《電力系統(tǒng)振蕩》ppt課件

1、電力系統(tǒng)振蕩電力系統(tǒng)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(yùn)轉(zhuǎn)的系統(tǒng)或發(fā)電廠失去同步，破壞了穩(wěn)定運(yùn)并列運(yùn)轉(zhuǎn)的系統(tǒng)或發(fā)電廠失去同步，破壞了穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，于是出現(xiàn)了振蕩。這是最為嚴(yán)重的一類系統(tǒng)事轉(zhuǎn)，于是出現(xiàn)了振蕩。這是最為嚴(yán)重的一類系統(tǒng)事故。他能夠開展為電網(wǎng)大停電的原因，也能夠是開故。他能夠開展為電網(wǎng)大停電的原因，也能夠是開展為大停電事故過程中的一個(gè)環(huán)節(jié)。為了防止由于展為大停電事故過程中的一個(gè)環(huán)節(jié)。為了防止由于系統(tǒng)穩(wěn)定破壞，最根本的前提是要有一個(gè)合理的電系統(tǒng)穩(wěn)定破壞，最根本的前提是要有一個(gè)合理的電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)構(gòu)造。網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)構(gòu)造。 河南500kV嵩鄭雙

2、回線繼電維護(hù)誤動作跳閘，原線路178萬千瓦的負(fù)荷完全轉(zhuǎn)移到和它電磁環(huán)網(wǎng)的220kV系統(tǒng)，先過負(fù)荷繼而全網(wǎng)穩(wěn)定破壞，系統(tǒng)振蕩不僅涉及西到四川、南到湖南、東到江西的華中全網(wǎng)，而且涉及北到華北電網(wǎng)。發(fā)電機(jī)組共26臺跳閘、出力損失600多萬千瓦。華中和華北的弱聯(lián)絡(luò)單回500kV聯(lián)絡(luò)線手動解列。華中電網(wǎng)頻率下降到49.1Hz，負(fù)荷損失近380萬千瓦。 振蕩的原因？振蕩的原因？穩(wěn)定破壞：靜態(tài)穩(wěn)定破壞、暫態(tài)穩(wěn)定破壞。穩(wěn)定破壞：靜態(tài)穩(wěn)定破壞、暫態(tài)穩(wěn)定破壞。暫態(tài)穩(wěn)定破壞是由短路引起的，短路缺點(diǎn)破壞了系暫態(tài)穩(wěn)定破壞是由短路引起的，短路缺點(diǎn)破壞了系統(tǒng)功率的平衡，此時(shí)假設(shè)缺點(diǎn)切除慢就能夠?qū)е孪到y(tǒng)功率的平衡，此時(shí)假設(shè)缺

3、點(diǎn)切除慢就能夠?qū)е孪到y(tǒng)失去穩(wěn)定。統(tǒng)失去穩(wěn)定。 大機(jī)組失磁或線路傳輸功率超越穩(wěn)定極限等緣由呵大機(jī)組失磁或線路傳輸功率超越穩(wěn)定極限等緣由呵斥的穩(wěn)定破壞為靜態(tài)穩(wěn)定破壞。斥的穩(wěn)定破壞為靜態(tài)穩(wěn)定破壞。 振蕩的處置方式？振蕩的處置方式？由解裂安裝有方案的進(jìn)展解裂，以終止振蕩。由解裂安裝有方案的進(jìn)展解裂，以終止振蕩。放任繼電維護(hù)安裝在震蕩中自在動作。放任繼電維護(hù)安裝在震蕩中自在動作。該方式是西方一些國家長期的習(xí)慣做法。只需是機(jī)該方式是西方一些國家長期的習(xí)慣做法。只需是機(jī)電維護(hù)安裝本身沒有問題，在系統(tǒng)震蕩中動作導(dǎo)致大面電維護(hù)安裝本身沒有問題，在系統(tǒng)震蕩中動作導(dǎo)致大面積停電依然被以為是正確的。該觀念的主要根源是

4、這些積停電依然被以為是正確的。該觀念的主要根源是這些國家的系統(tǒng)結(jié)合較強(qiáng)，但這些觀念直接導(dǎo)致了美國幾次國家的系統(tǒng)結(jié)合較強(qiáng)，但這些觀念直接導(dǎo)致了美國幾次大停電大停電調(diào)度處置調(diào)度處置。堅(jiān)持系統(tǒng)的穩(wěn)定性，留待調(diào)度處置，我國處置振蕩的勝堅(jiān)持系統(tǒng)的穩(wěn)定性，留待調(diào)度處置，我國處置振蕩的勝利運(yùn)轉(zhuǎn)閱歷。利運(yùn)轉(zhuǎn)閱歷。前提是發(fā)電機(jī)組、線路繼電維護(hù)安裝必需保證在震蕩中前提是發(fā)電機(jī)組、線路繼電維護(hù)安裝必需保證在震蕩中不誤動，對發(fā)電機(jī)而言主要是失步維護(hù)的整定，對線路不誤動，對發(fā)電機(jī)而言主要是失步維護(hù)的整定，對線路維護(hù)主要是可靠的震蕩閉鎖。維護(hù)主要是可靠的震蕩閉鎖。 振蕩時(shí)電氣量變化的特征？振蕩時(shí)電氣量變化的特征？ 振蕩時(shí)

5、電氣量變化的特征？振蕩時(shí)電氣量變化的特征？線路電流作大幅變化線路電流作大幅變化全相振蕩時(shí)系統(tǒng)堅(jiān)持對稱性全相振蕩時(shí)系統(tǒng)堅(jiān)持對稱性震蕩過程中系統(tǒng)各點(diǎn)電壓和電流間的相角差是變化不定的；震蕩過程中系統(tǒng)各點(diǎn)電壓和電流間的相角差是變化不定的；振蕩時(shí)電氣量周期性平滑變化；變化周期為振蕩周期振蕩時(shí)電氣量周期性平滑變化；變化周期為振蕩周期振蕩過程中接近振蕩中心的電壓作大幅度變化。振蕩過程中接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(tǒng)振蕩的周期，統(tǒng)計(jì)數(shù)聽闡明，普通最長不超越系統(tǒng)振蕩的周期，統(tǒng)計(jì)數(shù)聽闡明，普通最長不超越3s，最短不低于，最短不低于0.1s；一次系統(tǒng)振蕩，各個(gè)振蕩周期

6、的；一次系統(tǒng)振蕩，各個(gè)振蕩周期的時(shí)間也不一樣。第一個(gè)振蕩周期的時(shí)間較長長，普通要時(shí)間也不一樣。第一個(gè)振蕩周期的時(shí)間較長長，普通要大于大于0.5s；振蕩一旦開場，振蕩過程中頻率差變大，周；振蕩一旦開場，振蕩過程中頻率差變大，周期較短，最小能夠至期較短，最小能夠至0.1s；系統(tǒng)恢復(fù)同步前的一個(gè)振蕩；系統(tǒng)恢復(fù)同步前的一個(gè)振蕩周期最長，普通會大于周期最長，普通會大于1s。電流幅值包絡(luò)線以電流幅值包絡(luò)線以 規(guī)律變化。規(guī)律變化。000( )sin()sin()2cos()sin()2222swimMmNMNMNmitItItItt2sin()2MNmIt p振蕩中心電壓振蕩中心電壓UzUzp振蕩過程中電壓

7、最低的一振蕩過程中電壓最低的一點(diǎn)稱為振蕩中心電壓。點(diǎn)稱為振蕩中心電壓。p當(dāng)系統(tǒng)各元件阻抗角相等當(dāng)系統(tǒng)各元件阻抗角相等時(shí)，震蕩中心在時(shí)，震蕩中心在Zm+Zn+ZLZm+Zn+ZL/2/2處，處，pUzUz的表達(dá)式：的表達(dá)式：cos(90)ZMLUU 振蕩閉鎖設(shè)計(jì)思想振蕩閉鎖設(shè)計(jì)思想檢測到系統(tǒng)形狀有突變，經(jīng)短時(shí)開放。檢測到系統(tǒng)形狀有突變，經(jīng)短時(shí)開放。在短時(shí)開放期間假設(shè)維護(hù)沒有動作那么立刻啟動振蕩閉鎖。在短時(shí)開放期間假設(shè)維護(hù)沒有動作那么立刻啟動振蕩閉鎖。將能夠在振蕩中誤動的維護(hù)段閉鎖直至系統(tǒng)振蕩消逝。將能夠在振蕩中誤動的維護(hù)段閉鎖直至系統(tǒng)振蕩消逝。檢測到系統(tǒng)失去靜態(tài)穩(wěn)定直接進(jìn)入震蕩閉鎖。檢測到系統(tǒng)失

8、去靜態(tài)穩(wěn)定直接進(jìn)入震蕩閉鎖。在阻抗平面上設(shè)定靈敏度不同的阻抗元件，經(jīng)過測定兩個(gè)在阻抗平面上設(shè)定靈敏度不同的阻抗元件，經(jīng)過測定兩個(gè)動作元件動作時(shí)間之差來識別振蕩。動作元件動作時(shí)間之差來識別振蕩。 系統(tǒng)振蕩時(shí)的丈量阻抗系統(tǒng)振蕩時(shí)的丈量阻抗維護(hù)安裝處的丈量阻抗周期性變化維護(hù)安裝處的丈量阻抗周期性變化.MswiUZI閉鎖阻抗維護(hù)閉鎖阻抗維護(hù) 振蕩閉鎖設(shè)計(jì)思想的缺陷振蕩閉鎖設(shè)計(jì)思想的缺陷“四一致設(shè)計(jì)的振蕩閉鎖有兩大缺陷四一致設(shè)計(jì)的振蕩閉鎖有兩大缺陷:1)突變量啟動非常靈敏，在很遠(yuǎn)處的擾動都能夠引起維護(hù)突變量啟動非常靈敏，在很遠(yuǎn)處的擾動都能夠引起維護(hù)啟動，維護(hù)啟動進(jìn)入振蕩閉鎖模塊后，導(dǎo)致間隔維護(hù)一、啟動，

9、維護(hù)啟動進(jìn)入振蕩閉鎖模塊后，導(dǎo)致間隔維護(hù)一、二段及高頻間隔被閉鎖，使得線路在振蕩閉鎖期間失去二段及高頻間隔被閉鎖，使得線路在振蕩閉鎖期間失去快速維護(hù)?？焖倬S護(hù)。2)振蕩閉鎖期間再發(fā)生區(qū)內(nèi)相間缺點(diǎn)，維護(hù)動作時(shí)間過長，振蕩閉鎖期間再發(fā)生區(qū)內(nèi)相間缺點(diǎn)，維護(hù)動作時(shí)間過長，一那么能夠引起系統(tǒng)穩(wěn)定破壞，二那么相鄰線路的相間一那么能夠引起系統(tǒng)穩(wěn)定破壞，二那么相鄰線路的相間維護(hù)能夠會越級跳閘。維護(hù)能夠會越級跳閘。 振蕩閉鎖后的短路缺點(diǎn)識別振蕩閉鎖后的短路缺點(diǎn)識別 全相運(yùn)轉(zhuǎn)不對稱短路缺點(diǎn)識別全相運(yùn)轉(zhuǎn)不對稱短路缺點(diǎn)識別 全相運(yùn)轉(zhuǎn)對稱短路缺點(diǎn)識別全相運(yùn)轉(zhuǎn)對稱短路缺點(diǎn)識別非全相運(yùn)轉(zhuǎn)短路缺點(diǎn)識別非全相運(yùn)轉(zhuǎn)短路缺點(diǎn)識別

10、0212FFFIII不對稱短路缺點(diǎn)識別不對稱短路缺點(diǎn)識別021IIkI兩側(cè)電源功角為0時(shí)，在缺點(diǎn)支路中單相缺點(diǎn)：兩相短路：兩相短路接地：21FFII021| 2FFFIII 不對稱短路缺點(diǎn)識別不對稱短路缺點(diǎn)識別021IIkI兩側(cè)電源功角為180時(shí)，發(fā)生區(qū)內(nèi)缺點(diǎn)，I1的震蕩分量很大，不能瞬時(shí)開放維護(hù)，當(dāng)功角減小時(shí)可滿足判據(jù)。 對稱短路缺點(diǎn)識別對稱短路缺點(diǎn)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pUcosUcosp電壓在電流方向上的投影，電壓在電流方向上的投影，稱為余弦電壓，是標(biāo)量。稱為余弦電壓，是標(biāo)量。 U ar

11、c.arcLUIZUp電弧電阻壓降電弧電阻壓降p相間短路缺點(diǎn)時(shí)，缺點(diǎn)環(huán)路方程相間短路缺點(diǎn)時(shí)，缺點(diǎn)環(huán)路方程p電弧壓降，當(dāng)弧電流超越電弧壓降，當(dāng)弧電流超越100A100A時(shí)，壓降與時(shí)，壓降與流過的電流無關(guān)。壓降普通小于額定相間電流過的電流無關(guān)。壓降普通小于額定相間電壓的壓的6%6%。 p電弧壓降與余弦電壓的關(guān)系電弧壓降與余弦電壓的關(guān)系p在單側(cè)電源缺點(diǎn)，忽略線路阻抗的電阻分量時(shí)，在單側(cè)電源缺點(diǎn)，忽略線路阻抗的電阻分量時(shí)，p在雙側(cè)電源下，電弧中有對側(cè)電源的助增電流，但在雙側(cè)電源下，電弧中有對側(cè)電源的助增電流，但弧光電壓不變。弧光電壓不變。p假設(shè)線路阻抗的相角較小，例如為假設(shè)線路阻抗的相角較小，例如為7

12、575度，那么余弦度，那么余弦電壓將增大到電壓將增大到0.26p.u.0.26p.u.。為了獲得弧光壓降，采取。為了獲得弧光壓降，采取補(bǔ)償?shù)姆椒āＱa(bǔ)償?shù)姆椒ā?cosarcUU.cos(90)arcLUU p振蕩中心電壓振蕩中心電壓UzUzp振蕩時(shí)振蕩時(shí)UcosUcos等于振蕩中心等于振蕩中心的電壓的電壓 p振蕩時(shí)振蕩時(shí)UzUz的變化的變化p經(jīng)過實(shí)時(shí)計(jì)算余弦電壓。可把系統(tǒng)兩側(cè)電經(jīng)過實(shí)時(shí)計(jì)算余弦電壓?？砂严到y(tǒng)兩側(cè)電動勢的相位差劃分為動勢的相位差劃分為3 3個(gè)區(qū)域：個(gè)區(qū)域：p1 1、預(yù)備區(qū)。、預(yù)備區(qū)。0 0164164，0.1410.141p2 2、測速區(qū)。、測速區(qū)。 164 164171171，

13、0.080.140.080.14p3 3、動作區(qū)。、動作區(qū)。 171 171183183，-0.030.08-0.030.08 12210.082cos()170.80.033602cos()183.4*3105360NNNNUarcEUarcEtsms p對稱缺點(diǎn)開放延時(shí)對稱缺點(diǎn)開放延時(shí)0.03cos0.08NNUUU第一判據(jù)延時(shí)第一判據(jù)延時(shí)150ms 12210.252cos()1510.13602cos()191.4*3337360NNNNUarcEUarcEtsms p對稱缺點(diǎn)開放延時(shí)對稱缺點(diǎn)開放延時(shí)0.1cos0.25NNUUU第二判據(jù)延時(shí)第二判據(jù)延時(shí)500ms 非全相振蕩健全相再缺點(diǎn)非全相振蕩健全相再缺點(diǎn) 利用序電流選相不在跳開相，判別健全相發(fā)生了接地缺點(diǎn)；利用序電流選相不在跳開相，判別健全相發(fā)生了接地缺點(diǎn)；