕度。最佳重合时间的应用价值Xi’anJiaotongUnive

6、rsity最优重合闸时间的定性分析最小重合闸时间对于联系薄弱、依靠重合闸成功才能维持首摆稳定的系统，瞬时故障切除后重合时间越短、两侧功角摆开越小，重合越快越有利于系统稳定，因此，这种结构的系统，重合闸应越快越好，应按照最小重合时间重合。在《电力系统安全稳定导则》中规定：单相永久性故障重合不成功时不允许造成稳定破坏，因而这种情况是极少数的，这一点在电网规划建设时就已经得到了保证。所以研究阻尼系统摇摆的最佳重合时间具有现实意义。Xi’anJiaotongUniversity最优重合闸时间的定性分析电力系统

7、暂态稳定的经典数学模型以重合闸的最后一次操作时刻为t=0+，系统新的稳定平衡点作为状态空间的原点,电力系统暂态稳定性的经典模型为：式中，Mi为第号机的惯性常数，PTi为机械输入功率，Pei为输出功率。对于扰动前、扰动期间、扰动清除后的电力系统为方程(1)的分段函数，重合闸后系统的同步稳定性就是方程(1)解的稳定性。(1)Xi’anJiaotongUniversity最优重合闸时间的定性分析电力系统暂态稳定的经典数学模型根据Lyapnov直接法理论，方程(1)其解的稳定性与初值状态有关，当初值落于稳定域

8、内时，系统的是稳定的。方程(1)的初值为重合闸最后一次操作完成时刻，各发电机的角度、角速度与新的稳定平衡点之间的偏差。理想的情况是初值为零，即角度、角速度过稳定平衡点的时刻，完成最后一次操作，系统将会无摇摆地进入稳定运行状态。然而这是不可能的，实际重合闸最后一次操作的最佳时刻是距离新的稳定平衡点最近的时刻，即：(2)Xi’anJiaotongUniversity最优重合闸时间的定性分析瞬时性故障最优重合时间瞬时性故障最佳重合条件：瞬时性故障时，网络最后一