电力系统安全稳定性控制介绍

1、电力系统稳定控制介绍电力系统稳定控制介绍 20082008年年0303月月 目录目录 1、电网的可靠性、安全性、稳定性及三道防线概念、电网的可靠性、安全性、稳定性及三道防线概念 2、电力系统稳定控制分类、电力系统稳定控制分类 3、暂态稳定控制、暂态稳定控制 4、频率、电压紧急控制、频率、电压紧急控制 5、系统失步控制、系统失步控制 6、设备过负荷控制、设备过负荷控制 1、电网的可靠性、安全性、稳定性及三道防、电网的可靠性、安全性、稳定性及三道防 线概念线概念 1.1 可靠性、安全性、稳定性 可靠性：是在所有可能的运行方式、故障下，供给所有 用电点符合质量标准和所需数量电力的能力。可靠性 是通过

2、设备投入、合理结构及全面质量管理保证的。 安全性：是指电力系统在运行中承受故障扰动的能力。 首先电力系统能承受住故障扰动引起的暂态过程并过 渡到一个可接受的运行工况，不发生稳定破坏、系统 崩溃或连锁反应；其次在新的运行工况下，各种运行 条件得到满足，设备不过负荷，母线电压、系统频率 在允许范围内。 稳定性：是电力系统受到事故扰动（例如功率或阻抗变化） 后保持稳定运行的能力，包括功角稳定性、电压稳定性、 频率稳定性。 1.2 电力系统承受大扰动能力的标准 电力系统安全稳定导则规定我国电力系统承受大扰动 能力的标准分为三级： 第一级标准：保持稳定运行和电网的正常供电（出现概率 较高的单一故障）；

3、第二级标准：保持稳定运行，但允许损失部分负荷（出现 概率较低的单一严重故障）; 第三级标准：当系统不能保持稳定运行时，必须防止系统 崩溃，并尽量减少负荷损失（出现概率很低的多重性严重 事故）。 为满足三级标准的要求，首先应规划、建设一个结构合理 的电网，好的网架是电力系统运行的基础，同时在我国多 年来已经形成了“三道防线”的概念，电网的建设应按三 道防线进行规划和配置，电网运行应按三道防线调度管理。 1.3 什么是三道防线 为了分析的方便，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。见图1。 图1 电力系统状态转换及三道防线 正常 （安全） 警戒 紧急 恢复

4、 失步 崩溃 合理的电网结构及相应电力设施 电网快速保护及预防控制装置电网快速保护及预防控制装置 （第一道防线）（第一道防线） 稳定控制装置稳定控制装置/系统系统 （第二道防线）（第二道防线） 电网失步解列、电压及频率电网失步解列、电压及频率 紧急控制（第三道防线）紧急控制（第三道防线） 系统完整性破坏 保持系统完整性保持系统完整性 对应相应的状态，我们设置三道防线 。 第一道防线：快速可靠的继电保护、有效的预防性控制措施， 确保电网在发生常见的单一故障时保持电网稳定运行和电 网的正常供电； 第二道防线：采用稳定控制装置及切机、切负荷等紧急控制 措施，确保电网在发生概率较低的严重故障时能继续保

5、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 电网遇到概率很低的多重严重事故而稳定破坏时，依靠这 些装置防止事故扩大、防止大面积停电。 2、电力系统稳定控制分类、电力系统稳定控制分类 为保证电力系统的安全稳定运行，首先应建立合理的电网结 构、配备性能完善的继电保护系统 ，如果仅靠自身结构和保 护装置不能保持电网安全性，则应根据电网具体情况设置安 全稳定控制装置和相应的措施，组成一个完备的电网安全防 御体系 ，以抵御各种扰动事故，确保电网的安全稳定运行。 2.1 按电网运行状态，稳定控制分为：预防性控制、紧急控制 、失步控制、解列后控制及恢复性控制。 （1）正常状态下的安

6、全稳定控制预防性控制 系统预防性控制包括发电机功率控制、发电机励磁控制 、并 联和串联电容补偿控制、高压直流输电功率调制、限制负荷 等。可通过联络线功率监视、功角监视，由调度员或自动装 置实施控制。 （2）紧急状态下的安全稳定控制 为保证电力系统承受第II类大扰动时的安全稳定要求，应采取 紧急控制措施，防止系统稳定破坏和参数严重越限，实现电 网的第二道防线。常用的紧急控制措施有切除发电机（简称 切机）、集中切负荷（简称切负荷）、互联系统解列（联络 线）、 HVDC功率紧急调制、串联补偿等。解决功角稳定控 制的装置其动作速度要求很快（50ms内），解决设备热稳定 的过负荷控制装置的动作速度要求较

7、慢（数秒数十秒）。 （3）失步状态下的安全稳定控制 为保证电力系统承受第III类大扰动时的安全要求，应配备防 止事故扩大避免系统崩溃的紧急控制，如系统失步解列(或有 条件时实现再同步）、频率和电压紧急控制等，同时应避免 线路和机组保护在系统振荡时误动作，防止线路及机组的连 锁跳闸，以实现保证电力系统安全稳定的第三道防线。失步 解列装置按设定的振荡周期次数动作，500kV失步解列装置 一般12个振荡周期动作；解决电压稳定与频率稳定的紧急 控制装置的动作时间为0.10.5s（一般整定延时为0.2s） 。 （4）系统停电后的恢复控制 电力系统由于严重扰动引起部分停电或事故扩大引起大范围 停电时，为使

8、系统恢复正常运行和供电，各区域系统应配备 必要的全停后的黑启动 (black start)措施，并采取必要的恢复 控制（包括自动控制和人工控制 ）。自动恢复控制包括电源 自动快速启动和并列，输电线路自动重新带电，系统被解列 部分自动恢复并列运行，以及用户恢复供电等。 2.2 按控制范围，稳定控制分为：局部稳定控制、区域电网稳 定控制、大区互联电网稳定控制。 （1）局部稳定控制指：单独安装在各个厂站，相互之间不交 换信息、没有通信联系，解决的是本厂站母线、主变或出线 故障时出现的稳定问题。低频减载与低压减载装置虽然在全 网统一配置，按频率、电压值及时间协调动作，但一般相互 之间无直接联系，因此仍

9、属于局部稳定控制。 （2）区域电网稳定控制指：为解决一个区域电网内的稳定问 题而安装在多个厂站的稳定控制装置，经通道和通信接口设 备联系在一起，组成稳定控制系统，站间相互交换运行信息 、传送控制命令，可在较大范围内实施稳定控制。区域稳定 控制系统一般设有一个主站、多个子站和执行站，主站一般 设在枢纽变电所或处于枢纽位置的发电厂。主站负责汇总各 站的运行工况信息，识别区域电网的运行方式，并将有关运 行方式信息传送到各个子站。 （3）大区互联电网稳定控制指：按分层分区原则，互联电网 稳定控制主要负责与联络线有关的紧急控制，必要时需交换 相关区域电网内的某些重要信息。 （4）区域稳定控制的决策方式

10、分散决策方式：各站都存放有自己的控制策略表，当本站出 线及站内设备发生故障时，根据故障类型、事故前的运行方 式，做出决策，在本站执行就地控制（包括远切本站所属的 终端站的机组或负荷)，也可将控制命令上送给主站，在主站 或其它子站执行。由于控制决策是各站分别做出的，故称这 种方式为分散决策方式。这种方式简单可靠、动作快，应用 普遍。 集中决策方式：控制策略表只存放在主站装置内，各子站的 故障信息要上送到主站，由主站集中决策，控制命令在主站 及有关子站执行，集中决策方式下的控制系统只有一个“大 脑”进行判断决策，因此对通信速度和可靠性比分散决策方 式要求更高，技术的难度相对也较大。 2.3 按稳定

11、类型，稳定控制分为：暂态稳定控制、频率紧急控 制、电压紧急控制、失步控制（解列）、设备过负荷控制。 后面按类型并结合我公司装置分别介绍 2.4 电力系统稳定控制过程：见图2 图2 电力系统稳定控制过程。 电 网 正 常 运 行 状 态 （ 预 防 性 控 制 ） 发 生 故 障 主 保 护 动 作 后 备 保 护 （ 或 失 灵 保 护 ） 动 作 故 障 未 被 切 除 继 电 保 护 系 统 系 统 能 维 持 暂 态 稳 定 ？ 确 定 控 制 策 略 执 行 切 机 、 切 负 荷 等 措 施 失 步 与 过 载 判 断 ？ 切 机 或 切 负 荷 控 制 系 统 解 列 控 制 频

12、率 越 限 ？ 过 频 切 机 控 制低 频 减 负 荷 控 制 低 压 越 限 ？ 低 压 减 负 荷 控 制 电 力 系 统 稳 定 运 行 N Y N NN 过 载 失 步低 压 低 频 过 频 系 统 继 续 连 接系 统 解 列 暂 态 稳 定 控 制 频 率 稳 定 控 制 电 压 稳 定 控 制 失 步 与 过 载 控 制 3、暂态稳定控制、暂态稳定控制 3.1 暂态稳定是指电力系统遭受大扰动（短路、电源或负荷突 然跳闸等）时系统保持同步运行的能力。暂态稳定的判据主 要是系统内发电机转子角之差（即功角）超过规定的值（例 如180度），所以又称功角稳定。暂态稳定破坏后系统将失去 同

13、步。 3.2 暂态稳定控制措施：目前采用的主要有切机、切负荷、解 列联络线。 3.3 暂态稳定控制策略判据：根据事故前电网运行方式及有关 送电断面的功率、发生的故障的元件及故障类型，查找通过 分析计算确定的控制策略表，按图索骥采取相应的措施。 3.4 暂态稳定控制过程：如图3所示。 确 定 当 前 运 行 方 式 Y i 有 突 变 量 启 动 ？ 确 定 故 障 前 运 行 状 态 X j X V 判 定 故 障 类 型 及 设 备 V k 从 控 制 策 略 表 查 出 策 略 Ujk 执 行 Ujk 的 措 施 Ujk 措 施 执 行 了 吗 ？ 有 新 的 故 障 吗 ？ 本 次 控

14、制 结 束 查 表 采 取 新 措 施 改 用 替 代 措 施 N Y Y N 正 常 运 行 N Y i 查 出 对 应 Y i 的 策 略 表 Y X j V k Ujk 3.5 控制策略表的形成 分为离线和在线两种： 离线制订策略表是对各种预定运行方式、预想事故进行分析 计算，形成控制策略表；该方式简单可靠，但计算、维护工 作量大，对电网发展变化的适应性较差。 在线制订策略表是对当前运行方式、预想事故进行分析计算 ，形成控制策略表；在线决策是发展方向，但需要快速收集 电网当前的运行状态和数据信息，需要快速计算分析算法等 专用软件和运算速度高的服务器平台，目前应用很少。 离线决策系统 对各

15、种预定运 行方式、预想 故障进行分析 计算，形成控 制策略表 (运行方式人员) 控制主站或子站 稳定控制主站或子站 控制策略 稳控 执行站 电 力 系 统 图4 离线决策系统 故障检测判断 确定控制策略 措施执行 切机 切负荷 图5 在线决策系统 在线决策系统 对当前方式、预 想故障进行计算 ，形成控制策略 表 控制主站或子站 稳定控制主站或子站 控制策略 故障检测判断 确定控制策略 措施执行 电 力 系 统 EMS 稳控系统 稳控 执行站 切机 切负荷 3.6 RCS-992A型分布式安全稳定控制装置 本装置主要用于区域电网及大区互联电网的安全稳定控 制，尤其适合广域的多个厂站的暂态稳定控制

16、系统，也可用 于单个厂站的安全稳定控制。 装置采用主从式模块化结构，由主机（RCS-992A）和 从机（RCS-990A）共同构成，主从机通过光纤交换数据，从 机可分散布置于不同的保护小室。 RCS-992A主机主要功能主机主要功能 RCS-990A从机的主要功能从机的主要功能 与从机通信，获取本站状态量 电流、电压模拟量采样计算 站间通信，获取系统状态量 开入量采集 控制策略表处理线路等的运行状态判别 命令输出至从机跳闸线路等的故障类型判别 命令输出至其他站跳闸出口执行主机的控制出口命令 识别电网运行方式 事件记录与故障录波 后台、远方通信 装置结构示意图 装置结构及单站系统实例介绍 主机正

17、面面板布置图 主机背面面板布置图 从机正面面板布置图 从机背面面板布置图 单站系统实例介绍 GX0700074 广西合山500kV溯河变稳控 装置配置和功能要求 本工程在500kV溯河变电站配置安全稳定控制系统，装 置按双重化配置，每套装置组1面柜。溯河变安稳装置的功能 是：当500kV溯来I、II线同时跳闸断开，同时检测到溯河变主 变高压侧功率满足定值，装置断开500kV合山新厂线（选择 潮流较大线路）；经较长延时后，如检测到溯河变主变高压 侧功率仍满足定值，装置端开另1回500kV合山新厂线。 根据功能要求，确定装置配置： 交流量输入 500kV溯来I、II线三相电流、三相电压； 溯河主变

18、高压侧三相电流、三相电压； 500kV合溯I、II线三相电流、三相电压； 开关量输入 500kV溯来I、II线开关位置 500kV溯来I、II线线路保护跳闸接点 输出量 500kV合溯I、II线跳闸接点（各4个） 因此装置配置1台从机即可满足要求 两套系统间配合 两套系统按主辅方式运行； 主运状态装置先动作,辅运状态装置延时动作； 收到另一套系统的动作信号后，本装置闭锁出口，不动作； 收到另一套系统的装置闭锁信号后，本装置如果为辅运状态 ，则自动转为主运状态； 这样可以避免出现两套系统出口不一致的情况。在负责切机 或切负荷的执行站端采用主辅运行方式。 多套RCS-992A型安全稳定控制装置，经

19、通道配合构成 一个电网安全稳定控制系统，系统可以是主从式单层结构， 该结构中有一个站为主站，其余的为子站；系统也可以是主 从式多层结构；系统也可以为复合结构，有二个甚至多个主 站。 主主站站 子子站站1 1子子站站2 2子子站站n n 电网安全稳定控制系统主从式单层结构图 电网安全稳定控制系统主从式多层结构图 主主站站1 1 子子站站1 1子子站站1 1子子站站n n 执执行行站站1 1执执行行站站n n执执行行站站1 1执执行行站站n n 主主站站2 2 电网安全稳定控制系统复合式多主机结构图 主站、子站和执行站装置的硬件结构基本一致，只是当 稳控系统较大时，主站需扩展通信接口（用于与子站和

20、执行 站相连），而子站用于与主站和执行站的通信接口较少，而 执行站可能只需要一个通信接口用于与主站或子站通信。每 个站均由一套主机和数套从机构成，需要时还有信号复接设 备。 通信接口通信接口 各稳控站之间的通信可通过异步串口、载波、专用光纤 、PCM复接等接口完成，不同接口方式的选用只需更换接口 插件。 主机除了自己可选配通信接口插件外，还可以配套通信 扩展装置MUX-22，该装置通过2M光纤与主机通信，可将主 机内1路通信通道内2Mbps的数据流扩展为22路各种不同通信 协议和介质的数据通道。 区域稳控系统实例介绍 云南电网2006年稳控系统 本系统采用区域型集中决策方式，将500kV宝峰变

21、设为 主站，将500kV墨江变、500kV红河变、500kV曲靖变设置为 子站，其余厂站为执行站（500kV草铺变、500kV七甸变、 500kV厂口变、漫湾电厂、大朝山电厂、曲靖电厂、宣威电 厂、小龙潭三期电厂、巡检司电厂、大唐红河电厂、戈兰滩 电厂 ）。宝峰主站还与南网500kV罗平变装置接口，接收并 转发来自罗平变的切机命令。 下面详细介绍一下500kV宝峰变主站。 主要功能： 1）接收漫湾电站、大朝山电站水电站发来的电站开机方式和 出力信息；接收红河变发来的小龙潭电厂三期、巡检司电 厂、开远电厂发来的电厂开机方式和出力信息；接收曲靖 变发来的曲靖电厂二期、宣威电厂七期发来的电厂开机方

22、式和出力信息；接收墨江变发来的李仙江流域水电站的开 机出力，汇总出云南电网可供切机的容量，并将此信息传 送至罗平变； 2）接收各500kV子站、执行站发来的各站运行工况和故障信 息，根据控制策略表，优化切机组合，执行切机操作； 3）判断本站500kV出线故障（单瞬、单永、两相短路、三相 短路、无故障跳闸等）、主变故障等，根据策略表安排， 根据电网运行方式，向相关的厂站发出切机命令； 4）当接收到来自罗平变的南方电网切机命令时，优化切机组 合，执行切机操作； 5）当宝峰变至漫湾电站的光纤通道断开时，自动地将切漫湾 电站机组的命令通过草铺变转发； 6）当宝峰变至大朝山电站的光纤通道断开时，自动地将

23、切大 朝山电站机组的命令通过载波通道传输； 7）进行装置动作的事件记录、事故过程的数据记录并将记录 结果打印，将记录结果远传至云南电网调度中心，还可将 装置告警记录、启动记录、线路检修等开关量变位记录、 故障波形、定值、通信报文、当前运行工况等远传至云南 电网调度中心，实现在调度中心远方监视及远方修改控制 策略表的功能。 装置配置： 1）输入输出量要求： 模拟量输入：9个单元（7线路、2主变）的电流电压量； 开入量输入：7回出线共计21个分相跳闸开关量； 7回出线的7个合位信号开关量； 人为设置的其他开关量输入信号； 开关量输出： a）远方控制命令输出：向红河变发出切机命令，向墨江 变发出切机

24、命令，向曲靖变发出切机命令。控制命令及运 行状态等信息均通过光纤数据口输出，均具有独立的输出 口。 b）当宝峰大朝山光纤通道因故异常或断开时，通过载 波通道向大朝山发载波切1、2、3台机组命令，此时宝峰装 置对500KV大宝双回线的潮流间接计算后得出大朝山水电 开机信息。当宝峰漫湾光纤通道因故异常或断开时，通 过光纤通道向草铺装置发切漫湾机组命令，草铺通过载波 通道向漫湾发载波切1、2、3台机组命令。有关漫湾电厂开 机信息由草铺装置将500KV漫昆双回线的潮流发给宝峰变 装置，宝峰变装置间接计算后得出。 c）信号输出：装置动作信号，装置故障信号，通道故障 信号等，并且信号能够远方复归。 2）通

25、道数量及类型 ： 宝峰罗平 2Mbps 宝峰红河 2Mbps 宝峰墨江 2Mbps 宝峰曲靖 2Mbps 宝峰漫湾 2Mbps 宝峰大潮山 2Mbps 宝峰厂口 2Mbps 宝峰七甸 2Mbps 宝峰草铺 2Mbps 宝峰大潮山 载波通道 宝峰中调 2Mbps 3）组屏配置 ： 本站配置两套RCS-992A型稳控装置，采用双重化配置 ，共配置2面稳定控制柜和1面光电转换及通信接口柜。两 套装置同时运行，其中一套装置进行调试、修改定值或其 它原因退出运行不影响另一装置的正常运行。 为了满足技术要求提出的检测量，每套设有1台RCS- 992A主机、2台RCS-990A从机；为了满足通信接口的要求

26、，每套配置1台MUX-22，提供9个2Mbps通信接口，并能 够与至大朝山的载波通道配合，作为2M接口的备用接口 。 配置2台RCS-9882（光电转换装置）和1台BN201K以太网 转换器，提供1个2M接口，两套稳控装置经其转换后与云 南中调稳控管理主站通信，交换数据。通信接口采用 CCITTG703同向数字接口，传输速率2Mbit/s。为满足通道 数据记录的要求，配置2台TY3012N通道录波装置，提供 18个通道接口，实时监测通道传输的状况，并能根据整定 设置记录稳控系统动作时通道传输的数据，便于事故分析 。并且可以通过2M接口与调度端的通道录波监控分析系统 通信，实时上送录波信息。 4

27、、频率、电压紧急控制、频率、电压紧急控制 4.1频率紧急控制 4.1.1电力系统发生突然的有功功率变化时，系统的频率将要 发生变化，当功率缺额时频率下降，功率过剩时频率上升。 当功率变化较大时若不及时采取措施，频率将超越正常范围 ，甚至引起系统频率崩溃。 4.1.2频率紧急控制的措施：频率下降时，基本措施是自动低 频减负荷（低频减载）；频率上升时，基本措施是过频自动 切机（高周切机）；联络线低频解列。 4.1.3频率紧急控制的判据：按频率值、频率变化率及动作延 时综合进行判断，但必须防止暂态过程中频率测量的不正确 及系统内负荷反馈等问题引起的装置误动作。 4.1.4当系统功率缺额过大（例如缺额

28、达20）时，应装设联 络线跳闸或大机组跳闸时联切负荷（或联切蓄能电厂的抽 水机组），可有效制止频率的大幅度降低。 当系统功率突然过剩太大（例如过剩达20）时，应装设 联络线跳闸联切发电机组的措施，可有效制止频率的大幅 度上升。 4.2电压紧急控制 4.2.1为防止电力系统出现扰动后，无功功率欠缺或不平衡， 某些节点的电压降到不允许的数值，甚至可能出现电压不 稳定，应设置自动限制电压降低的紧急控制措施。 4.2.2为防止电力系统出现扰动后，某些节点无功功率过剩而 引起工频电压升高的数值及持续时间超过允许值，应设置 自动防止电压升高的紧急控制措施。 4.2.3电压稳定的控制措施主要有发电机的励磁控

29、制、低电压 切负荷、静止补偿器等，低电压切负荷是电压紧急控制最 主要最基本的有效措施。 4.3 RCS-994系列频率电压紧急控制装置 4.3.1 RCS-994A 本装置测量同一系统两段母线电压，低频减载和低压减 载分别设置了4个基本轮和2个特殊轮，装置的14组跳闸出 口可通过组态灵活的设定到各个轮次。 在电力系统由于有功缺额引起频率下降时，装置自动根 据频率降低值切除部分负荷，使系统的电源与负荷重新平 衡。 在电力系统有功缺额较大时，装置具有根据Df/Dt加速切 负荷的功能，在切第一轮时加速切第二轮或二、三两轮， 尽早制止频率的下降。 在电力系统由于无功不足引起电压下降时，装置自动根 据电

30、压降低值切除部分负荷，确保系统内无功的平衡，使 电网的电压恢复正常。装置根据电压切负荷的轮次与根据 频率切负荷的轮次相同。 当电力系统电压下降太快，可根据Du/Dt加速切负荷，尽 早防止电压下降，并使电压恢复到允许的运行范围内。 由于无功不足引起的三相电压下降基本是对称的，而且 不会出现大的突变，所以本装置的低压元件是基于正序电 压进行判别的，若负序电压大于0.15Un或正序电压有突变 均会闭锁低压减载，所以本装置不可用于故障解列。 本装置具有独特的短路故障判断自适应功能，低压减载 的整定时间不需要与保护动作时间相配合，保证系统低压 时快速动作，短路故障时可靠不动作。 本装置设有根据Df/Dt

31、、 Du/Dt闭锁功能，以防止由于短 路故障、负荷反馈、频率或电压的异常情况引起的误动作 ，具有TV断线闭锁功能。 低频减载、低压减载动作过程如下图： RCS-994A低频减载动作过程 防止低频过切负荷的措施 在低频减载实际动作过程中，可能会出现前一轮动作 后系统的有功已不再缺额，频率开始回升，但频率回升的 拐点可能在下轮动作范围之内，如下图所示，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 的时间超过了第二轮的延时定值Tf2，则第二轮动作（t3 时 刻），不必要地多切了负荷，导致频率上升超过了正常值 （图中虚线所示）。过切的现象在地区小电网容易发生。 为此，在每一基本轮

32、动作的判据中增加“dfdt0”的闭锁 判据，可以有效防止过切现象发生，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，N14。 对于从主网受电比例较大的地区电网，例如受电功率占 地区总负荷的比例达3050%时，一方面应尽量考虑采用 在联络线跳闸时联切一定数量的负荷；另一方面在每一基 本轮动作条件中应增加“dfdtDf0”的判别。若Df0 整 定为0，则与上述情况一致。若Df0 整定为一个小的值，则 还可以在地区电网孤立运行时，防止由频率波动引起的误 切负荷。该Df0 称为人为设定的频率变化率不灵敏区。 RCS-

33、994A低压减载动作过程 短路故障闭锁及系统短路故障切除后立即允许低电压切负荷 当系统发生短路故障时，母线电压突然降低，此时本装 置立即闭锁，不再进行低电压判断。而当保护动作切除故 障元件后，装置安装处的电压迅速回升，如果恢复不到正 常的数值，但大于K1（故障切除后电压恢复定值），则装 置立即解除闭锁，允许装置快速切除相应数量的负荷，使 电压恢复。本装置需用户设定一个“躲过故障切除时间 Tfc”定值，一般应大于后备保护的动作时间。举例：若后 备保护最长时间为4 秒，则Tfc 可以设为4.55 秒。如果 电压在超过Tfc 时间还未回升到K1 以上，则装置发出异常 告警信号。 当装置检测到一段母线

34、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，并立即闭锁出口。 4.3.2 RCS-994B 本装置测量同一系统两段母线电压，低频减载与低压减 载分别设置了3 个基本轮和1 个特殊轮，过频切机设置3 个 基本轮，过压解列设置1 轮，装置的14组跳闸出口可通过 组态灵活的设定到各个轮次。 低频与低压减载逻辑同RCS-994A（除了轮次不同）。 RCS-994B装置硬件同RCS-994A。 过频、过压的动作过程与低频、低压基本轮类似；在过 频切机逻辑中也设置了与防止低频过切负荷措施类似的防 止过频过切机措施。 防止过频过切机的措施

35、 与低频控制类似，在每一轮动作的判据中增加“dfdt 0”的闭锁判据，可以有效防止过切现象发生，即每一轮 同时满足以下三个条件时才能动作出口：（1）f FHn； （2）dfdt 0；（3）t TFHn 式中n 表示第n轮，N13。 另外，在每一轮动作条件中应增加dfdtDF0 的判别。若 DF0整定为0，则与上述情况一致。若DF0 整定为一个小的 值，则还可以在地区电网孤立运行时，防止由频率波动引 起的误切机。该DF0 与上述低压减载中介绍的频率变化率 不灵敏区定值为同一定值。 RCS-994B低频减载动作过程 RCS-994B低压减载动作过程 RCS-994B过频切机动作过程 RCS-994

36、B过压动作过程 4.3.3 RCS-994C 装置主要用于母线分列运行方式下的低频低压减载，亦 可用于并列运行方式下的低频低压减载。该装置同时测量 不同系统的两段母线电压，分别对电压和频率进行分析计 算。低频减载与低压减载分别设置了5 个基本轮、3 个特殊 轮和2 个加速轮。装置的14 组跳闸出口可通过软件灵活地 设定到相应的轮次。 低频与低压减载逻辑同RCS-994A（除了轮次不同）。 RCS-994C装置硬件同RCS-994A。 双母并列/分列运行下的逻辑判断及出口说明 母线运行方式分为分列运行和并列运行，方式的判别由 硬压板“分列运行”压板来控制，压板投入装置运行在母 线分列运行的方式下

37、，不投入装置运行在母线并列运行方 式下。 a) 两母线频率和电压动作逻辑采用一套动作定值，出口矩阵 和功能投退控制字完全独立整定。 b) 母线分列运行时：两段母线的频率电压事故判别、出口等 功能完全独立，各自切除对应的负荷线路，当一段母线满 足动作条件装置动作后，动作报文显示母动作。当装 置检测到一段母线电压消失或TV 断线时，闭锁该母线低压 和过压功能，当频率异常后闭锁该母线低频过频功能；而 另一段母线功能不受影响； c) 母线并列运行时：装置动作控制字及硬压板均采用一母的装置动作控制字及硬压板均采用一母的 控制字和硬压板，二母动作控制字及硬压板不再起作用控制字和硬压板，二母动作控制字及硬压

38、板不再起作用； 当两段母线电压频率都正常时，只有两段母线都满足频率 和电压的动作条件后装置才能动作出口；出口时按出口矩 阵的整定将负荷线路切除。当一段母线电压消失或TV 断线 或频率异常时，自动选用正常母线电压进行低压过压低频 过频判别，出口时也按出口矩阵的整定负荷线路切除。 d)举例如下： （1）分列运行方式下一母二母低压硬压板和低压一轮控制字 投入，一母低压一轮出口组态为0001，二母低压一轮出口 组态为0002；当一母低压一轮动作时驱动TJ1；二母低压 一轮动作时驱动TJ2； （2）并列运行方式下一母低压硬压板和低压一轮控制字投入 ，一母低压一轮出口组态为0001，二母低压一轮出口组态

39、为0002；当一母低压一轮动作，二母低压一轮不动作，装 置不出口；当一母二母低压一轮都动作时驱动TJ1 和TJ2； 当一回母线电压异常时，另外一回母线低压一轮动作后同 时驱动TJ1和TJ2； 4.3.4 RCS-994D 装置主要用于母线分列运行方式下的低频低压减载、过 频切机、过压解列，亦可用于并列运行方式。该装置同时 测量不同系统的两段母线电压，分别对电压和频率进行分 析计算。低频与低压减载分别设置了4 个基本轮、2 个特殊 轮和2个加速轮，过频切机设置3 个基本轮，过压解列设置 1轮。装置的14 组跳闸出口可通过软件灵活地设定到相应 的轮次。 低频与低压减载逻辑同RCS-994A。 过频

40、与过压逻辑同RCS-994B。 RCS-994D装置硬件同RCS-994A。 双母并列/分列运行下的逻辑判断及出口说明见RCS- 994C。 5、系统失步控制、系统失步控制 电网的失步控制目前主要靠失步解列装置来完成，是电 网第三道防线的重要组成部分。失步解列装置的核心技术 是：完善的失步判据、不同安装点解列装置动作的配合方 法、防止各种情况下误动作的闭锁措施。失步解列装置的 不正确动作都将带来严重的后果。 5.1 失步出现的原因 1）输电线路输送功率超过极限值造成静态稳定破坏； 2）电网发生短路故障,切除大容量的发电、输电或变电设备, 负荷瞬间发生较大突变等造成电力系统暂态稳定破坏； 3）环

41、状系统(或并列双回线)突然开环,使两部分系统联系阻抗 突然增大,破坏稳定而失去同步； 4）大容量机组跳闸或失磁,使系统联络线负荷增大或使系统 电压严重下降,造成联络线稳定极限降低，破坏稳定； 5）电源间非同步合闸未能拖入同步。 5.2 关于电力系统失步解列的几个关键问题 1）关于失步振荡概念：系统稳定破坏的开始阶段是两个同调 机群之间功角失去同步，振荡中心在两个同调机群之间阻 抗的中心点，对于复杂系统一般都是一个失步断面，同一 个电网由于系统事故发生的地点不同，失步断面的位置可 能发生变化。振荡中心附近的电压周期性变化，最低值接 近零。 2）关于解列点的选择：电网的解列点应该选在失步振荡中心

42、所在的断面，只有把失步断面解开，振荡才能平息，解列 后送端电网通过切机、减出力，受端电网通过切负荷措施 保持频率或电压稳定。 3）最佳的解列时刻：失步发生后应尽快解列，但判断系统真 正失步是系统等值机的功角差过180度，由于电力系统的非 线性等因素的影响，很难提前预测是否一定失步，而且计 算表明提前解列对解列后的系统并没有带来好的效果。180 度解开时断路器的开断电流最大，对系统冲击较大；而一 个振荡周期时解列，电流最小，对系统冲击较小。因此， 所谓预测性快速解列，并没有实际意义，相反会降低动作 的可靠性。 5.3 配置方式 系统出现失步问题后，需要把振荡中心所在的线路解列， 对于失步解列装置

43、现在南电是在线路一端配置两套，双重 化配置；华北的用法是在线路两端各配置一套。 失步解列装置安装的地点一般是电厂出线两侧、两个系统 联络线两侧或其它经过计算会出现振荡中心的线路两侧。 由于失步解列不是故障，所以不建议起动失灵，因为如果 一侧断路器拒动，将会引起严重后果。 5.4 RCS-993系列失步解列装置 5.4.1 RCS-993A、RCS-993B RCS-993A跟RCS-993B装置硬件完全相同； 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。 装置采集两回线路的

44、电流电压，可以判断两条线路的失步 情况，分别动作，对于双回线需要两条线同时失步才出口 的，可以通过投“二取二”压板来实现。装置接入的电压 要求是线路所在母线的电压，即为切换后的电压。 5.4.2 RCS-993C 作为电力系统发生低频功率振荡时的跳闸或启动装置，当 电力系统发生低频功率振荡时，做出相应的处理：报警、 解列、切机、切负荷等控制措施。 RCS-993C硬件跟RCS-993A/B装置基本相同（除CPU ） ，但出口插件定义有区别； 5.4.3 RCS-993D、RCS-993E RCS-993D、E将失步解列功能与频率电压紧急控制功能集 中在同一装置中实现。 RCS-993D相当于R

45、CS-993A+RCS-994B; RCS-993E相当于RCS-993B+RCS-994B。 RCS-993D/E硬件跟RCS-994装置基本相同（除AC）； 6、过负荷控制、过负荷控制 6.1 线路或变压器等设备允许长时间流过的电流值称为安全 电流，如果设备实际流过的电流超过其安全电流则出现过 负荷现象。设备的过负荷属于热稳定问题。一般来说，电 力设备都有一定过负荷能力，设备允许过负荷的时间与过 载的倍数、环境温度等因素有关，过载倍数小允许时间较 长（例如线路过载1.2倍以下可允许几个小时），过载倍数 越大，允许的时间越短，具有反时限特性。 6.2 设备过负荷如果处理不及时则可能导致严重后

46、果。 6.3 线路与主变过负荷一般分为两类：突然过负荷与缓慢过 负荷。缓慢过负荷是由负荷的增长引起重载线路或主变超 过允许值。引起线路突然过负荷的原因有： （1）平行线中一回线突然跳闸； （2）环网系统在不平衡点解开； （3）突然失去大电源，引起潮流重新分布； （4）负荷线路突然跳闸，潮流重新分布引起某些线路过负荷。 引起变压器突然过负荷的原因有： （1）并联变压器一台跳闸，引起另一台运行变压器过负荷； （2）电磁环网高压侧线跳闸引起潮流向低压侧转移而过负荷。 缓慢过负荷因过载倍数低、允许时间长，可以通过调度员 调整系统发电状态予以消除；突然过负荷一般过载倍数大， 允许时间短，需要进行过负荷紧

47、急控制来解决。 6.4 过负荷控制措施 （1）送端电厂切除相应容量的机组； （2）送端电厂紧急减出力（火电厂快关汽门、水电厂快关导 水叶）； （3）受端切除相应数量的负荷。 应针对过负荷的具体情况选用控制措施。 6.5 RCS-991过负荷联切装置 6.5.1 RCS-991A 装置采集两路电压（三相）和三路电流（AC两相） ，可实 现三个单元的过负荷判别，配置简单、操作方便，14组跳 闸出口可通过组态灵活的整定到各轮次上，主要用于单厂 站过负荷联切的实现。 在充分保证安全运行的前提下，为了将负荷损失控制到最 小的范围，装置将过负荷联切的动作分为5 级，每一级过 负荷元件动作后分8轮出口切除负荷线路。任一级过负荷联 切动作后都可以顺序从第1 轮到第8 轮驱动出口继电器，直 至本级电流返回，这样能够保证切除的负荷量最少。各轮 之间的间隔时间可以灵活整定。 以上是标准RCS-991A装置的逻辑。 由于各工程主接线或用户要求的不同（如带旁路、是否带 功率方向、定值按电流还是