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區(qū)域型安全穩(wěn)定控制裝置無(wú)故障跳閘判據(jù)運(yùn)行分析

文檔作者：王偉陳軍余銳朱小紅文檔來(lái)源：四川電力調(diào)度中心		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年03月03日
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第4O卷第2期
2012年1月16日
電力系統(tǒng)保護(hù)與控制
Power System Protection and Control
Vb1．40 No．2
Jan．16，2012
區(qū)域型安全穩(wěn)定控制裝置無(wú)故障跳閘判據(jù)運(yùn)行分析
王偉，陳軍，余銳，朱小紅
(四川電力調(diào)度中心，四川成都610041)
摘要：系統(tǒng)分析了區(qū)域型安控裝置判斷線路、主變等元件的無(wú)故障跳閘判據(jù)，針對(duì)電網(wǎng)潮流變化、直流輸電系統(tǒng)雙極閉鎖、
直流輸電減負(fù)荷等運(yùn)行情況下該判據(jù)暴露的問(wèn)題，指出安控裝置僅靠本地電氣量判斷線路本側(cè)及對(duì)側(cè)的無(wú)故障跳閘在’ 著一
定的局限性，尤其是在直流輸電的近端電網(wǎng)。根據(jù)安控裝置在電網(wǎng)的各種運(yùn)行工況下發(fā)生無(wú)故障跳閘后的控制要求，對(duì)直流
輸電近端電網(wǎng)的安控裝置增加了開(kāi)關(guān)量信號(hào)作為無(wú)故障跳閘的主判據(jù)，電氣量作為輔助判據(jù)，并結(jié)合實(shí)際工程完成了無(wú)故障
跳閘判據(jù)整改，較好地解決了該判據(jù)不完善的問(wèn)題。
關(guān)鍵詞：穩(wěn)定控制；裝置；無(wú)故障跳閘；判據(jù)； 電氣量；開(kāi)關(guān)量
Analysis of non--fault tripping criterion operation for area·-based stability control device
WANG Wei，CHEN Jan ，YU Rui，ZHU Xiao-h0ng
(Sichuan Electric Power Dispatching Center，Chengdu 610041，China)
Abstract：This paper an alyzes the non-fault tripping criterion for components of area-based control device such aS transmission line，
generator transformer an d SO on．In view ofthe problem that this criterion exposes in the situation ofgrid power flow change，HVDC
system double pole locking，an d HVDC load reduction，there are limitations to identify the non-fault line tripping at one side and the
opposite side only through local electrical measurements，especially in the near—end grid of HVDC．According to the control
requirements of control device after non-fault line tripping occurring in diferent operation conditions，switching value signals an d
electrical quantity are added to the control device of HVDC near-end grid to be the main criterion and the auxiliary criterion
respectively．A new criterion of non—fault tripping is proposed with the rectification of security and stability control device of
Sichuan grid，which solves the problem ofthe existing criterion．
Key words：stability control； device； non-fault tripping； criterion； electric parameters； switch quantity
中圖分類號(hào)： TM774 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： 1674-3415(2012)02 0120-05
0 引言 1 安控裝置無(wú)故障跳閘判據(jù)分析
隨著德寶直流和復(fù)奉特高壓直流工程的投運(yùn)，
四川電網(wǎng)運(yùn)行進(jìn)入到跨大區(qū)、特高壓、交直流混聯(lián)
運(yùn)行的新階段，但無(wú)論網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、電網(wǎng)容量以及水
電送出通道等，都還存在諸多問(wèn)題。為了彌補(bǔ)一次
網(wǎng)架存在的缺陷，在電網(wǎng)送電通道的重要廠、站及
負(fù)荷中心變電站都分別裝設(shè)了屬于不同安控系統(tǒng)
的安控裝置，且各安控系統(tǒng)的控制措施交叉重疊，
電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平對(duì)安控的依賴程度極高。而
目前安控裝置的無(wú)故障跳閘判據(jù)大多為純電氣量
判別【¨，原理上存在缺陷。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生潮流轉(zhuǎn)移或
振蕩時(shí)安控裝置有誤動(dòng)的可能，當(dāng)線路負(fù)荷較輕時(shí)
又有拒動(dòng)的可能，給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定造成較大的風(fēng)
險(xiǎn)。
電網(wǎng)安控系統(tǒng)不僅需要根據(jù)實(shí)時(shí)的電網(wǎng)運(yùn)行
方式，正確判斷出各元件發(fā)生的各種故障，根據(jù)策
略表作出決策，采取相應(yīng)的控制措施。在某些電網(wǎng)
運(yùn)行方式下，若線路、主變發(fā)生無(wú)故障跳閘(開(kāi)關(guān)
偷跳、保護(hù)誤動(dòng)等)，安控裝置仍然需要采取措施
聯(lián)切機(jī)組或負(fù)荷[24】。如何在電網(wǎng)的各種運(yùn)行方式下
正確區(qū)分線路或變壓器的功率波動(dòng)與無(wú)故障跳閘
成為安控裝置設(shè)計(jì)研究及運(yùn)行中的難點(diǎn)。
1．1安控裝置無(wú)故障跳閘判據(jù)
安控裝置的無(wú)故障跳閘判據(jù)包括線路本側(cè)無(wú)
故障跳閘、線路對(duì)側(cè)無(wú)故障跳閘、變電站主變高壓
側(cè)、中壓側(cè)無(wú)故障跳閘、發(fā)電廠主變無(wú)故障跳閘
等[5_8]。
王偉，等 區(qū)域型安全穩(wěn)定控制裝置無(wú)故障跳閘判據(jù)運(yùn)行分析 ．121．
1)線路本側(cè)無(wú)故障跳閘判據(jù)
a．?dāng)_動(dòng)前功率大于定值Psl。
b．電流有效值在20ms前后之差大于定值△ 。
c．有兩相電流，≤2％，n，厶為線路額定電流。
d．?dāng)_動(dòng)后功率小于功率定值 2。
裝置啟動(dòng)后同時(shí)滿足上述四個(gè)條件的時(shí)間達(dá)
到時(shí)間定值 后則判為本側(cè)無(wú)故障跳閘。
2)線路對(duì)側(cè)無(wú)故障跳閘判據(jù)L4 J
a．?dāng)_動(dòng)前功率大于定值Ps1。
b．電流有效值在20ms前后之差大于定值△ 。
c．?dāng)_動(dòng)后功率小于功率定值 。
d．有兩相電流小于線路投運(yùn)電流定值厶 。
e．無(wú)功 為負(fù)值。
￡測(cè)量阻抗及功率因數(shù)約等于線路開(kāi)路時(shí)值。
裝置啟動(dòng)后同時(shí)滿足上述六個(gè)條件的時(shí)間達(dá)
到時(shí)間定值 后判為對(duì)側(cè)無(wú)故障跳閘。
3 變電站主變高壓側(cè)無(wú)故障跳閘判據(jù)
a．?dāng)_動(dòng)前功率大于定值Psl。
b．電流有效值在20 ms前后之差大于定值△
，s。
C．有兩相電流 ≤2％厶，厶為主變額定電流。
d．?dāng)_動(dòng)后功率小于功率定值Ps2。
e．有兩相電流小于主變投運(yùn)電流定值五l。
裝置啟動(dòng)后同時(shí)滿足上述五個(gè)條件的時(shí)間達(dá)
到時(shí)間定值 l后則判為主變無(wú)故障跳閘。
4)對(duì)于有兩臺(tái)主變運(yùn)行的變電站，為提高判斷
主變無(wú)故障跳閘的可靠性，增加了相鄰元件功率增
加的輔助判據(jù)
a．若裝置啟動(dòng)前兩臺(tái)主變均投運(yùn)，則當(dāng)某一臺(tái)
主變本身電氣量的變化滿足無(wú)故障跳閘判據(jù)，則另
一臺(tái)主變功率需增加20 MW 才認(rèn)為該主變真正發(fā)
生跳閘。若此時(shí)另一臺(tái)主變已經(jīng)判出故障三跳或本
身電氣量的變化也滿足無(wú)故障跳閘判據(jù)，則該輔助
判據(jù)自動(dòng)取消。
b．若裝置啟動(dòng)前只有一臺(tái)主變投運(yùn)，則只要投
運(yùn)主變本身電氣量的變化滿足無(wú)故障跳閘判據(jù)就
認(rèn)為真正跳閘。
5)發(fā)電廠主變的無(wú)故障跳閘判據(jù)
a．跳閘前功率大于定值Ps 。
b．跳閘后功率小于定值Ps2。
c．有兩相電流小于主變投運(yùn)電流定值，sl。
d．電流有效值在20 ms前后之差大于定值△
厶。
裝置啟動(dòng)后同時(shí)滿足以上4個(gè)條件的時(shí)間大于
時(shí)間定值 l，則判為發(fā)電廠主變無(wú)故障跳閘。
1．2安控裝置無(wú)故障跳閘判據(jù)分析[5-6】
1)線路無(wú)故障跳閘
如上所述，安控裝置判別元件跳閘的邏輯分為
故障跳閘和無(wú)故障跳閘。故障跳閘采用電氣量加跳
閘開(kāi)關(guān)量進(jìn)行綜合判斷，判據(jù)完善可靠；而無(wú)故障
跳閘判據(jù)中事故前功率判別為一次性有效，較易滿
足，而在聯(lián)絡(luò)線功率變化較大，特別是在功率反向
時(shí)，可能出現(xiàn)電流突變、且電流和功率絕對(duì)值很小
的情況。所以采用純電氣量的判別方式，受原理的
限制，存在著不能正確判別是否跳閘的情況，主要
表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
a．當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生潮流轉(zhuǎn)移，線路或變壓器的電
流、有功均降低到動(dòng)作范圍，此時(shí)安控裝置可能誤
判為線路或變壓器發(fā)生無(wú)故障跳閘。
b．當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)，線路或變壓器的電流、
有功均發(fā)生周期性的變化，某一時(shí)段內(nèi)電流、有功
若均降低到動(dòng)作范圍，安控裝置可能誤判為線路或
變壓器發(fā)生無(wú)故障跳閘。
C．當(dāng)線路負(fù)荷較輕，線路對(duì)側(cè)開(kāi)關(guān)發(fā)生無(wú)故障
跳閘時(shí)，若流過(guò)本側(cè)的線路充電電流與對(duì)側(cè)跳閘前
線路的負(fù)荷電流絕對(duì)值差值較小時(shí)，安控裝置判不
出對(duì)側(cè)開(kāi)關(guān)的跳閘，造成安控裝置拒動(dòng)。
2 運(yùn)行中暴露的問(wèn)題及要求
2．1潮流變化造成安控裝置誤判線路本側(cè)無(wú)故障跳
『甲]【 - 】
2009年2月23日8時(shí)15分，當(dāng)時(shí)瀘州、宜賓
地區(qū)通過(guò)500 l，V洪瀘一線與主網(wǎng)相連(500 kV洪
瀘二線檢修)，瀘州地區(qū)方山電廠(2×600Mw)
開(kāi)雙機(jī)運(yùn)行，洪瀘一線潮流方向?yàn)闉o州送洪溝260
MW，無(wú)功為洪溝送瀘州22 Mvar。方山電廠61號(hào)
機(jī)由于熱工系統(tǒng)問(wèn)題機(jī)組跳閘，造成500 kV洪瀘
一線有功從260 MW 降至0 MW 左右，無(wú)功從22
Mvar降至0又變化至30 Mvar，電流從295 A降至
40 A以下。此時(shí)瀘州變電站安控裝置判為洪瀘一線
無(wú)故障跳閘，發(fā)出切方山電廠一臺(tái)機(jī)命令。所幸的
是方山電廠安控裝置只投了61號(hào)機(jī)切機(jī)壓板， 而
61號(hào)機(jī)已 6閘，沒(méi)有造成機(jī)組全切，事故擴(kuò)大。
事故發(fā)生后，經(jīng)過(guò)對(duì)判據(jù)的分析，在判據(jù)中增
加了事故后阻抗約等于開(kāi)路阻抗條件，即O．8zzd<
<1．2z ；同時(shí)，增加了對(duì)于同方向雙回輸電線
路同時(shí)運(yùn)行時(shí)，需結(jié)合鄰線功率變化判線路無(wú)故障
跳閘的輔助判據(jù)。
2．2直流雙極閉鎖造成安控裝置誤判線路本側(cè)無(wú)故
障跳閘
2010年5月12日12時(shí)15分，復(fù)龍換流站進(jìn)
行雙極閉鎖試驗(yàn)。換流站雙極閉鎖并切除交流濾波
． 122． 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制
器后，洪瀘雙回線功率驟降，線路有功功率及無(wú)功
功率均幾乎為零。洪瀘雙回線電氣量的變化過(guò)程滿
足了瀘州站安控裝置線路本側(cè)無(wú)故障跳故障判據(jù)，
裝置誤判為洪瀘雙回線瀘州側(cè)無(wú)故障跳閘。
事故發(fā)生后，進(jìn)一步對(duì)無(wú)故障跳閘判據(jù)進(jìn)行分
析，安控裝置判別線路本側(cè)無(wú)故障跳閘僅依靠電氣
量無(wú)法躲過(guò)這種由于直流閉鎖、功率突降造成的線
路有功、無(wú)功均為零的情況。完善后的方案為在原
純電氣量判別的基礎(chǔ)上，增加開(kāi)關(guān)跳閘回路的三相
跳閘信號(hào)作為條件，即收到該線路至少兩相保護(hù)跳
閘信號(hào)。
2．3直流減負(fù)荷造成安控裝置誤判線路對(duì)側(cè)無(wú)故障
跳閘
2OlO年6月16日19時(shí)，特高壓復(fù)奉直流進(jìn)行
減負(fù)荷試驗(yàn)，雙極輸送功率減至0 MW，洪瀘一、
二線瀘州側(cè)有功功率減至o MW，無(wú)功增加至lO5
Mvar，線路電流(相電流)維持在1l4A左右；瀘
州站瀘復(fù)安控裝置啟動(dòng)。約2 S后，瀘州站洪瀘一、
二線無(wú)功降至0 Mvar，線路電流降至8 A，此時(shí)有
功功率保持在0 Mw；又經(jīng)過(guò)1-3 S左右，洪瀘一、
二線瀘州側(cè)無(wú)功增加至78 Mvar，方向變?yōu)楹闇纤?
瀘州，線路電流(相電流)增加至87 A左右，有
功功率仍保持在0 MW。此時(shí)，安控裝置判斷為洪
瀘一、二回線路洪溝側(cè)無(wú)故障跳閘，向復(fù)龍換流站
發(fā)出閉鎖直流命令，向方山電廠發(fā)出切一臺(tái)機(jī)命
令。
本次安控系統(tǒng)誤判定為洪瀘一、二線無(wú)故障跳
閘，裝置的無(wú)故障判據(jù)機(jī)定值如下：
1 擾動(dòng)前功率定值50 MW。
2)電流有效值在20 ms前后之差定值△ 為80
A 。
3)有兩相電小于2％ 厶，其值為40 A。
4)事故后功率定值裝置內(nèi)部固化為20 MW。
5)線路投運(yùn)電流定值 l為130 A。
6)事故后有功l尸t I

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