第一讲：安全自动装置概念及作用.ppt

电力系统安全自动装置的概念及作用 张 保 会 参考教材 参考文献 见书面目录： 目 录 电力系统的运行状态 电力系统安全自动装置的概念 从国际大停电事故看安全自动装置的重要性 目前安全自动装置的配置及存在的问题 我国电网发展对安全自动装置的要求 电力系统广域运行信息及其可能的应用 电力系统的运行状态（1） 电力系统正常运行状态 电力系统的运行状态（2） 电力系统异常运行状态： 不等式约束部分不满足； 避免或调控消除异常状态； 主要依靠安全自动装置。 电力系统故障状态： 部分等式和不等式约束不满足； 切除故障元件消除故障，使系统过渡到正常状态。 主要依靠继电保护。 电力系统安全自动装置的概念（1） 概念 反应电力系统及其部件运行异常，并能自动控制其在尽可能短的时间内恢复到正常运行状态的控制装置或系统。 可能的系统或元件不正常状态： 因为切除故障或误动造成的发电功率与输用电功率不平衡。 可采用备用电源或设备自动投如、事故紧急减出力、抽水改发电、水轮发电机自动启动或调相改发电等，快速保持稳态发输电能力与用电需求的平衡。 电力系统安全自动装置的概念（2） 1、保持供电连续性和输电能力的自动重合闸装置： 母线重合闸、变压器重合闸、线路重合闸 保证供电连续性的：单侧电源的重合闸 保持输电能力的重合闸：双侧电源线路重合闸 尽快恢复供电、输电设备的运行，尽量减少网络拓扑的变化，尽快恢复网络暂态和稳态输电能力； 同时考虑减少重合于永久故障时系统产生的不平衡能量，提高暂态稳定能力。 电力系统安全自动装置的概念（3） 2、保持稳态输电能力与输电需求的平衡 过负荷控制与报警：根据离线计算和运行经验已知某些元件跳开后输电能力不足肯定过负荷时，采用连锁切机、切负荷，远方切机、切负荷等。当难于有明显的唯一措施时，报警由运行人员控制。 3、用于保持动态输电能力和输电需求的平衡 暂态稳定控制：逻辑式连锁切机、切负荷；利用局部量的稳定性预测与紧急控制装置；基于离线或在线计算的区域性稳定控制系统； 电力系统安全自动装置的概念（4） 4、保持频率在安全范围内的自动装置 当发电能力过剩或不足时，系统频率会升高或降低，参见负荷的频率特性和调速器的调频特性。 在动态过程中，一般采用频率继电器控制切负荷和发电机，如低周减载、高周切机等保持频率的动态平衡。 通过频率及其变化率的定值，继电器执行控制。在系统中如何配置和配合频率继电器，是主要问题；保安的高周波切机与系统频率控制的切机是不同的。 电力系统安全自动装置的概念（5） 5、保持无功功率紧急平衡的自动控制装置 防止扰动后无功不平衡、电压不合格，设置电压紧急控制装置。 常见的有： 强行励磁、电容器强补； 切除并联电抗器、切负荷（低压减载）。 电力系统安全自动装置的概念（6） 6、失步解列装置 将失步后的系统解列成几个独立的子系统，并能让各子系统尽可能功率平衡，通过控制保持或恢复到稳定运行状态。 失步解列装置：直接或间接反应失步系统间的功角，当确实失步后，跳开失步系统间的联络线（断面）。 配合：低周减载、低压减载、高周切机等，保持或恢复子系统的稳定运行。 从大停电事故看安全自动装置重要性（1） 国外03年发生的大停电事故－特大停电事故是现代社会的灾难 从大停电事故看安全自动装置重要性（2） 美国发生的其它大停电事故－预防特大停电事故是对现代科学技术的挑战 从大停电事故看安全自动装置重要性（3） 大停电的直接原因分析： 在部分元件停运检修状态下，局部发生故障； 故障切除后运行状态转移中部分输电元件运行异常或保护误动； 后备保护和自动装置切除过载的输电元件； 连锁过载被切除后的输电通道转移及系统不稳定； 输电网络被大面积的无序断开后低周波、低电压、高周波等自动装置分散动作使系统崩溃。 目前安全自动装置的配置及存在的问题（1） 目前安全自动装置的配置及存在的问题（2） 目前安全自动装置的配置及存在的问题（3） 目前安全自动装置的配置及存在的问题（4） 目前安全自动装置的配置及存在的问题（5） 目前安全自动装置的配置及存在的问题（6） 目前安全自动装置的配置及存在的问题（7） 目前安全自动装置的配置及存在的问题（8） 大停电事故的启示： 任意坚强的网络都存在较薄弱的运行方式和严重的运行状态； 跟踪运行方式和适应运行状态的实时控制系统是不可缺或的； 分散安装、独立动作的自动装置可能保护电网，也可能切跨电网； 电网主网架结构的不安全，是大停电事故的直接原因； 电网的无序解列、开断造成了恢复的困难。 目前安全自动装置的配置及存在的问题（