切机切负荷闭锁装置在电网中的应用.pdf

华中电力芳第?卷第?期?年?月切机切负荷闭锁装置在电网中的应用湖北省电 力试验研究所李子雄夏幼芝?概述处于华中 电网中 心 的湖北 电网,由于两大 水电站的 电力 东送,形成 了?多公里、远距离的重负荷输 电线路,且网架结 构薄弱,稳定矛盾十分突出。针对这种情况,湖北电网采用 了多种稳 定措施来保证系统的暂态 稳 定。送端 切机,受端切负荷 就是其中之一。为了满足各 种 运 行 方 式 的 需 要,目前湖北 电网在?和?线 路上装 设 了数十套远 方跳 闸装 置,配以联 锁 切机 切 负 荷来满足系统稳定 的要求。远跳装置的作用在于正确传递保护跳闸信号,但由于保护检 验、通道 工作 不当、装 置元 件损坏及 干 扰等原 因造成远 跳误动的事故 也 时有发生,使葛洲坝电厂误 切机和鄂东地区大 面积停电,给国 民经济带来了重大 损失。为此?华中电管局和湖北省电力局要求 我所 研制切 机切 负荷 闭锁装 置。?电网对闭锁装置的要求闭锁装 置应 该在电网各种运行方式 下出现 引起 电网稳定破坏 的任何事故时均能迅速解 锁?保证远 跳 装置顺 利 地完成 切机 切负荷任务。电网 的结构 不 同,出现引起 稳 定事故的地 点和 类别也不 同。同一电网?在运行方式发生变化时,引起 稳定事故的地 点和类别也将随之 变 化。为 了使 闭锁装置满足上述要求,任何事故情况 下能 迅速 解锁,采 用 了表 征 电网运行 的状 态量的变化来解锁。这些 状态 量的变 化有?相 电压 的实变 量?厂。、正 序电压 的突变 量卫厂?、负序 电压的 突变 量韶?和零序 电压的突变量卫厂。,线路 电流的实变量卫。,线路正序电流 突变量 盯?、负序电流 突变量八九和零序电 流 突变量么?。用上 述变化量可满足电网在各种可能引起 稳定破坏的事故中均能解除闭锁,如单相接 地 故障、两 相短路故障、两 相短路接地 故障、三相短路故障及重 负荷线路 无故障断开等。表 征 电网运行 的上 述 各 突变 量,在 电网正常运行 时 均 为零,当系统发 生 异常 的 瞬 间才 会出现,其量值的大小随 系统故障的类型、地 点而变,为了保证 闭锁装 置 可靠工作,采 用了上述量综合启动解锁的办法,以确保在 电网发生故障时 能正确迅速地 解除 闭锁。?装 置的构成及主要电路装置的主要电路见图?。?直流回路解 锁部件 出口继 电器?动作 后立 即 启动?,、?。由 时?旬继 电 器?延 时 使?、?保持一?该时?是 可以任意 整定 的?,保证 切机切负荷顺利进行。?解锁部件解锁部 件 框图见图?。?中间变流?压?器中间变流器供测量线路电流之 用,中间变压器 供测量母线电压之 用。?增量测量?峰值跟踪检波采样保持电路该回路是将交流信号变为直 流信号。采用此电路的优点是 可以得 到时间常数较小的直 流信号,满足系统稳定要求峰值检波时 间最 快 为?、,若第一 个峰值没检到,则要等到?逆逆变电源源解解侦侦,?,?,卜卜?变变变变变流流流?屯屯为?号部分?图中盛线柱厄中接点山解饭引胜?图?闭锁装置的主要电路第二个峰值到来。为此,采用 了三相式三相式 组 成“或门”关系?,可尽量提高解锁速度,同时可提高 电路的 可靠性。分析三相正弦波 形?如图?可 知,当电网在右。的 下降?司发生三相故障,测量之?。的变化需要一?,此区间。的变化只需 要?在?匕区间?厂。只需?可以反应。以上分析是 指峰值跟 踪采样保持用来测量电网电压的情况。若用于测量电 流情况略有差 异,三相故障若发生在?相的?段,并有?二?十?式 中?,测量值?二故障前负荷电流 的峰值。此 时本峰值跟踪采样保持电路的输 出将会在?内变化。?。,?益?式中几故障时 短路 电流的峰值。突突变员员员整 流流流流流流流元元元元元元元元元元元元元元件件件簿彼彼彼展宽中中间间间综综综综综综综综综综综综综综综综综综综综变变换器器器器器器器之瞬瞬七七七七?口口口口口口口口口口口口口游游游游游游游游游游游游游游游游游游序?器器器反丰?序序广广广广广广广广广广广广广广广中中间间间间间间间间间间间间间间变变换器器器器器器器器器器器器器器器器器器器器器器器突突突突突突突突突突突突突突变量量量整流流流展?,?元件件件德彼彼彼宽宽宽宽宽宽宽宽宽宽宽宽宽宽反反反反反反反反反反反相相相相相相相?峰峰峰峰峰峰峰峰峰峰峰值捡波波波幼鱿鱿鱿鱿鱿鱿鱿中中间间间间间间采样保持持持形成成成成成成成成成成成变变换器器器器器器器器器器器器器器器器器器器器器或,门门门门门门门门门门门门门门门门门门门门门门门门门门门门门门门门门 门门 门门 尸尸尸门门门 门门 州州州门门门洲洲洲?图?解锁部件原理框图?相峰值跟 踪采样保持输出 为最快。?死区放大电路三相故障发生在?,?段?即?。一?。?由于测 量元件采用的是 增 量,灵 敏度极仍然是?相输出最快,故障发生在?”。段高。当线路电流随机波动和 母线 电压微小波?即?则是?相输出最快。动时,容易引起解锁装置频繁动作,为此特设能 阻 塞?工 频信号。正常运 行时系统中的工频信号被 阻塞,系统故障时突变的?基 波和各 次谐 波分量 可以传递。图?置 了死 区。死区电压可根据系统短路 时 的 故障星大小来选取?改变死区电压可以改变装锻的灵敏度。死区放大 电路见图?。?幸幸图?综合滤序器?解锁部件输出回路呱从,?仙?。?少,卜匕了图?死区放大 电路?突变量测量测 量元件由综合滤序器、?陷波 器、整流滤波电路、比较器、脉冲整形展宽电路组成。?综合滤序器采用有 源滤序器,这 种滤序器特点是 同时得到正 序和负 序 电压。原理见图?。当输入三相正序电压 时,、一?,?、?厂?荡?当 输入三相负序电 压时 川?一?,?之认?。?突变量形成电路该电路 是 一双?陷波回路,其特性是稳态时 阻塞?信号通过?但其暂态特性不或或或或或或或或或或或或?门门门门门日日日日口口口门门门门日日口口口厂厂厂厂曰曰日日口口口或或或或或?图?或门输出与与?囚囚囚囚囚或或或图?或与 门输出该输出回路可有多种组合方式?采用或 门输 出,即只要 测量 出有任一增 量或突变量,则解锁部件解锁。为了可靠,采用 了双继电器输出?见图?。?采用或与门构成的逻辑输出?见图?。目前我 们使 用的装置 输出回路 采 用图?所示的或 门输 出方式。结语远切闭锁装置采 用 电网运行状 态的增量和突变量作 为电网故障的判据?综合启动解锁。装 置投入运行以来,在?年?月?日葛岗线电抗 器压力 释放阀接点绝缘降低导致电抗器重瓦斯保护误 动作出口事故中,该 装 置可靠 闭锁?避免 了一次切 机事故。同年?月?日葛洲坝 直 流换 流站换流变压器?绕 组接 地保护 误动作,误发交 流保护动作切机信号事故中,闭锁装置可靠闭锁了切机出口,又避 免了一次切机事 故?同时,葛洲 坝远切发信,经葛凤复用通 道使凤侧收信,远切装置 动作,而凤变 的闭锁装置可靠闭锁?避免 了一次 切负荷事故。?年刁月底、?月初,姚双线 行 波保护误动,姚双线 跳 闸,甩 掉?负荷,风变 闭锁装置 迅速 解锁,完成 了塘巴线 远 方解列。实践证明,该装置 的研 究与投入对 电网安全稳 定运行具有巨大的社会效益和经济效益。欠?咬一?乙?产久?吧?,之一,吧?久一,?、咬?叹,吧?吧次一二吧?,心?,吧?,咬次次?久?,之?夕乙?吧芯叱?刃叱口?之?吧夕吧?男二?,心产?吧刁吧次刁吧?吧水么继电保护与安全自动一对于?及以上电压的线路,如果系 统稳 定 有要求,则其 近 故障点与远故障点的 故障切除时 间,从故障发生 开始到 断路器断开故障,应分别不大于?与?。二所有较 低一级 电压 线 路 及母线 的故障切除 时 问,必 须 满足高 一级 电压电网稳定要求。三?线路一 般应 采 用单相 重 合闸方式?其重合时问按系统 稳定需要,并保持 重合能 成功的 条件决 定。?及?线路应按 系统 具体条件考 虑 重合方 式,但应避 免 装设大 机组 的电厂的出线三相重合于永久性相间故 障?例如可采用系统 侧先重合,电厂侧检查 同期 重合的三相 重合?!方式。为 了使?一?线路采用单相重合时 能 屯 合成 功,对 一 定长度以上的线路 需 采取解决潜供 电流 的措施。四按频率 降 低 自动减负荷 装置的整定及所切除负荷 容量 的配 置,应针对 可能 的 有功功率缺 额情况,结合系统与频率继电器 的。?动态特性综合选 定。并考虑与发电 机组 的 低频保护和其它低 频 解列装置 相 配合?开始减负荷的第一级频率一般 不宜 低于 钧?同时还应制订手 动减 负规程,作为自动减负荷的必要 补充。五在无功缺额地区,应有按电压 下降紧急切 负荷的具体 措施,以防止电压崩溃。六解列点 的设置,应满足解列后各区各自同步运行与供 需基本平衡的要求。解列 开关不 宜过多,一般在下 列情况下,应能 实现 自动解列?电力 系统 间的弱联 线路。?由主要电网供电的带地区电源的 终端变电所?或在地区电源与主网联络的适 当地点。?事故时专带厂用电的机组。?暂 时未解环的高低压电磁 环网。一七水电厂的备用机组,应能 实现低频 自启动与调相 白动 改发 电等方式摘 自电力系统技米导则