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电力系统安全自动装置设计技术规定

电力系统安全自动装置设计技术规定

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  2 对无并联高压电抗器补偿的长度分别大于150km与100km的330kV与500kV线路所选取的重合闸时间,应参照实际的单相重合闸试验结果决定。
  5.4.2 重合闸最佳时间
  对一般存在稳定问题的线路,其重合闸时间应按重合于永久性故障时的系统稳定条件决定。即当线路传输最大功率时故障并切除后,送端机组对受端系统的相对角度经最大值,回摆到摇摆曲线的ds/dt为负的最大值附近时进行重合。
  5.5 数学模型和设备参数
  5.5.1 同步发电机模型
  对于远离故障点的同步发电机,可采用暂态电势恒定模型,靠近故障点的同步发电机或需要特殊研究其行为的同步发电机,宜采用次暂态电势变化模型。
  在规划设计阶段或无完整参数时,同步发电机可均采用恒定暂态电势E′d或E′q模型。
  5.5.2 负荷模型
  应根据实际负荷特性和所使用的程序确定合适的模型和参数。
  1 综合负荷的模型可用静态电压和频率的指数函数并选用恰当的指数代表。
  2 对比较集中的大容量电动机负荷的模型,可在相应的110kV(66kV)高压母线用一等价感应电动机负荷与并联的静态负荷表示。
  3 在规划设计阶段,负荷可用恒定阻抗表示。
  5.5.3 设备参数
  现有设备按实际参数考虑;
  新建设备按设计参数考虑。
  在规划设计阶段或无完整参数时,可按同类型设备典型参数考虑。

  6 安全自动装置的主要控制作用方式
  6.1 快速减火电机组原动机出力
  快速减火电机组原动机出力,简称快控汽门,是指在电力系统发生将导致稳定破坏故障时快速关闭汽轮机的调节汽门,降低汽轮机出力。根据汽轮机及其调节系统类型不同,分为在快关过程中仅控制汽轮机中压调节汽门及同时控制高、中压调节汽门两种。通过调节系统实现对调节汽门的控制。
  根据电力系统的要求和机组的适应能力,快控汽门分为瞬时快控和持续快控。
  6.1.1 汽轮机瞬时快控汽门
  瞬时快控汽门是指瞬时(几秒钟)关闭汽轮机调节汽门后,使汽门重新开至原位置,以此来短时快速减少汽轮机功率。这是为平衡电力系统由事故扰动引起的转子过剩的功能,以防止电力系统稳定破坏而采取的措施之一。
  6.1.2 汽轮机持续快控汽门
  持续快控汽门是指瞬时关闭汽轮机调节汽门后,使调节汽门重新开到调整后的开度并相应地减少锅炉蒸汽量以长期降低功率。它可用以防止电力系统稳定破坏、限制设备过负荷、限制频率升高及消除异步运行方式。
  6.2 切除发电机
  采用切除发电机(简称切机),可以防止稳定破坏、消防异步运行方式、限制频率升高和限制设备过负荷。一般用断开发电机变压器组的断路器来实现切机。
  在选择控制作用时,应考虑到:在水电厂切机比在火电厂切机为好;宜在汽轮机快控汽门不能使用或效果不足时,才使用火电厂的切机措施。
  在选择被切除的机组时,应考虑使其对厂用电影响程度为最小。
  6.3 电气制动
  电气制动是指在故障切除后在发电机端或高压侧母线上短时地投入具有相当容量的电阻器,以吸收发电机因故障获得的加速能量,使发电机组在故障切除后得以快速减速,达到提高稳定水平的目的。也有一种电气制动是在变压器中性点中接入一电阻器,在发生接地故障的过程中,变压器中性点通过电流,可以部分吸收发生机组的加速能量。
  这种电气制动措施主要用于防止电力系统稳定破坏,多用在水电厂。
  6.4 切集中负荷
  切集中负荷可以提高系统运行频率,可以减轻某些电源线路的过负荷,可以提高受端电压水平,用于防止稳定破坏、消除异步运行方式和限制设备过负荷。
  为防止电力系统稳定破坏,可通过电力系统稳定控制装置作用集中切负荷。为提高控制的可靠性及对重要用户供电的可靠性,在任何情况下,应同时使用分散式切除负荷装置。
  6.5 并联补偿和串联补偿装置的控制
  串补的强行补偿和切除并联电抗器或投入并联电容器,用以防止稳定破坏和电压降低;投入并联电抗器或切除并联电容器,用以限制电压过高。
  6.6 电力系统解列
  电力系统解列,即电力系统解列成各自同步运行的、有功及无功平衡的工作部分。可用以防止稳定破坏、消除异步运行方式、限制设备过负荷。
  6.7 输电线路自动重合闸
  输电线路自动重合闸,主要用于恢复电力网的完整性,以保持继续送电或用以应付连续而来的相继故障。
  6.8 发电机强行励磁
  当系统发生故障使发电机端电压低于整定值时,将发电机励磁电压瞬时增加到允许的最大值,从而提高发电机出口的电压水平,以防止电力系统稳定破坏。
  6.9 备用投入
  水电站和蓄能电站的备用机组的自启动,以及按频率降低实现备用电源自动投入等,可以减少切除负荷的数值和时间。
  6.10 交直流输电系统中直流控制
  通过对交直流输电系统中直流控制,可以预防交流系统中稳定破坏、限制设备过负荷等。
  具体控制方式有直流功率紧急增加或降低;利用直流输送功率的变化调节交流系统频率;调节换流器控制角或直流输送功率来调节无功功率,从而控制交流电压等。
  6.11 水电机组失步振荡自动增减出力装置
  当水电机组与系统失去同步时,通过快速增减水电机组出力有可能使失步的系统恢复再同步。
  当在一定时间内,系统没有恢复同步时,则应将失步的系统解列。

  7 安全自动装置的配置及构成
  7.1 配置及构成原则
  7.1.1 应在电力系统安全稳定计算和分析基础上,确定安全自动装置的配置及构成。
  7.1.2 应以保证电力系统安全稳定控制的可靠性要求为前提,确定安全自动装置的配置及构成。
  可靠性是指装置该动作时动作(依赖性),不该动作时不动作(安全性)。
  安全自动装置拒动可能造成电力系统失稳等系统事故;误动将导致误减出力及局部负荷损失等,都会引起一定的经济损失。需要通过精心设计和装置配置,兼顾这两方面的要求。
  安全自动装置宜尽量减少与继电保护装置间的联系。
  7.1.3 应保证电力系统安全稳定控制的有效性。其一是选择安全自动装置控制措施及控制量,应满足要求。如在规定时间内,若同时出现数个同一性质但不同等级的控制作用命令时,应执行其中最大等级者。其二是选择对电力系统安全稳定控制有效性高的控制对象,如当快速减出力控制对象有几台机组或电厂时,应寻求更有效果的机组或电厂加以控制。其三是安全自动装置动作宜尽量快速并适时。
  7.2 自动防止电力系统稳定破坏装置
  7.2.1 在进行电力系统稳定计算时,电力系统发生Ⅰ类扰动时,必须保证电力系统稳定运行和电网的正常供电。电力系统发生Ⅱ类扰动时,在电力系统失稳的情况下,需要配置电力系统稳定控制装置,通过采取相应的提高电力系统稳定的二次系统措施,防止电力系统稳定破坏,此时允许损失部分负荷。
  7.2.2 应根据电网及装置的具体情况考虑电力系统稳定控制装置的双重化配置问题。
  7.3 失步振荡解列装置
  7.3.1 在所研究的区域内,根据一次网架结构,对可能异步运行的断面,配置相应的电力系统自动解列装置,将两个不同步运行的部分解列,从而实现自动消除异步运行。
  7.3.2 在较重要的断面,宜双重配置电力系统自动解列装置。
  7.3.3 为实现再同期,对功率过剩电力系统应采取快速减火电机组原动机出力、切除发电机等措施;对功率不足的电力系统,应采取切除负荷等措施。
  7.4 过频率切机装置
  由于系统有功突然出现较多剩余而使系统频率快速升高时,必须根据事先计算的整定值,快速切除一定容量的机组以限制频率升高,保证系统的正常运行。
  系统有功突然出现过剩,往往是由于系统发生故障甩掉较大的负荷而造成的,此时采取正常的调频措施不能秦效,因而必须采取过频率切机措施。
  7.5 低电压控制装置
  局部系统因无功不足而导致电压降低至允许值以下时,如不采取相应的控制措施有可能导致系统电压崩溃,扩大系统事故范围,此时应采取低电压控制措施。常用的措施有增加发电机无功出力,容性无功补偿装置的快速投入,感性无功补偿装置的快速切除,快速切除部分负荷等。
  7.6 事故后自动限制设备过负荷装置
  自动限制设备过负荷装置,用于在允许时间内限制电气设备超过允许的过电流值。假如电流没有超过可人为控制时间(如20min及以上)的允许值,可不要求装设自动限制设备过负荷装置。自动限制设备过负荷装置可按被监视的电流及其持续时间以阶梯式实现对发电厂减出力或切负荷等措施。
  7.7 自动重合闸装置
  应按GB14285执行。
  7.8 自动投入装置
  应按GB14285执行。
  7.9 自动调节励磁
  应按GB14285执行。
  7.10 低频减载
  应按DL428执行。


              附录A
            (提示的附录)
            本标准用词说明

  对本标准中的用词说明如下:

  A1 表示条文执行严格程度的用词。

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