《电力系统振荡》ppt课件

1、电力系统振荡电力系统振荡 一、了解振荡一、了解振荡 二、振荡闭锁与开放二、振荡闭锁与开放 什么是振荡？什么是振荡？并列运转的系统或发电厂失去同步，破坏了稳定运并列运转的系统或发电厂失去同步，破坏了稳定运转，于是出现了振荡。这是最为严重的一类系统事转，于是出现了振荡。这是最为严重的一类系统事故。他能够开展为电网大停电的原因，也能够是开故。他能够开展为电网大停电的原因，也能够是开展为大停电事故过程中的一个环节。为了防止由于展为大停电事故过程中的一个环节。为了防止由于系统稳定破坏，最根本的前提是要有一个合理的电系统稳定破坏，最根本的前提是要有一个合理的电网运转构造。网运转构造。 河南500kV嵩郑双

2、回线继电维护误动作跳闸，原线路178万千瓦的负荷完全转移到和它电磁环网的220kV系统，先过负荷继而全网稳定破坏，系统振荡不仅涉及西到四川、南到湖南、东到江西的华中全网，而且涉及北到华北电网。发电机组共26台跳闸、出力损失600多万千瓦。华中和华北的弱联络单回500kV联络线手动解列。华中电网频率下降到49.1Hz，负荷损失近380万千瓦。 振荡的原因？振荡的原因？稳定破坏：静态稳定破坏、暂态稳定破坏。稳定破坏：静态稳定破坏、暂态稳定破坏。暂态稳定破坏是由短路引起的，短路缺点破坏了系暂态稳定破坏是由短路引起的，短路缺点破坏了系统功率的平衡，此时假设缺点切除慢就能够导致系统功率的平衡，此时假设缺

3、点切除慢就能够导致系统失去稳定。统失去稳定。 大机组失磁或线路传输功率超越稳定极限等缘由呵大机组失磁或线路传输功率超越稳定极限等缘由呵斥的稳定破坏为静态稳定破坏。斥的稳定破坏为静态稳定破坏。 振荡的处置方式？振荡的处置方式？由解裂安装有方案的进展解裂，以终止振荡。由解裂安装有方案的进展解裂，以终止振荡。放任继电维护安装在震荡中自在动作。放任继电维护安装在震荡中自在动作。该方式是西方一些国家长期的习惯做法。只需是机该方式是西方一些国家长期的习惯做法。只需是机电维护安装本身没有问题，在系统震荡中动作导致大面电维护安装本身没有问题，在系统震荡中动作导致大面积停电依然被以为是正确的。该观念的主要根源是

4、这些积停电依然被以为是正确的。该观念的主要根源是这些国家的系统结合较强，但这些观念直接导致了美国几次国家的系统结合较强，但这些观念直接导致了美国几次大停电大停电调度处置调度处置。坚持系统的稳定性，留待调度处置，我国处置振荡的胜坚持系统的稳定性，留待调度处置，我国处置振荡的胜利运转阅历。利运转阅历。前提是发电机组、线路继电维护安装必需保证在震荡中前提是发电机组、线路继电维护安装必需保证在震荡中不误动，对发电机而言主要是失步维护的整定，对线路不误动，对发电机而言主要是失步维护的整定，对线路维护主要是可靠的震荡闭锁。维护主要是可靠的震荡闭锁。 振荡时电气量变化的特征？振荡时电气量变化的特征？ 振荡时

5、电气量变化的特征？振荡时电气量变化的特征？线路电流作大幅变化线路电流作大幅变化全相振荡时系统坚持对称性全相振荡时系统坚持对称性震荡过程中系统各点电压和电流间的相角差是变化不定的；震荡过程中系统各点电压和电流间的相角差是变化不定的；振荡时电气量周期性平滑变化；变化周期为振荡周期振荡时电气量周期性平滑变化；变化周期为振荡周期振荡过程中接近振荡中心的电压作大幅度变化。振荡过程中接近振荡中心的电压作大幅度变化。 振荡电流及振荡周期？振荡电流及振荡周期？系统振荡的周期，统计数听阐明，普通最长不超越系统振荡的周期，统计数听阐明，普通最长不超越3s，最短不低于，最短不低于0.1s；一次系统振荡，各个振荡周期

6、的；一次系统振荡，各个振荡周期的时间也不一样。第一个振荡周期的时间较长长，普通要时间也不一样。第一个振荡周期的时间较长长，普通要大于大于0.5s；振荡一旦开场，振荡过程中频率差变大，周；振荡一旦开场，振荡过程中频率差变大，周期较短，最小能够至期较短，最小能够至0.1s；系统恢复同步前的一个振荡；系统恢复同步前的一个振荡周期最长，普通会大于周期最长，普通会大于1s。电流幅值包络线以电流幅值包络线以 规律变化。规律变化。000( )sin()sin()2cos()sin()2222swimMmNMNMNmitItItItt2sin()2MNmIt p振荡中心电压振荡中心电压UzUzp振荡过程中电压

7、最低的一振荡过程中电压最低的一点称为振荡中心电压。点称为振荡中心电压。p当系统各元件阻抗角相等当系统各元件阻抗角相等时，震荡中心在时，震荡中心在Zm+Zn+ZLZm+Zn+ZL/2/2处，处，pUzUz的表达式：的表达式：cos(90)ZMLUU 振荡闭锁设计思想振荡闭锁设计思想检测到系统形状有突变，经短时开放。检测到系统形状有突变，经短时开放。在短时开放期间假设维护没有动作那么立刻启动振荡闭锁。在短时开放期间假设维护没有动作那么立刻启动振荡闭锁。将能够在振荡中误动的维护段闭锁直至系统振荡消逝。将能够在振荡中误动的维护段闭锁直至系统振荡消逝。检测到系统失去静态稳定直接进入震荡闭锁。检测到系统失

8、去静态稳定直接进入震荡闭锁。在阻抗平面上设定灵敏度不同的阻抗元件，经过测定两个在阻抗平面上设定灵敏度不同的阻抗元件，经过测定两个动作元件动作时间之差来识别振荡。动作元件动作时间之差来识别振荡。 系统振荡时的丈量阻抗系统振荡时的丈量阻抗维护安装处的丈量阻抗周期性变化维护安装处的丈量阻抗周期性变化.MswiUZI闭锁阻抗维护闭锁阻抗维护 振荡闭锁设计思想的缺陷振荡闭锁设计思想的缺陷“四一致设计的振荡闭锁有两大缺陷四一致设计的振荡闭锁有两大缺陷:1)突变量启动非常灵敏，在很远处的扰动都能够引起维护突变量启动非常灵敏，在很远处的扰动都能够引起维护启动，维护启动进入振荡闭锁模块后，导致间隔维护一、启动，

9、维护启动进入振荡闭锁模块后，导致间隔维护一、二段及高频间隔被闭锁，使得线路在振荡闭锁期间失去二段及高频间隔被闭锁，使得线路在振荡闭锁期间失去快速维护。快速维护。2)振荡闭锁期间再发生区内相间缺点，维护动作时间过长，振荡闭锁期间再发生区内相间缺点，维护动作时间过长，一那么能够引起系统稳定破坏，二那么相邻线路的相间一那么能够引起系统稳定破坏，二那么相邻线路的相间维护能够会越级跳闸。维护能够会越级跳闸。 振荡闭锁后的短路缺点识别振荡闭锁后的短路缺点识别 全相运转不对称短路缺点识别全相运转不对称短路缺点识别 全相运转对称短路缺点识别全相运转对称短路缺点识别非全相运转短路缺点识别非全相运转短路缺点识别

10、0212FFFIII不对称短路缺点识别不对称短路缺点识别021IIkI两侧电源功角为0时，在缺点支路中单相缺点：两相短路：两相短路接地：21FFII021| 2FFFIII 不对称短路缺点识别不对称短路缺点识别021IIkI两侧电源功角为180时，发生区内缺点，I1的震荡分量很大，不能瞬时开放维护，当功角减小时可满足判据。 对称短路缺点识别对称短路缺点识别利用检测振荡中心电压变化来识别利用检测振荡中心电压变化来识别0.03cos0.08NNUUU cosUp余弦电压余弦电压pUcosUcosp电压在电流方向上的投影，电压在电流方向上的投影，称为余弦电压，是标量。称为余弦电压，是标量。 U ar

11、c.arcLUIZUp电弧电阻压降电弧电阻压降p相间短路缺点时，缺点环路方程相间短路缺点时，缺点环路方程p电弧压降，当弧电流超越电弧压降，当弧电流超越100A100A时，压降与时，压降与流过的电流无关。压降普通小于额定相间电流过的电流无关。压降普通小于额定相间电压的压的6%6%。 p电弧压降与余弦电压的关系电弧压降与余弦电压的关系p在单侧电源缺点，忽略线路阻抗的电阻分量时，在单侧电源缺点，忽略线路阻抗的电阻分量时，p在双侧电源下，电弧中有对侧电源的助增电流，但在双侧电源下，电弧中有对侧电源的助增电流，但弧光电压不变。弧光电压不变。p假设线路阻抗的相角较小，例如为假设线路阻抗的相角较小，例如为7

12、575度，那么余弦度，那么余弦电压将增大到电压将增大到0.26p.u.0.26p.u.。为了获得弧光压降，采取。为了获得弧光压降，采取补偿的方法。补偿的方法。.cosarcUU.cos(90)arcLUU p振荡中心电压振荡中心电压UzUzp振荡时振荡时UcosUcos等于振荡中心等于振荡中心的电压的电压 p振荡时振荡时UzUz的变化的变化p经过实时计算余弦电压。可把系统两侧电经过实时计算余弦电压。可把系统两侧电动势的相位差划分为动势的相位差划分为3 3个区域：个区域：p1 1、预备区。、预备区。0 0164164，0.1410.141p2 2、测速区。、测速区。 164 164171171，

13、0.080.140.080.14p3 3、动作区。、动作区。 171 171183183，-0.030.08-0.030.08 12210.082cos()170.80.033602cos()183.4*3105360NNNNUarcEUarcEtsms p对称缺点开放延时对称缺点开放延时0.03cos0.08NNUUU第一判据延时第一判据延时150ms 12210.252cos()1510.13602cos()191.4*3337360NNNNUarcEUarcEtsms p对称缺点开放延时对称缺点开放延时0.1cos0.25NNUUU第二判据延时第二判据延时500ms 非全相振荡健全相再缺点非全相振荡健全相再缺点 利用序电流选相不在跳开相，判别健全相发生了接地缺点；利用序电流选相不在跳开相，判别健全相发生了接地缺点；