电网规划及运行中N-1准则应用与设备的相关性问题

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1、电网规划及运行中N-1准则应用与设备的相关性问题穆广祺（山西省电力公司，山西太原030001）《电力设备》2004年12期加入收藏获取最新电网规划及运行中N-1准则应用与设备的相关性问题穆广祺 【摘要】：以往应用,N-1准则时,多数是从电网动态和静态稳定性出发的,而对,N-1的类型、设备类型及时效性方面考虑较少。文章对电网中涉及N-1状况的分类、时效性及各类设备发生,N-1的特点进行了分析,并针对电网发电侧、输变电侧及用户侧应用,N-1的适用性原则提出了建议。【作者单位】：山西省电力公司【关键词】：设备故障

2、检修可靠性【分类号】：TM715【DOI】：CNKI:SUN:DLSB.0.2004-12-008关键词：设备；故障；检修；可靠性0　前言　　近年来，随着电网的不断壮大，对电网稳定性及设备可靠性的要求越来越高，电网稳定导则和有关电网规划建设的技术导则对电网安全运行的N-1准则均提出了不同要求。然而，由于规划、设计、运行及经营等不同部门、相关技术人员对这一准则的理解和认识不同，供电可靠性与电价未形成有效的利益互动关系，造成电网规划建设、生产运行中不可避免地产生先天性安全隐患，对电网的长远发展也造成了不利影

3、响。因此，有必要澄清对N-1准则的一些错误认识，提高电网投资效益和安全性、可靠性，在确保电网可持续发展的前提下，稳步提高供电可靠性。1　N-1准则的本质　　按照电网稳定导则有关定义，N-1准则是指正常运行方式下电力系统中任意一元件（如线路、发电机、变压器等）无故障或因故障断开后，电力系统应能保持稳定运行和正常供电，其他元件不过负荷，电压和频率均在允许范围内。N-1准则用于单一元件无故障断开条件下电力系统静态安全分析，或单一元件故障断开后的电力系统稳定性分析即动态安全分析。当发电厂仅有一回送出线路时，送出线

4、路故障可能导致失去一台以上发电机组，此种情况也按N-1原则考虑。　　由此可见，N-1准则包含两层含义：一是保证电网的稳定；二是保证用户得到符合质量要求的连续供电。从目前情况看，保证电网的稳定由于涉及整个电网安全，无论在资金投入、运行方式还是技术措施上均得到足够的重视，但在保证用户特别是边远地区用户连续供电方面仍存在认识上的不足，造成局部电网生产运行长期处于被动局面。2　N-1与系统稳定性要求　　电力系统稳定分为静态稳定、暂态稳定、动态稳定、电压稳定。电力系统中单一元件无故障断开后，直接影响其静态稳定和电压稳

5、定，使正常输变电能力受到限制，其中以发电机组和输电线路停运较为明显，尤其是单电源线路或单台主变压器供电的变电站，当线路或变压器停电检修时，影响最直接；电力系统中单一元件故障断开后，直接影响其暂态稳定、动态稳定和电压稳定，其中以发电机组故障、母线故障和输电线路故障较为突出，特别是枢纽变电站母线和网间联络线路。一般而言，单一元件故障断开后，如果重合闸正常，对稳定及连续供电不会造成影响，但重合不成功，则可能造成局部区域供电受阻甚至电网稳定破坏。所以，N-1准则与电网结构、运行方式、负荷分布及自动化控制装置配置有较

6、大关系。当电网规划、布局相对较合理时，可在一定程度上弥补网络薄弱等不足，当设备选择、配置较理想时，也可减少静态稳定缺陷。3　N-1的类型及影响　　由于N-1准则是按电网元件断开状态研究电网稳定性和安全供电问题的，因此有必要对元件N-1的状态类型进行划分归类，特别对其时效性特点进行进一步的分析。　　第一类为计划性停运，如电网设备的计划性检修、预防性试验、季节性维护等。其特点是与设备类型关系不大，预先可针对停运设备及相关元件、电网运行方式、负荷状况及环境因素采取措施，一般不会对电网稳定造成影响，既使可能造成局部

7、区域限负荷或供电中断，其影响范围是有限的，影响时间也是可预知的。计划停运时间一般为数小时到数天，特殊设备如发电机组会达到数十天，这类停运占电网设备累计停运时间的90%以上。　　第二类是非计划停运，因设备运行过程中发生缺陷或局部故障而造成设备必须临时停运处理。其特点是与设备类型有密切联系，如发电机组的热机及辅机部分，变电设备的断路器机构、隔离开关导电部分、变压器冷却系统和绝缘油系统等。由于这类停运随机性较大，难以采取全面有效措施，因此可能对电网安全稳定性造成较大影响，是电网运行管理应重点解决的问题。非计划停运

8、时间一般为数小时到数天，这类停运占电网设备累计停运时间的3%～8%。　　第三类是故障停运，是以断路器分断为特征的瞬间或短时过程。由于在正常运行方式下已对机组出力、电网潮流、电压等采取了措施，因此，通常情况下，瞬间故障（故障后可重合成功）不会对电网稳定造成明显影响；单一永久故障（故障后未重合或重合失败）对电网稳定造成的影响也是有限的，但可能对局部区域供电造成严重影响。故障停运时间差异较大，瞬间故障为几百毫秒到几秒，