電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定對(duì)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的要求

丁威 熊王斌

（國(guó)網(wǎng)荊州供電公司檢修分公司，湖北荊州 434000）

電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定對(duì)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的要求

丁威 熊王斌

（國(guó)網(wǎng)荊州供電公司檢修分公司，湖北荊州 434000）

隨著當(dāng)前我們國(guó)家的經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展以及人民生活水平的普遍提高，無(wú)論是工農(nóng)業(yè)還是人民的日常生活當(dāng)中，對(duì)電力的需求都呈現(xiàn)出直線上升的趨勢(shì)。因此，本文主要通過(guò)對(duì)變電站自身的母線故障系統(tǒng)穩(wěn)定性角度進(jìn)行入手，簡(jiǎn)要分析了如果想要保持電力系統(tǒng)自身的暫態(tài)穩(wěn)定性的話，繼電保護(hù)裝置等設(shè)備需要達(dá)到的要求。希望本文可以拋磚引玉，給同行提供一點(diǎn)小小的經(jīng)驗(yàn)和思路。

電力系統(tǒng) 暫態(tài)穩(wěn)定 繼電保護(hù) 要求

在當(dāng)前220kv的變電站當(dāng)中，主接線的構(gòu)成一般是雙重母線帶著旁路支線的方式進(jìn)行互相接線。按照國(guó)家相關(guān)的規(guī)定，所有的母線保護(hù)裝置應(yīng)該定期，也就是三年到五年的時(shí)間進(jìn)行一次徹底的校驗(yàn)，在整個(gè)校驗(yàn)的期間，所有的母差保護(hù)將會(huì)處于一種停用的狀態(tài)，也就是說(shuō)被保護(hù)的母線這幾天的時(shí)間會(huì)一直處于失去母線保護(hù)的狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，一旦處于絕對(duì)中樞地位的樞紐變電站失去了母差保護(hù)，如果母線發(fā)生了故障就會(huì)出現(xiàn)暫態(tài)穩(wěn)定的問(wèn)題。因此，如何保障電力系統(tǒng)，尤其是變電站的暫態(tài)穩(wěn)定就對(duì)我們當(dāng)前的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)提出了新的挑戰(zhàn)。

1　當(dāng)前電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定要求分析

對(duì)于當(dāng)前的電力系統(tǒng)運(yùn)行來(lái)說(shuō)，同步運(yùn)行的穩(wěn)定性、頻率構(gòu)建下的穩(wěn)定性以及電壓的穩(wěn)定性已經(jīng)構(gòu)成了當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定的主要標(biāo)準(zhǔn)。如果失去了同步運(yùn)行的穩(wěn)定性，那么系統(tǒng)將會(huì)發(fā)生振蕩，同時(shí)直接引起了系統(tǒng)中樞構(gòu)建下的電壓輸電設(shè)備當(dāng)中的電流和電壓的周期性劇烈波動(dòng)，這就直接導(dǎo)致電力系統(tǒng)沒(méi)有辦法進(jìn)行正常供電，而最終導(dǎo)致不能繼續(xù)運(yùn)行，使得大面積停電事故出現(xiàn)。失去頻率穩(wěn)定最直接的后果就是導(dǎo)致輸電的頻率崩潰，也會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)都出現(xiàn)停電事故；而電壓穩(wěn)定失去則導(dǎo)致整個(gè)供電輻射面出現(xiàn)巨大的影響，甚至是直接停電。

在當(dāng)前我們國(guó)家的規(guī)定當(dāng)中，保持暫態(tài)穩(wěn)定的要求一般可以分成三個(gè)層面進(jìn)行探索。

首先，對(duì)于那些比較輕巧而又經(jīng)常發(fā)生的故障，比如非單一回220kv線路當(dāng)中的單回發(fā)生了單項(xiàng)構(gòu)建下的永久故障，經(jīng)過(guò)重合之后發(fā)生了永跳，這不但要求我們對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性進(jìn)行保證，即使是在保持?jǐn)_動(dòng)之后也不可以出現(xiàn)大的波動(dòng)，并保持對(duì)用戶自身的不間斷供電。其次對(duì)于網(wǎng)絡(luò)博若條件的故障，比如系統(tǒng)的但會(huì)聯(lián)絡(luò)線故障，則要求在進(jìn)行擾動(dòng)之后保持系統(tǒng)的繼續(xù)穩(wěn)定，但是同時(shí)允許對(duì)部分的負(fù)荷進(jìn)行損失補(bǔ)償。最后，對(duì)于十分嚴(yán)重的單一故障，比如說(shuō)三相短路故障來(lái)說(shuō)則需要把系統(tǒng)的穩(wěn)定需求放到第一位，但是為了達(dá)到這個(gè)要求，我們可以采取任何措施來(lái)進(jìn)行保證。

一般說(shuō)來(lái)，按照國(guó)家的相關(guān)規(guī)定，當(dāng)進(jìn)行雙母線的接線方式構(gòu)架的時(shí)候，母差保護(hù)停用的時(shí)候，我們可以考慮當(dāng)出現(xiàn)母線單相接地的故障時(shí)，通過(guò)母線的對(duì)側(cè)線路后備保護(hù)延時(shí)段動(dòng)作進(jìn)行跳閘執(zhí)行的時(shí)候，電網(wǎng)不會(huì)出現(xiàn)失去穩(wěn)定的情況。因此，下文進(jìn)行討論的基礎(chǔ)就是無(wú)母差時(shí)的母線單相接地故障。

2　系統(tǒng)自身的穩(wěn)定對(duì)于繼電保護(hù)和安全裝置的動(dòng)作行為所構(gòu)成的要求

首先我們要說(shuō)明的是，對(duì)于一個(gè)電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，提高其系統(tǒng)自身安全穩(wěn)定運(yùn)行基礎(chǔ)的前提條件就是要對(duì)電網(wǎng)本身的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理保持和整理。繼電保護(hù)可以快速同時(shí)有選擇目的性的對(duì)故障部位進(jìn)行切除，這是我們可以保障系統(tǒng)穩(wěn)定的最關(guān)鍵條件，而與此同時(shí)，對(duì)應(yīng)的安全自動(dòng)裝置的動(dòng)作觸發(fā)正確就成為了系統(tǒng)穩(wěn)定構(gòu)建下的最后防線。正是因?yàn)槿绱?，在母差保護(hù)進(jìn)行停用的時(shí)候，我們要考慮對(duì)淡忘運(yùn)行穩(wěn)定性提升也要從這兩個(gè)方面進(jìn)行入手，也就是當(dāng)故障進(jìn)行切除的時(shí)候，如何盡量不損害電網(wǎng)的自身結(jié)構(gòu)，使其變化盡可能的降低減小。

在母差保護(hù)進(jìn)行正常處理運(yùn)行的時(shí)候，當(dāng)母線的故障發(fā)生之后，電網(wǎng)的保護(hù)裝置只有選擇的對(duì)有故障的那一排母線進(jìn)行切除處理，而另外一面沒(méi)有故障的母線以及對(duì)應(yīng)的設(shè)備都可以保持正常的運(yùn)行。如果我們合理安排對(duì)應(yīng)的母線方式，這個(gè)時(shí)候，本站在電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)當(dāng)中所處于的位置也不會(huì)發(fā)生極其巨大的變化因?yàn)楣收纤苯釉斐傻呢?fù)荷轉(zhuǎn)移也相對(duì)較為輕松，電網(wǎng)一般就可以保持穩(wěn)定的繼續(xù)運(yùn)行。如果母差停用的話，也力爭(zhēng)只切除有故障的母線，而沒(méi)有故障的母線也繼續(xù)正常運(yùn)行。這樣會(huì)使得系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性得到提高。由此我們可以看出，繼電保護(hù)如果可以按照我們的設(shè)想進(jìn)行故障切除動(dòng)作的執(zhí)行，就可以使得變電站的無(wú)母差保護(hù)狀態(tài)下的系統(tǒng)運(yùn)行不會(huì)失去穩(wěn)定。如果我們把雙母線全部進(jìn)行切除作業(yè)，根據(jù)實(shí)際檢驗(yàn)的結(jié)果，系統(tǒng)卻可以保持平穩(wěn)的運(yùn)行。因此，在故障切除的時(shí)候電網(wǎng)結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的不同變化將會(huì)直接導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定性發(fā)生巨大的改變。繼電保護(hù)和配套的安全裝置對(duì)于系統(tǒng)的穩(wěn)定性所構(gòu)成的影響在我們今后的運(yùn)行管理中還有很多要研究的地方。

3　母差保護(hù)校驗(yàn)和系統(tǒng)運(yùn)行的建議探索

首先，在進(jìn)行母差的保護(hù)校驗(yàn)的時(shí)候，應(yīng)該對(duì)本母線操作一次設(shè)備的情況進(jìn)行阻止。因?yàn)樵谶@種情況下，因?yàn)橐淮卧O(shè)備進(jìn)行的誤操作頻頻發(fā)生，這種操作的最嚴(yán)重后果就是導(dǎo)致三相短路故障，而這種故障對(duì)于電壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性來(lái)說(shuō)是最為致命的。一般來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)都難以承受這種故障，我們要杜絕這種故障的發(fā)生。

其次，我們要隨時(shí)調(diào)整繼電保護(hù)的動(dòng)作和行為。我們可以在變電站進(jìn)行母差保護(hù)校驗(yàn)的時(shí)候，在當(dāng)前的電網(wǎng)以及其他的相關(guān)設(shè)備速動(dòng)保護(hù)都為正常的前提下，通過(guò)對(duì)電站的母聯(lián)保護(hù)以及出現(xiàn)對(duì)端延時(shí)段的保護(hù)定值進(jìn)行調(diào)整的方法，來(lái)對(duì)電網(wǎng)的保護(hù)動(dòng)作行為進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，并且保證在進(jìn)行母線單向接地故障的時(shí)候系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)失去穩(wěn)定的情況。

最后，母差保護(hù)校驗(yàn)的時(shí)候，我們必須保證相關(guān)設(shè)備的速動(dòng)保護(hù)不會(huì)停止。當(dāng)我們采用了臨時(shí)定值構(gòu)建之后，為了防止當(dāng)前本站的母聯(lián)在不是這個(gè)母線出現(xiàn)故障的時(shí)候跳閘，我們必須要母聯(lián)定值范圍內(nèi)的所有參與設(shè)備都要保證速動(dòng)保護(hù)的正常運(yùn)行，比如線路的高頻保護(hù)或者是其他母線的母差保護(hù)，或者是主變的差動(dòng)保護(hù)等等。

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