1、電力系統振蕩電力系統振蕩 一、了解振蕩一、了解振蕩 二、振蕩閉鎖與開放二、振蕩閉鎖與開放 什么是振蕩？什么是振蕩？并列運行的系統或發電廠失去同步，破壞了穩定運行，于是出現了振蕩。這是最為嚴重的一類系統事故。他可能發展為電網大停電的起因，也可能是發展為大停電事故過程中的一個環節。為了避免由于系統穩定破壞，最根本的前提是要有一個合理的電網運行結構。 河南500kv嵩鄭雙回線繼電保護誤動作跳閘，原線路178萬千瓦的負荷完全轉移到和它電磁環網的220kv系統，先過負荷繼而全網穩定破壞，系統振蕩不僅波及西到四川、南到湖南、東到江西的華中全網，而且波及北到華北電網。發電機組共26臺跳閘、出力損失600多萬

2、千瓦。華中和華北的弱聯系單回500kv聯絡線手動解列。華中電網頻率下降到49.1hz，負荷損失近380萬千瓦。 振蕩的起因？振蕩的起因？穩定破壞：靜態穩定破壞、暫態穩定破壞。暫態穩定破壞是由短路引起的，短路故障破壞了系統功率的平衡，此時若故障切除慢就可能導致系統失去穩定。 大機組失磁或線路傳輸功率超過穩定極限等原因造成的穩定破壞為靜態穩定破壞。 振蕩的處理方式？振蕩的處理方式？ 由解裂裝置有計劃的進行解裂，以終止振蕩。 放任繼電保護裝置在震蕩中自由動作。該方式是西方一些國家長期的習慣做法。只要是機電保護裝置本身沒有問題，在系統震蕩中動作導致大面積停電仍然被認為是正確的。該觀點的主要根源是這些國

3、家的系統聯結較強，但這些觀點直接導致了美國幾次大停電 調度處理。保持系統的穩定性，留待調度處理，我國處理振蕩的成功運行經驗。前提是發電機組、線路繼電保護裝置必須保證在震蕩中不誤動，對發電機而言主要是失步保護的整定，對線路保護主要是可靠的震蕩閉鎖。 振蕩時電氣量變化的特征？振蕩時電氣量變化的特征？ 振蕩時電氣量變化的特征？振蕩時電氣量變化的特征？ 線路電流作大幅變化 全相振蕩時系統保持對稱性 震蕩過程中系統各點電壓和電流間的相角差是變化不定的； 振蕩時電氣量周期性平滑變化；變化周期為振蕩周期 振蕩過程中靠近振蕩中心的電壓作大幅度變化。 振蕩電流及振蕩周期？振蕩電流及振蕩周期？系統振蕩的周期，統計

4、數據表明，一般最長不超過3s，最短不低于0.1s；一次系統振蕩，各個振蕩周期的時間也不相同。第一個振蕩周期的時間較長長，一般要大于0.5s；振蕩一旦開始，振蕩過程中頻率差變大，周期較短，最小可能至0.1s；系統恢復同步前的一個振蕩周期最長，一般會大于1s。電流幅值（包絡線）以 規律變化。000( )sin()sin()2cos()sin()2222swimmmnmnmnmititititt2sin()2mnmit振蕩周期振蕩周期t： p振蕩中心電壓振蕩中心電壓uzuz振蕩過程中電壓最低的一點稱為振蕩中心電壓。當系統各元件阻抗角相等時，震蕩中心在（zm+zn+zl）/2處，uz的表達式：cos(

5、90)zmluu 振蕩閉鎖設計思想振蕩閉鎖設計思想檢測到系統狀態有突變，經短時開放。在短時開放期間如果保護沒有動作則立即啟動振蕩閉鎖。將可能在振蕩中誤動的保護段閉鎖直至系統振蕩消失。 檢測到系統失去靜態穩定直接進入震蕩閉鎖。在阻抗平面上設定靈敏度不同的阻抗元件，通過測定兩個動作元件動作時間之差來識別振蕩。 系統振蕩時的測量阻抗系統振蕩時的測量阻抗 保護安裝處的測量阻抗周期性變化.mswiuzi閉鎖阻抗保護閉鎖阻抗保護 振蕩閉鎖設計思想的缺點振蕩閉鎖設計思想的缺點“四統一”設計的振蕩閉鎖有兩大缺陷:1)突變量啟動十分靈敏，在很遠處的擾動都可能引起保護啟動，保護啟動進入振蕩閉鎖模塊后，導致距離保護

6、一、二段及高頻距離被閉鎖，使得線路在振蕩閉鎖期間失去快速保護。2)振蕩閉鎖期間再發生區內相間故障，保護動作時間過長，一則可能引起系統穩定破壞，二則相鄰線路的相間保護可能會越級跳閘。 振蕩閉鎖后的短路故障識別振蕩閉鎖后的短路故障識別 全相運行不對稱短路故障識別 全相運行對稱短路故障識別非全相運行短路故障識別 0212fffiii不對稱短路故障識別不對稱短路故障識別021iiki兩側電源功角為0時，在故障支路中單相故障：兩相短路：兩相短路接地：21ffii021| 2fffiii 不對稱短路故障識別不對稱短路故障識別021iiki兩側電源功角為180時，發生區內故障，i1的震蕩分量很大，不能瞬時開

7、放保護，當功角減小時可滿足判據。 對稱短路故障識別對稱短路故障識別利用檢測振蕩中心電壓變化來識別利用檢測振蕩中心電壓變化來識別0.03cos0.08nnuuu cosup余弦電壓余弦電壓ucos電壓在電流方向上的投影，稱為余電壓在電流方向上的投影，稱為余弦電壓，是標量。弦電壓，是標量。 u arc.arcluizup電弧電阻壓降電弧電阻壓降相間短路故障時，故障環路方程相間短路故障時，故障環路方程電弧壓降，當弧電流超過電弧壓降，當弧電流超過100a時，壓降與流過的電時，壓降與流過的電流無關。壓降一般小于額定相間電壓的流無關。壓降一般小于額定相間電壓的6%。 p電弧壓降與余弦電壓的關系電弧壓降與余

8、弦電壓的關系在單側電源故障，忽略線路阻抗的電阻分量時，在單側電源故障，忽略線路阻抗的電阻分量時，在雙側電源下，電弧中有對側電源的助增電流，但弧光電壓在雙側電源下，電弧中有對側電源的助增電流，但弧光電壓不變。不變。如果線路阻抗的相角較小，例如為如果線路阻抗的相角較小，例如為75度，則余弦電壓將增大度，則余弦電壓將增大到到0.26p.u.。為了獲得弧光壓降，采取補償的方法。為了獲得弧光壓降，采取補償的方法。.cosarcuu.cos(90)arcluu p振蕩中心電壓振蕩中心電壓uzuz振蕩時振蕩時ucos等于振蕩中心的電壓等于振蕩中心的電壓 p振蕩時振蕩時uzuz的變化的變化通過實時計算余弦電壓

9、。可把系統兩側電動勢的相位差劃分為3個區域：1、預備區。0164，0.1412、測速區。 164171，0.080.143、動作區。 171183，-0.030.08 12210.082cos()170.80.033602cos()183.4*3105360nnnnuarceuarcetsms p對稱故障開放延時對稱故障開放延時0.03cos0.08nnuuu第一判據延時第一判據延時150ms 12210.252cos()1510.13602cos()191.4*3337360nnnnuarceuarcetsms p對稱故障開放延時對稱故障開放延時0.1cos0.25nnuuu第二判據延時第二判據延時500ms 非全相振蕩健全相再故障非全相振蕩健全相再故障 利用序電流選相不在跳開相，判斷健全相發生了接地故障；利用序電流選相不在跳開相，判斷健全相發生了接地故障； 利用監測震蕩中心電壓變化來開放保護。利用監測震蕩中心電壓變化來開放保護。02rg(/)aaii p小結小結