大型电力系统失步解列装置协调

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1、大型电力系统失步解列装置的协调摘要电力系统稳定破坏的事故国内外时有发生，电网失步时解列失步断面或快速切除送端电厂的部分发电机组是最基本的控制措施。本文介绍了目前国内高压电网解列装置使用的三种失步判据，介绍了不同装置之间的配合方法，指出这些配合方法适用于结构比较简单的系统，而对于复杂的互联电力系统，往往难以达到快速、准确解列的要求。作者分析了南方电网四个失步断面的具体情况，指出对于比较复杂的某些断面有关解列装置应借助远方通信进行协调配合，以实现快速、有选择的解列控制。另外对于利用同步相量测量系统（PMU）实现电力系统的解列控制的条件提出了看法，以

2、期今后在这一方面能得到实际应用。0前言电力系统在遭遇严重故障或多重性事故时可能失去同步，如果没有及时采取有效措施，事故将要扩大，甚至出现大面积停电的严重后果。由于种种原因，例如网架结构不合理、继电保护不正确动作、稳控装置拒动或控制量不足、断路器失灵等，电网稳定破坏的事故往往难以避免，因此国内外电网稳定破坏的事故时有发生。失步时解列电网联络线是最基本的失步控制措施。振荡中心如果落在送端电厂的送出线上，快速切除该电厂的部分发电机组一般可以使系统再同步，因此在大型发电厂得到应用，如福建后石电厂（6台600MW机组）、四川二滩电站（6台550MW机组）

3、、阳城发电厂（6台350MW机组）、东北绥中发电厂（2台800MW机组）、内蒙准格尔发电厂（2台350MW机组）等都装设有失步切机装置。电网的失步控制目前主要靠失步解列装置来完成。失步解列装置的核心技术是：完善的失步判据、不同安装点解列装置动作的配合方法、防止各种情况下误动作的闭锁措施。失步解列装置的不正确动作都将带来严重的后果。国内电网近年来安装的失步解列装置基本满足了各电网的需要，正确动作多次，对确保各电网的安全稳定运行发挥着重要作用。随着电力系统的发展，西电东送、南北互供、大区联网的实现，电网的结构更加复杂化，对失步解列装置的要求也越来越

4、高，针对这种情况，作者对大型电力系统的失步解列问题进行了研究，提出了大型电网失步解列装置的协调配合方案，以期解决国内复杂电网内失步解列装置的协调动作问题。1目前国内高压电网解列装置使用的失步判据失步解列装置在国内电网已得到比较普遍应用，除了安装在220kV以上电网的联络线、电厂的送出线以外，在110kV以下低压电网的区间联络线也根据需要装设有失步解列装置，防止系统内出现失步时的事故扩大。目前国内高压电网解列装置使用的失步判据主要有以下三类：（1）测量阻抗的变化规律：在装置安装点测量的阻抗值在失步振荡过程中是变化的，利用测量阻抗的变化轨迹，研制出

5、阻抗循序判别原理的失步判据。使用这种判据的产品有SBJ-1A失步解列装置（集成电路）、RCS-993A失步解列装置（微机），其动作原理见文献xx。（2）U与I相位角φ的变化规律：按照在失步过程中失步断面φ角的变化规律，把φ的范围划分为6个区（见图1），①振荡中心落在安装点的正方向，且处于系统的送端，则φ角变化过程是Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ→Ⅰ；如果处于系统的受端，则φ角变化过程是Ⅳ→Ⅲ→Ⅱ→Ⅰ→Ⅳ。②振荡中心落在安装点的反方向，且处于系统的送端，则φ角变化过程是Ⅰ→Ⅵ→Ⅴ→Ⅳ→Ⅰ；如果处于系统的受端，则φ角变化过程是Ⅳ→Ⅴ→Ⅵ→Ⅰ→Ⅳ。③振荡中心落在安装

6、点附近，φ角变化过程是Ⅰ→Ⅳ→Ⅰ或Ⅳ→Ⅰ→Ⅳ，为了判断更加充分，增加电压包络线最低值必须小于20%UN的条件。当φ角满足任一种情况，且检测到电压包络线最低值低于允许定值，则判为失步振荡，并可确定振荡中心的方向。图1振荡过程中相位角变化规律（3）Ucosφ的变化规律：根据接入的联络线电压、电流量，计算出系统振荡中心点的电压Ucosφ，将失步过程中Ucosφ的变化范围划分为六个区域（图2），连续跟踪Ucosφ的变化轨迹是否满足预定的变化规律，满足就判为失步；使用振荡过程中检测到的最低电压值既做为保护范围的辅助判据，又做为动作的闭锁条件。本判据反应的

7、是系统振荡中心电压的变化规律，物理概念清晰、明确。图22）与（3）两种判据均能自动适应电网结构的变化或运行方式变化，即与系统的运行方式、电网的结构无关，只反应测量线路所在断面是否处于失步状态，失步判断时不需要用户提供定值，这给现场使用提供了方便。2目前国内电网失步解列装置的配合方法根据需要，在同一电网内一般设有多个解列点，这些点安装的失步解列装置的动作就必须从全网角度去进行协调。系统失步后尽快解列失步的断面，这是目前比较一致的观点。这首先要求失步解列装置使用的判据只反应失步断面的失步振荡，在系统失步振荡过程中同调机群内部的摇摆属于同步振荡，装置

8、应可靠不动作；如果有几个点都处于失步断面上，则存在装置动作的协调问题。例如南方电网的贺州站、梧州站、玉林站三站就属于平行输电断面上的站，而梧州站与来宾