发电厂安全稳定控制系统和应用.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,发电厂安全稳定控制系统及应用,南京南瑞继保电气有限企业,第1页,第2页,第3页,第4页,一、概述二、区域稳定控制装置三、电力系统失步解列装置四、电力系统频率电压紧急控制装置,第5页,什么是三道防线？,为了分析方便，我们把电力系统运行状态分为：,正常状态，警戒状态，紧急状态，失步状态，恢复状态,。见下页图。,对应对应状态，我们设置三道防线。,第一道防线,：快速可靠继电保护、有效预防性控制办法，,确保电网在发生常见单一故障时保持电网稳定运行和电网正常供电；,第二道防线,：采取稳定控制装置及切机、切负荷等紧急控制办法，,确保电网在发生概率较低严重故障时能继续保持稳定运行；,第三道防线,：设置失步解列、频率及电压紧急控制装置,，当电网碰到概率很低多重严重事故而稳定破坏时，依靠这些装置预防事故扩大、预防大面积停电。,第6页,图 电力系统状态转换及三道防线,正常,（安全）,警戒,紧急,恢复,失步,瓦解,合理电网结构及对应电力设施,电网快速保护及预防控制装置,（第一道防线）,稳定控制装置,/,系统,（第二道防线）,电网失步解列、电压及频率,紧急控制（第三道防线）,系统完整性破坏,保持系统完整性,第7页,RCS,系列安全稳定控制装置,区域稳定控制装置,RCS-992,主机,RCS-990,从机,MUX-22,等复接设备：光纤复接、光电转换,RCS-991A,、,B,稳定控制装置,RCS-993A,、,B,失步解列装置,RCS-993C,低频振荡检测装置,RCS-994E,、,B,频率电压紧急控制装置,RCS-993D,、,E,失步解列与频率电压紧急控制装置,RCS-9009,稳定控制在线预决议系统,NRSC,电力系统机电暂态分析软件包（适合用于,BPA,、,PSASP,模型）,第8页,一、概述,二、区域稳定控制装置,三、电力系统失步解列装置四、电力系统频率电压紧急控制装置,第9页,定义：,电网安全稳定控制装置是为确保电力系统在碰到,电力系统安全稳定导则,要求第二级安全稳定标准大扰动时稳定性而在电厂或变电站内装设控制设备，实现切机、切负荷、快速减出力、直流功率紧急提升或回降等功效，是确保电力系统安全稳定运行第二道防线主要设施（简称为稳控装置）。,二、,RCS992,区域稳定控制系统,第10页,RCS992区域稳定控制系统由安装在各个厂站RCS-992型分布式安全稳定控制装置经过通道互联组成。该装置既可用于单个厂站安全稳定控制，又可用于区域电网及大区互联电网安全稳定控制。,该装置包含有6项国家技术创造专利。,阻抗循序判别式失步继电器：国家创造奖二等奖,RCS-992分布式电力系统稳定控制装置：中国电力科学技术奖二等奖,直流多馈入交直流并联电网安全稳定控制技术研究与实施：中国电力科学技术奖二等奖,基于BPA算法可扩展省级电网在线稳定控制系统：度国家电网企业科学技术进步奖二等奖,其中“基于ucos电力系统失步检测判别方法”专利还取得“年度中国专利优异奖”和“年度江苏省专利金奖”。,二、,RCS992,区域稳定控制系统,第11页,6,项技术创造专利,其中“基于ucos电力系统失步检测判别方法”专利还取得“江苏省专利金奖”和“中国专利优异奖”。,国别,申请号,专利号,项目名称,中国,02138334.0,ZL02138334.0,已授权,基于ucos电力系统失步检测判别方法,中国,10123098.0,已公开待授权,直流输电系统极闭锁综合判别方法,中国,10022215.3,已公开待授权,电网安全稳定控制系统试验测试方法,中国,10123097.6,已公开待授权,纯电气量电力系统跳闸判别方法,中国,10018768.6,已公开待授权,发电机迟缓停机故障判别方法,中国,10018767.1,已公开待授权,电力系统低频振荡检测和保护方法及装置,第12页,可靠软硬件平台与完善系统功效,2.1 硬件平台,2.2 软件平台,2.3 通信,第13页,先进硬件关键,高速数字信号处理器,DSP,主机采取双,DSP,结构：,DSP1,负责控制策略处理，,DSP2,负责站内和站间通信，经过双口,RAM,交换数据,从机采取双,CPU,系统：,1,、从低通滤波回路,AD,采样回路采样与逻辑计算,CPU,全部双重化；,2,、起动,CPU,作用于起动继电器，逻辑,CPU,负责故障判别并作用于跳闸矩阵；,3,、开启一致性，,CPU1,和,CPU2,开启元件相同，保护才出口,4,、任一,CPU,板故障，闭锁装置并发报警信号,MUX-22,采取,DSP,高速信号处理器，确保了全系统间快速而可靠通信,第14页,2.1 硬件平台,一台主机提供,8,个光纤通信接口，其中最多,4,个用于与从机连接。剩下,4,个接口用于站间通信。,提供,13,个弱电开入。除了惯用“通道投入”、“复归”等开入，剩下基本用于运行方式开入。主机不提供出口接点。,每台从机能采集,6,个单元三相电流和三相电压，共,36,路模拟量。提供,25,个弱电开入或,20,个强电开入。,每台从机能提供,13,组独立出口，每组,2,副接点。在一些功效中可经过组态整定控制接点输出。,一台主机最多配置四台从机，每台从机经过逻辑,CPU,上多模光纤口与主机通信。,屏内,2M,光纤,屏内,2M,光纤,稳控站装置配置图,第15页,装置组成及功效,第16页,RCS-992,主机主要功效,与从机通信，获取本站状态量和故障判别结果；,控制策略表处理；,命令输出至从机跳闸；,站间通信，获取系统状态量和运行方式，命令输出至子站跳闸；,事件统计与故障录波；,后台、远方通信，可在线刷新策略表；,第17页,模拟量（,36,个）、开入量采样（,25,个）；,检测接入装置线路、主变、发电机、母线运行状态，判别故障类型；,与主机通信，上送本站状态量；,当地功效（频率电压紧急控制等）；,接收主机命令输出跳闸；,RCS-990,从机主要功效,第18页,RCS992,装置图示,第19页,装置硬件配置及原理（,992,）,主机插件包含：电源插件（,DC,）、信号插件（,SIG,）、,24V,光耦插件（,OPT,）、通信插件（,COM,）、,CPU,插件（,CPU,）、光电转换插件（,EO,、,MSO,）、显示面板（,LCD,）。,第20页,装置硬件配置及原理（,992,）,主机硬件模块图,第21页,RCS990,装置图示,第22页,装置硬件配置及原理（,990,）,从机插件包含：电源插件 （,DC,）、交流插件（,AC,）、低通滤波器（,LPF,）、,CPU,插件（,CPU1,、,CPU2,）、,24V,光耦插件（,OPT,）、信号输出插件（,SIG,）、接点输出插件（,OUT,）。,第23页,装置硬件配置及原理（,990,）,从机硬件模块图,第24页,装置硬件配置及原理（,MUX,22,）,复接设备插件包含：电源插件（,DC,）、,CPU,插件（,CPU,）、通信接口插件（,COM,）。其功效是将主机,2M,数据接口分解成,22,个低速数据接口（,64K/s,或,1200bit/s,）。低速数据接口选择因工程而异。,第25页,通信装置,MUX,64,其功效是将主机,64K,数据（光信号）接口转换成,64K,数据（电信号）接口,第26页,通信装置,MUX,2M,其功效是将主机,64K,数据（光信号）接口转换成,2M,高速数据接口（电信号）。,第27页,2.2 软件平台,通用、标准化软件模块,，最大程度降低工程软件开发量，大大降低二次开发犯错概率。,并行实时计算,故障全过程对全部策略进行实时计算。即在每一个采样间隔内（,0.833ms,）对全部策略完成计算，并留有裕度。,所以，装置中各策略功效计算互不影响，均能正确反应。,各种开启元件,不一样功效都有对应开启元件，全部故障元件都必须在对应开启元件动作后开始逻辑判断和出口。,第28页,从机故障判别,无故障跳闸判据,突变量开启,P-0.2SPs1,（事故前有功功率应大于定值,Ps1,）,PtPs2,（事故时有功功率应小于定值,Ps2,）,有三相电流,IIs1,（电流应小于投运电流）,电流改变量满足,tts1,（确认满足上述判据延时）,第29页,从机故障判别,单相瞬时接地故障,突变量开启；,有一相电流增加；,有一相电压降低；,查到有一相跳闸信号，且在,5ms,之内查不到其它相跳闸信号。,同时满足上述条件则判为单相瞬时接地故障。,第30页,从机故障判别,单相永久故障,突变量开启；,已判出单相瞬时故障或有一相电流增加、一相电压降低；,在大于重合闸时间后查到有两相跳闸信号。,同时满足以上条件即判为单相永久故障。,第31页,从机故障判别,相间故障,突变量开启；,最少有两相电流增加；,最少有两相电压降低；,查到有两相跳闸信号，且两相跳闸信号间隔小于,5ms,。,同时满足以上条件则判为相间故障。,第32页,从机故障判别,单相转相间故障,突变量开启；,已判出单相瞬时故障或有一相电流增加、一相电压降低；,在小于重合闸时间内查到有两相跳闸信号。,满足以上条件则判为单相转相间故障。,第33页,从机故障判别,母线相间故障,突变量开启；,查到有母差保护动作信号,正序电压小于,50%UN,同时满足以上条件则判为母线故障。,第34页,2.3 通信,RCS-992,稳控装置含有,配置灵活、功效强大通信功效,支持各种介质、各种协议通信方式,复用光纤（2,Mbps、64kbps）,专用光纤（2,Mbps、64kbps）,载波,音频,MODEM,方式,异步串口,强大可扩充能力：通信扩展装置,MUX-22,主机能够配套通信扩展装置,MUX-22，,该装置经过2,M,光纤与主机通信，可将主机内1路通信通道内2,Mbps,数据流扩展为22路各种不一样通信协议和介质数据通道。扩展后1台主机可最多同时与29个站点进行数据交换。,全部通信装置和通信插件全部自主研发，大大确保设备可靠性。,第35页,区域稳定控制系统结构,主从式单层结构,复合式多层结构,第36页,区域稳控系统结构图,主从式单层结构配置图,第37页,区域稳控系统结构图,复合式多层结构配置图,第38页,第39页,第40页,常规系统通信连接方式,第41页,站间通讯连接方式示意图,PCM,网,光纤直连,PCM,复接,第42页,站间通信方式,第43页,问题,当电厂侧稳控与主站通信异常时，应怎样排查故障？,第44页,同时通信帧格式,word1,反码,链,路,层,帧头,0,x7e,应,用,层,特征码地址码,word1,word2,word2,反码,。,校验码,（求和校验）,CRC,码,CRC-16,帧尾,0,x7e,第45页,稳控系统对通信通道要求,误码足够少,满足,G703,规约,装置利用通道传送稳定控制信息。装置能确保以下两点：,1.,通道正常时稳定可靠运行；,2.,通道异常时不误动，通道一旦恢复正常，装置能及时恢复全部相关功效。,当前安稳装置实时监视通道运行工况，一旦有连续,1,秒收不到正确报文，报对应通道异常。通道恢复后，报警信号、节点自动复归。,第46页,误码误帧对稳控装置影响,1,、误码：,指通不过,CRC,校验报文数；,2,、误帧：,指结构遭到破坏报文数。,3,、处理方法：,对于安稳装置，不论是误码还是误帧，没有采取任何纠错办法，都直接将报文丢弃。所以，从使用角度来看，二者是没有区分。一样，二者形成原因也基本相同。基于上述两点，今后拟将两个统计数字都归并为“误帧数”。为了统计通道中止对运行影响，拟加入“丢帧数”作为运行监视项,。,第47页,通信格式说明,采取光纤通道传输信息安全稳定控制装置，通常采取,HDLC,同时通信，按固定间隔发送报文。如上图所表示，报文头、报文内容、,CRC,校验值和报文尾组成完整一帧通信报文。其中报文头和报文尾为固定值为“,01111110,”,8,比特序列。发送端报文内容连续,5,个,1,后自动插入,1,个,0,，区分于报文头和报文尾；对应地，接收端连续收到,5,个,1,后自动删除后面插入那个,0,。发送端将报文内容除以约定多项式，得到余数作为,CRC,校验值内容组成报文一部分；一样地，接收端将报文内容除以相同多项式，得到余数与收到,CRC,校验值相比较，假如二者相等，认为报文没有误码，不然认为报文通不过,CRC,校验。两个报文之间空闲位能够是高电平，也能够是多个“,01111110,”,序列。,第48页,通信格式说明,通道误码对报文影响主要表达为三个方面：,误码使得报文内容或者,CRC,校验值某一位值发生错误，造成报文通不过,CRC,校验；,误码使得报文头或报文尾某一位值发生错误，造成报文完整性遭到破坏，通信控制芯片报报文犯错；,去掉报文内容中连续,5,个,1,后插入,1,个,0,，报文长度应该是,8,整数倍，通道滑码可能造成位增加或者缺失，造成报文长度不是,8,整数倍，通信控制芯片报非完整报文。,第49页,通信,我们还自主研发了专用,通道录波装置,，实时统计通道上出现任何异常数据报文和事故后正常命令报文，在系统正常运行时及时提醒运行人员，在事故发生后帮助技术人员分析事故。经过便利分析软件，使原本不可视通道信息变得易于掌控。,第50页,工程应用与业绩,RCS-992区域稳定控制装置。截止12月，已经有1200余套装置在全国各大电网、电厂成功投入运行，运行情况良好。,RCS-992区域稳定控制装置自投运以来，正确动作屡次，作为电力系统第二道防线，为电网安全稳定运行起到了主要作用。,第51页,工程应用与业绩,以以下举近年来一些主要工程：,1,、南方电网企业稳控工程,2,、四川电网安全稳定控制系统,3,、云南电网稳控工程,4,、贵州电网稳控工程,5,、华北电网稳控工程,6,、福建电网在线稳定控制系统,第52页,工程应用与业绩,以以下举近年来一些主要工程：,7,、山东威海稳控系统,8,、河南禹州外送稳控工程（,7,个站）,9,、湖北宜昌白家冲变、咸宁、蒲圻电厂、蒲圻变稳控工程；,10,、河北电网区域稳控工程,11,、华东电网,500kV,肥西变、西梁山稳控工程,12,、,华东电网宜,-,岷（抽水蓄能）稳控工程,第53页,工程应用与业绩,以以下举近年来一些主要工程：,13,、山东电网稳控工程,14,、浙江过载联切工程,15,、浙江舟山安稳系统,16,、内蒙古德岭变、呼伦贝尔变,17,、西藏电网青藏铁路稳控工程,第54页,工程应用与业绩,以以下举近年来一些主要工程：,18,、广东电网深圳地域稳定控制系统,19,、广东电网中山地域稳控工程,20,、华北山东电网联网稳控,21,、华北山西,500kV,雁同变、,500kV,神头一电厂稳控工程,22,、国调黄渡白鹤（直流）稳控工程,23,、广西祥周变、百色电厂、百色变、北海电厂、北海变、古顶水变、融安变稳控工程,第55页,工程应用与业绩,以以下举近年来一些主要工程：,24,、海南稳控工程,25,、东北电网鲁北输变电工程稳控系统,26,、新疆电网稳定控制系统,第56页,一、概述二、区域稳定控制装置,三、电力系统失步解列装置,四、电力系统频率电压紧急控制装置,第57页,定义：,失步解列装置是当电力系统失去同时发生异步运行时，在预先安排适当地点有计划地自动将电力系统解开，或将电厂与连带适当负荷自动与主系统断开，以预防事故扩大自动装置。,三、,RCS-993,电力系统失步解列装置,第58页,电力系统失去同时（或称稳定破坏）时，如不及时处理，将引发灾难性后果。失步解列作为确保电力系统安全运行主要办法，是确保整个电网不致完全瓦解最终一道防线之一。判定电网失步时将系统解列为两个部分或在送端大电厂采取切除足够数量机组是预防事故扩大、电网瓦解最有效办法。,RCS-993A、B,型失步解列装置作为电力系统失步时紧急控制装置，当电力系统失步时，做出对应控制,：,解列、切机、切负荷或开启其它使系统再同期控制办法。可对两回线路进行独立失步判别。,三、,RCS-993,电力系统失步解列装置,第59页,问题,失步解列装置属于电力系统第几道防线？,第60页,RCS-993A,型装置基于阻抗循序判别方式原理进行失步判别和保护区域限制；,RCS-993B,型装置则利用,Ucos,判别原理进行判别，以装置安装处测量电压最小值确定动作区域。,RCS-993D、E,失步解列与频率电压紧急控制装置,三、,RCS-993,电力系统失步解列装置,第61页,RCS-993A,基本原理及关键技术,起动继电器,失步继电器,区域继电器,故障闭锁,第62页,RCS-993A,基本原理及关键技术,电力系统失步时，普通能够将全部机组分为两个机群，用两机等值系统分析其特征。如图所表示两机等值系统接线图和电势向量图,第63页,起动方程式：,其中：,起动继电器,（,RCS-993A）,第64页,失步继电器（,RCS-993A）,失步继电器比相方程式：,其中：,第65页,失步继电器（,RCS-993A）,x,共分,6,级，普通从,68,度开始，每级间隔,18,度。到最终一级为,158,度，在阻抗平面上表现为,6,级阻抗圆，如图所表示,x,穿过,180,度装置判别为失步。,第66页,区域继电器（,RCS-993A）,该区域继电器动作判据为：,(,普通取,),第67页,区域继电器（,RCS-993A）,第68页,区域继电器（,RCS-993A）,采取这种区域组件好处首先是这种继电器只有在振荡时及,BC,相间故障和三相故障时才动作。所以，不失步情况下动作机会极少，与失步继电器、起动继电器一起，可对出口回路可靠地组成三重化，确保了在装置运行过程中不会因为个别器件损坏而误跳闸。,采取区域继电器与失步继电器配合，能够改进失步继电器性能，普通失步继电器定值总是大于区域组件，其边界特征能够不考虑。,第69页,故障闭锁,当系统出现以下情况时闭锁失步解列功效：,1,）,TV,断线,2,）,TA,断线,3,）零序电压超出门坎值,4,）零序电流超出门坎值,第70页,RCS-993A,型装置基于阻抗循序判别方式原理进行失步判别和保护区域限制，其主要性能以下：,1,）失步继电器快跳段能够测量,200,毫秒以上失步周期，在测量到失步后第一个周期出口跳闸，快跳段继电器必须,6,个区域逐层动作时才输出跳闸，这是一个十分严格准确条件，较同类继电器有更高安全性，在任何故障转换过程中不会误动。,2,）失步继电器慢跳段能够测量,100,毫秒以上失步周期，慢跳段能够整定在失步后,2,到,15,个周期后出口跳闸。,RCS-993A,主要性能和特点,第71页,RCS-993A,主要性能和特点,3,）装置设有专门区域测量组件，用以整定解列装置动作区。其作用是：,与相邻解列装置或其它稳定控制办法相配合，使解列范围明确；,与本装置失步继电器配合，有了区域继电器后，失步继电器可按系统结构整定，普通与等值系统相适应，整定范围大于区域继电器。这么失步继电器动作性能得以改进，其边界动作特征无实际意义。,第72页,问题,RCS-993A快跳段动作时，必须穿越_ _级阻抗圆。,第73页,RCS-993B,基本原理及关键技术,起动继电器,失步继电器,区域继电器,故障闭锁,第74页,RCS-993B,（,ucos,原理）,如图所表示两机等值系统接线图和电势向量图,第75页,失步继电器,（,RCS-993B,）,第76页,RCS-993B,（,ucos,原理）,两系统功角为,由上图可知，振荡中心电压,U,为：,取,E,N,为参考向量，使其相位角为,0,度，幅值为,1,；,M,侧系统等值电势,E,M,初始相角为,(,即系统正常运行功角,为,),，则可得：,第77页,RCS-993B,（,ucos,原理）,当系统同时运行时，振荡中心电压不变，即：,当系统失步运行时，振荡中心电压呈周期性改变，振荡周期为,180,，即：,第78页,RCS-993B,（,ucos,原理）,若,大于,0,，即加速失步，,改变趋势为,0,o,360,o,(0,o,)360,o,，,振荡中心电压,U,改变曲线如图,(a),所表示；,若,小于,0,，即减速失步，,改变趋势为,360,o,0,o,(360,o,)0,o,振荡中心电压,U,改变曲线如图,(b),所表示,第79页,问题,对上述双机等值系统，若基准侧频率Fn=50Hz,对侧Fm=51Hz,则装置判别为加速失步还是减速失步？,第80页,RCS-993B,（,ucos,原理）,由前面分析能够看出，振荡中心电压与功角,之间存在确定函数，所以能够利用振荡中心电压 改变反应功角改变。作为状态量功角是连续改变，所以在失步振荡时振荡中心电压也是连续改变，且过零；在,短路故障,及故障切除时振荡中心电压是,不连续改变且有突变,；在,同时振荡,时，振荡中心电压是连续改变，但,不过零,。所以能够经过振荡中心电压改变来区分失步振荡、短路故障和同时振荡。,第81页,起动继电器（,RCS-993B）,起动条件：,（其中：为起动门坎值）,满足上述条件装置起动，开放出口正电源,。,第82页,失步继电器（,RCS-993B）,在振荡中心电压 改变平面上，可将改变范围分为7个区，如图所表示：,依据前面分析可得出振荡中心电压在失步振荡时改变规律：,01234560或 06543210。,第83页,失步继电器,（,RCS-993B,）,失步继电器快跳段能够测量,180,毫秒以上失步周期，慢跳段能够测量,120,毫秒以上周期，而且能够整定在失步后,N,个周期后出口跳闸，,N,取值范围为,(1,15),。,第84页,系统失步振荡时安装点及振荡中心电压相量图,区域继电器（,RCS-993B）,第85页,失步振荡时安装点及振荡中心电压随功角周期改变轨迹图,第86页,区域继电器（,RCS-993B）,该区域继电器动作判据为：,即在一个振荡周期中，装置所在母线电压最小值小于整定值时，区域继电器动作,第87页,问题,情况1：动作范围低电压定值 0.7UN,情况2：动作范围低电压定值 0.6UN,哪一个整定方式保护范围更严格？,第88页,故障闭锁,当系统出现以下情况时闭锁失步解列功效：,1,）,TV,断线,2,）,TA,断线,3,）零序电压超出门坎值,4,）零序电流超出门坎值,第89页,RCS-993B,主要性能和特点,1,）本判据反应是系统振荡中心电压改变规律，物理概念清楚、明确。,2,）本判据自动适应系统结构和运行方式改变，即与系统运行方式、电网结构无关，只反应测量线路所在断面失步状态。,3,）本判据不需要用户提供判断失步定值，给用户使用提供了极大方便。,第90页,失步录波打印图,第91页,失步解列动作波形,失步录波图,第92页,新疆某站,RCS-993B,失步解列动作汇报,故障原因：小区域电网一台130,MW,机组跳闸，时尚转移引发振荡。,区域继电器电压定值：0.85,Un,振荡次数定值：3,振荡中心距离装置安装处较远，前2个振荡周期区域继电器没有动作，但失步继电器已经先动作计周期，当振荡中心进入保护区域时，装置马上跳闸使慢跳段及时动作。,装置动作正确！,第93页,第94页,RCS-993于年11月经过判定，判定结论为国际先进。,判定委员会一致认为，RCS-993型电力系统失步解列装置设计合理，原理先进，性能优越，调试维护方便，可适合用于电力系统失步解列。装置基于ucos失步判别原理属国内外首创,装置主要技术性能指针在同类装置中处于国际先进水平，在装置组成原理等方面处于国际领先水平。,“基于ucos电力系统失步检测判别方法”专利(专利申请号02138334.0)还取得“中国专利优异奖”和“江苏省专利金奖”。,判定与运行,第95页,RCS-993系列失步解列装置当前已经成为国内失步解列装置主流产品。截止12月，已经有300余套装置在全国各大电网、电厂成功投入运行，运行情况良好。,判定与运行,第96页,一、概述二、区域稳定控制装置三、电力系统失步解列装置,四、电力系统频率电压紧急控制装置,第97页,定义：,低频减负荷装置是在电力系统发生事故出现功率缺额引发频率急剧大幅度下降时，自动切除部分用电负荷使频率快速恢复到允许范围内，以防止频率瓦解自动装置。,低压减负荷装置是为预防事故后或负荷上涨超出预测值，引发电压瓦解事故，自动切除部分负荷使运行电压恢复到允许范围内自动装置。,四、,RCS-994,频率电压紧急控制装置,第98页,定义：,高周切机及高周高压解列装置是在电力系统发生事故出现功率过剩引发频率,(,电压,),急剧大幅度上升时，自动切除部分机组或解列线路，使频率,(,电压,),快速恢复到允许范围内，满足电网安全稳定运行要求，以防止事故扩大自动装置。,四、,RCS-994,频率电压紧急控制装置,第99页,概述,电力系统频率反应了系统中有功功率供需平衡，它不但是电力系统运行主要质量指标，也是影响电力系统安全稳定运行主要原因。我国明确要求低频减载是预防系统瓦解最终一道防线。,第100页,概述,保持电力系统电压处于要求水平，不但是为了确保供电质量指标，也是保持电力系统安全稳定运行主要内容。因为电压严重异常可引发设备损坏、电压稳定破坏或电压瓦解，所以电压异常及其控制办法，近年来受到高度重视。,如上所述，,我们开发了,RCS-994,系列频率电压紧急控制装置来实现对应办法。,第101页,概述,RCS-994,系列频率电压紧急控制装置主要分,3,种型号：,RCS-994A,、,RCS-994B,、,RCS-994C,。,RCS-99,4,A,主要用于低频低压减载或低频低压解列、低频自开启水轮发电机组。,低频与低压减载各设,4,轮基本轮、,2,轮特殊轮；,RCS-994B,除了含有低频、低压控制功效以外，还含有过频切机，过频或过压解列。,第102页,低频和低压控制各设,3,轮基本轮、,1,轮特殊轮，过频控制设,3,轮基本轮，过压解列设,1,轮。,RCS-994C,型频率电压紧急控制装置主要用于母线分列运行方式下低频低压减载，亦可用于并列运行方式下低频低压减载。该装置同时测量不一样系统两段母线电压，分别对电压和频率进行分析计算；低频与低压减载各设,8,轮。基本配置可直接切除,22,回负荷线路。,第103页,功效介绍,电厂应用较多装置主要分2种型号：,RCS-994E、RCS-994B。,RCS-994E,主要用于低频低压减载或低频低压解列、低频自开启水轮发电机组。低频与低压减载各设,5,轮基本轮、2轮特殊轮；,RCS-994B,除了含有低频、低压控制功效以外，还含有过频切机，过频或过压解列。普通情况下，低频和低压控制各设3轮基本轮、1轮特殊轮，过频控制设3轮基本轮，过压解列设1轮。对于机组配置比较多电厂，过频控制基本轮可依据配置,6,轮以上。,第104页,主要技术指标,1.电气量测量精度,电压测量误差 0.5%（0.21.2,UN）,频率测量误差 0.01,Hz（4555Hz）,2.,输出接点数量,基本配置能够切除,线路,45,回,，能满足一个厂站切机、切负荷要求。,装置,36,组跳闸出口可经过组态整定方式灵活地设定到对应轮次。,第105页,概述,主要技术指标,3,.,通信接口,2,个,RS-485,通信接口,(,可选光纤或双绞线连接,),，或,1,个,RS-485,2,4,个以太网接口，通信规约可选择为电力行业标准,DL/T667-1999(idt IEC60870-5-103),规约或,LFP,规约，通信速率可整定；,一个用于,GPS,对时,RS-485,双绞线接口；,一个打印接口，可选,RS-485,或,RS-232,方式，通信速率可整定；,一个用于调试,RS-232,接口（前面板）。,第106页,装置总体方案及关键技术,设计精细、可靠硬件方案,RCS-994,基本原理,辅助功效,第107页,设计精细、可靠硬件方案,装置采取与,RCS-900,系列线路保护一样硬件结构,采取了大容量内存高速,DSP,，硬件设计愈加精细、简练、可靠，冗余度高。装置采取整体面板、全封闭机箱，取消传统背板配线方式，强弱电完全分开，电磁兼容能力强；,第108页,第109页,第110页,设计精细、可靠硬件方案,事件汇报实时整理,事件汇报整理与逻辑计算同一点完成，防止了在一些特殊情况下，多个,CPU,插件因为起动不一样时造成汇报报文错位或丢失。,第111页,装置总体方案及关键技术,设计精细、可靠硬件方案,RCS-994,基本原理,辅助功效,第112页,装置总体方案及关键技术,RCS-994,基本原理,低频减载工作原理,低压减载工作原理,过频控制工作原理（,994B,）,过压控制工作原理（,994B,）,第113页,装置工作原理,电压（,U,）、频率（,f,）测量方法,装置对输入两段母线三相交流电压,Ua,、,Ub,、,Uc,进行采样，采样周期为,0.833ms,，即一个工频周期采样,24,点。电压幅值计算采取全波傅氏算法。频率值采取软件算法，分别对两组正序电压进行计算。,第114页,起动元件,装置含有独立起动元件，起动元件动作后开放出口继电器回路正电源。,1,低频起动,起动条件,:f,49.5Hz,t,0.05s,2,低压起动,起动条件,:U,UL1,+0.03Un,t,0.05s,上式中，,U,为正序电压，,UL1,为低压第一轮定值。,第115页,低频控制工作原理,第116页,问题,RCS-994A接入单母电压A相断线，B、C相正常时，系统发生低频、低压时，装置低频功效可否动作,独立动作与序列动作区分？,第117页,低频控制判别式,f49.5Hz,，,t0.05s,低频起动,fF1,，,tTf1,低频第一轮动作,若,Df1,df,dt,Df3,，,tTfa2,切第一轮，加速切第二轮,若,Df2,df,dt,Df3,，,tTfa23,切第一轮，加速切第二、三轮,fF2,，,tTf2,低频第二轮动作,fF3,，,tTf3,低频第三轮动作,fF4,，,tTf4,低频第四轮动作,fF5,，,tTf5,低频第五轮动作,以上五轮基本轮按箭头次序动作。,第118页,低频控制判别式,三轮特殊轮判别式为：,f49.5Hz,，,t0.05s,低频起动,fFs1,，,tTfs1,低频特殊第一轮动作,fFs2,，,tTfs2,低频特殊第二轮动作,fFs3,，,tTfs3,低频特殊第三轮动作,第119页,问题,设置特殊轮目标是？,第120页,预防低频过切负荷办法,在低频减载动作过程中，可能会出现前一轮动作后系统有功功率已经不再缺额，频率开始回升，但频率回升拐点可能在下轮动作范围之内，如后图所表示，第一轮切负荷（,t1,时刻）后频率开始上升，但在第二轮频率定值以下时间超出了第二轮延时定值,Tf2,，则第二轮动作（,t3,时刻），无须要多切了负荷，造成频率上升超出了正常值（图中虚线所表示）。,第121页,低频第二轮过切示意图,第122页,预防低频过切负荷办法,低频过切现象在地域小电网轻易发生。为此，在每一基本轮动作判据中增加“,df,dt,0”,闭锁判据，能够有效预防过切现象发生，即每一基本轮同时满足以下三个条件时才能动作出口：,（,1,）,f Fn,；,（,2,）,df,dt 0,；,（,3,）,t Tfn,式中,n,表示第,n,轮，,N,1,4,。,第123页,预防由频率波动引发低频误切负荷办法,在地域电网孤立运行时，为了预防由频率波动引发误切负荷，本装置在每一基本轮动作条件中增加频率改变率不灵敏区定值,第124页,其它闭锁办法,预防负荷反馈、高次谐波、电压回路接触不良等异常情况下引发装置误动作闭锁办法,（,1,）低电压闭锁,当正序电压,0.15Un,时，不进行低频判断，闭锁出口。,（,2,）,df,dt,闭锁,当,df,dtDf3,时,不进行低频判断,闭锁出口。,df,dt,闭锁后直到频率再恢复至开启频率值以上时才自动解除闭锁。,（,3,）频率值异常闭锁,当,f,33Hz,或,f,65Hz,时，认为测量频率值异常。当装置检测到一段母线频率异常或电压消失时将低频元件输入电压自动切换到另一段母线电压,。,第125页,低压减载工作原理,第126页,问题,RCS-994A接入单母电压A相断线，B、C相正常时，系统发生低频、低压时，装置低压功效能否动作？,RCS-994A装置电压改变率闭锁定值DU3作用是？,第127页,低压控制判别式,UU1+0.03Un,，,t0.05s,低压起动,UU1,，,tTu1,低压第一轮动作,若,Du1,du,dt,Du3,，,tTua2,切第一轮，加速切第二轮,若,Du2,du,dt,Du3,，,tTua23,切第一轮，加速切第二、三轮,UU2,，,tTu2,低压第二轮动作,UU3,，,tTu3,低压第三轮动作,UU4,，,tTu4,低压第四轮动作,U,U5,，,t,Tu5,低压第五轮动作,以上五轮基本轮按箭头次序动作,第128页,低压控制判别式,三轮特殊轮判别式为：,UU1+0.03Un,，,t0.05s,低压起动,UUs1,，,tTus1,低压特殊第一轮动作,UUs2,，,tTus2,低压特殊第二轮动作,UUs3,，,tTus3,低压特殊第三轮动作,第129页,短路故障闭锁,当系统发生短路故障时，母线电压突然降低，此时本装置能马上闭锁，不再进行低电压判断。而当保护动作切除故障元件后，装置安装处电压快速回升，假如恢复不到正常数值，但大于,K1,（故障切除后电压恢复定值），则装置马上解除闭锁，允许装置快速切除对应数量负荷，使电压恢复。,第130页,短路故障闭锁,图,1,图,2,图,3,第131页,其它闭锁办法,预防负荷反馈、,TV,断线、电压回路接触不良等电压异常情况引发装置误动作闭锁办法,（,1,）电压过低闭锁,当正序电压,0.15Un,时，不进行低压判断，闭锁出口。,（,2,）电压突变闭锁,当,du,dtDu3,时，不进行低压判断，闭锁出口。电压突变闭锁后，当电压恢复至起动电压值以上时自动解除闭锁。,（,3,）,TV,断线闭锁,当装置检测到一段母线,TV,断线时将低压元件输入电压自动切换到另一段母线电压，若装置判断出两段母线,TV,回路均断线，则不进行低压判断，并马上闭锁出口。,第132页,TV,断线判据,当正序电压0.15Un，或负序电压0.15Un，则判为TV回路断线，延时5秒发TV断线异常告警信号。异常消失后，延时5秒自动返回。,第133页,过频控制工作原理,第134页,过压控制工作原理,第135页,过频切机逻辑重点说明,1),对于频率上升速度,df/dt,闭锁，在,df/dt,上升速度高于闭锁值时闭锁出口，一旦检测到,df/dt,值低于闭锁值，马上开放出口，允许装置进行判断。,2),高周判断频率上限至,75Hz,，检测到频率超出,75Hz,，则闭锁高周判断，直到频率值降低到高周开启值以下时，才允许重新开放判断。,3),安控装置各轮次动作频率和时间可设置为独立判断，如同时满足几个轮次动作条件，允许同时动作。,第136页,过频切机逻辑重点说明,4),每轮高周动作时只切除一台机组。第一轮高周动作时切除允许切机机组中序号较小一台，第二轮高周动作时切除剩下允许切机机组中序号较小一台，以这类推。若某几轮高周定值频率和时限设置相同，装置动作时这几个轮次均应能动作并各切除一台机组。,第137页,过频切机逻辑重点说明,当送电联络线跳闸时，送端电网因功率过剩而使发电机加速，电网频率升高，假如频率过高则会危机电网安全。过频切机是预防频率升高基本办法。,过频切机应依据电网详细情况设置,2,3,轮，动作级差,0.2Hz,，延时,0.2,秒。比如,50.6Hz,、,50.8Hz,、,51.0Hz,。,应考虑全网电源分布情况，合理地配置过频切机装置和协调这些装置动作值。过频切机后不应引发低频事故而造成低频减载动作。当系统功率突然过剩太大（比如过剩达,20,）时