基于相位角原理电力系统失步解列判据探究

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1、基于相位角原理电力系统失步解列判据探究【摘要】总结双等值系统在失步振荡过程中相位角的变化规律，考虑实际情况，进一步探讨基于相位角原理的判据在装置上实现应注意的问题，通过增加启动判据来实现加速启动等辅助条件，完善相位角原理判据，并且进行了动态模拟实验，证明了相位角失步振荡判据的可行性。【关键词】失步解列；相位角；启动；闭锁1.引言随着电力系统互联规模的不断扩大，当互联系统间发生振荡时，如果没有有效的方法来进行识别和控制，将会导致事故的蔓延，最终造成大面积停电事故的发生。失步时，解列电网联络线是最基本的失步控制措施，系统在适当的地点解列可以

2、有效地将失步系统分开，从而保证各子系统的稳定运行。2•系统失步振荡过程中相位角的变化规律如图1,对于图1所示的两机等值系统，El、E2为两侧等值电源的电势，fl、f2为等值电源的频率，振荡中心在AB两点之间变化，M点为失步解列装置的安装点。E1>E2时,无功从A流向B；反之Elf2时，A侧为送端；flf2)该状态如图2,此时潮流由E1沿着线路流向E2,由于潮流方向为有功功率的流向，而频率反映了有功功率的大小，可以直观的认为fl>f2,从而引起相角差8的大小变化,进而引起线路相位角①的变化，经过动态模拟实验，①的变化每个周期都经过0°~1

3、80°o2）正方向（即MB之间）受端（flf2）该状态如图4,此时潮流由E2沿着线路流向E1,而fl>f2o经过动态模拟实验，①的变化每个周期都经过360°~180°o4）反方向（即AM之间）受端（flf2）该状态为前述四种状态的特殊情况，M与C基本重合，此时通过动态模拟实验，①的变化轨迹基本是方波形状，在0°与180°两个状态之间来回翻转。6）振荡中心在M点，M点处于受端（fl〈f2）该状态亦为前述四种状态的特殊情况，M与C基本重合,此时通过动态模拟实验，①的变化在180。与0。两个状态之间来回翻转。3.相位角失步振荡判据首先把四个象

4、限的角度划分六个区：①1-①2为I区，cI）2-90º；为II区，90º；-①3为III区，①3-①4为IV区，①4-270º；为V区，270º；-①1为VI区。系统正常情况下一般运行在I区或IV区。根据上述失步振荡过程在各种工况下相位角的变化规律，把I-11-111-IV作为正方向判据区（见图6）,把IV-V-VI-I作为反方向判据区（见图7）,把I-IV作为振荡中心附近判断区（见图8）。3.1判断振荡中心在正方向1）正常运行在I区时（送端），从I区开始按顺序经过II区、III区、IV区，则判断振荡中心

5、在正方向并认为经历了一个振荡周期。2）正常运行在IV区时（受端），从IV区开始按顺序经过III区、II区、I区，则判断振荡中心在正方向并认为经历了一个振荡周期。3.2判断振荡中心在反方向1）正常运行在I区时（送端），从I区开始按顺序经过VI区、V区、IV区，则判断振荡中心在反方向并认为经历了一个振荡周期。2）正常运行在IV区时（受端），从IV区开始按顺序经过V区、IV区、I区，则判断振荡中心在反方向并认为经历了一个振荡周期。图8振荡中心判断区3.3判断振荡中心就在安装处附近此时将可能检测不到①穿过II、III（或V、IV）两个区，判据为

6、：1）正常运行在I区时，从I区开始突变到IV区在突变回到I区，作为一个失步振荡周期。2）正常运行在IV区时，从IV区开始突变到I区在突变回到IV区，作为一个失步振荡周期。3）为了判断装置安装地点是否处在振荡中心附近，在采用电压辅助判据，当电压UM的电压包络线的最小值UMmin（有效值）W20%UN时，则认为M点处在振荡中心附近。同时1）、3）或2）、3）时，判为失步振荡，且振荡中心就在安装处附近。3.失步解列装置的启动判据解列装置的启动判据要求装置在系统正常运行时不动作，而在系统发生失步的时候要可靠动作。目前采用的启动判据主要是相位角启

7、动和功率突变量dp启动。3.1相位角启动判据相位角①穿过90º；或270º；,且此时三相电流均大于35%额定电流。①越过90º；或270º；时，Cos①正负变号，有功功率由正变负或由负变正，故又可称为"功率变号"启动。由于①穿越90º；或270º；发生在功角8=180º；.El与E2反相时，此时振荡电流I最大，可保证三相电流均大于35%额定电流；6穿越Oº；（360º；）时，①亦会穿越90º；（270º；）,此时电流I最小，故8穿越Oº；时，

8、不能启动失步解列。4.2功率突变量启动判据Pt-Pt-5s

9、^dP,且5秒前的功率

10、P-5s

11、±P（功率突变量启动前5秒时刻的初始功率必须大于定值P）oP为允许功率突变量启动的事故前功率定值，一般取为0.1