7 第七章 广域保护.ppt

第七章 广域保护发展概述 继电保护的发展历史 （1）继电保护原理（软件方面）的发展过程： 过电流保护 （1901年，最早熔断器） ——电流差动保护 （1908年）—方向性电流保护 （1910年） —距离保护 （1920年） —高频保护 （1927年） —微波保护 （50年代） ——行波保护、光纤保护（70年代 ） （2）继电保护装置结构（硬件方面）的发展过程： 机电型 (50年代以前，由电磁型、感应型或电动型继电器构成) ——电子型 （ 50年代～80年代后期，晶体管、集成电路 ）——微机型（90年代） （3）根据其扮演角色的不同，继电保护的发展历史可分为以下三个阶段： 第一阶段：以保护设备安全为目的，区分内部和外部故障，切除故障元件，限制事故影响范围——元件保护（如电机、变压器、线路等） 第二阶段：在保证设备安全的基础上，考虑继电保护对系统稳定性的影响——进一步提高继电保护装置的动作速度，与自动重合闸配合，提高系统暂态稳定性。 第三个阶段：在保证电气设备运行安全和系统暂态稳定性的基础上，还应考虑电网互联时各保护装置动作的协调和配合，保证故障切除后不发生大规模的连锁跳闸和系统崩溃现象——广域保护 广域保护系统 依赖电力系统多点的信息， 对故障进行快速、可靠、精确的切除， 同时分析故障切除对系统安全稳定运行的影响， 并采取相应的控制措施， 这种同时实现继电保护和自动控制功能的系统称为广域保护系统。 目 录 § 7.1、广域保护提出的背景 § 7.2、广域保护概念及与传统继电保护区别 § 7.3、广域保护系统的结构和功能 § 7.4、广域保护实现的关键技术 § 7.5、广域保护的应用前景 § 7.1、广域保护提出的背景 1、电力系统面临的挑战 2、国际大停电事故及其教训 3、我国保障电网安全运行的“三道防线” 1、电力系统面临的挑战 (1) 电力市场的出现将竞争引入了电力行业，打破了长久以来的垄断，有利于电力行业的健康发展和降低电价；但同时电力市场又使得电网被人为分成了许多由不同公司控制的部分，各公司为了自身的经济利益有尽可能减少投资、充分利用现有电力设备的倾向，因而随着用电负荷的快速增长，使得电网的运行状态越来越接近于稳定极限，系统的稳定裕度减小，受到扰动时容易失去稳定。 （2）电网规模越来越大，各大区域电网逐渐互联 电网发展的总方针：“西电东送、南北互供、全国联网”。 保证全国性互联电网的运行安全性是电力发展的头等大事 高效、可靠的继电保护和紧急控制系统是保障西电东送和全国联网安全运行的关键技术 中国电力持续高速发展： GW 互联电网一方面可以提高系统的稳定性，使电力系统的规模不断扩大；另一方面，一旦电网受到严重扰动而失去稳定，往往会引起连锁跳闸最终导致系统崩溃。 （3）现有的保护及安全自动装置不适应电力系统发展的要求。 目前的安全自动装置都是在检测到系统产生不正常运行状态以后再采取控制措施，属于事故后控制措施。在特殊情况下如果频率或电压下降速度过快，可能安全自动装置来不及动作，系统已经发生严重的崩溃事故。 目前使用的安全自动控制判据大都是基于本地量构成，其工作方式是：采集装置安装处的系统电流、电压量，经过计算后得到一些反映系统状况的参数值，然后与预先整定的门槛值进行比较，若超过门槛值则执行某种动作。这些装置的动作原理和动作时间都不相同，互相之间又缺乏有效的协调，因此在某些情况下(如发生连锁故障时)会恶化系统的运行状况。 （4）恐怖分子的蓄意破坏对电网安全也构成了威胁。 “9．11”事件以来，恐怖分子可能对社会基础设施的破坏开始得到越来越多的关注。在各种基础设施中，电力设施是维持正常社会生活的重要支撑，电力供应一旦中断，将造成巨大损失，因此，电力设施很容易成为恐怖分子的袭击目标。这就要求保护系统尽可能灵活，同时还要考虑通信等其它系统的影响，从而将破坏造成的损失减少到最小。 2、国际大停电事故及其教训 国外2003年发生的大停电事故 Satellite Picture of USA 大停电事故大致经过： 大停电前1h，一条345kV线路跳开，其输送功率转移到相邻线路，引起该线路长时间过热并下垂，从而接触线下树木 该线路因短路故障而跳闸，系统电压降低 一系列连锁反应：多回输电线路跳开、潮流大范围转移、系统发生摇摆和振荡、局部电压进一步降低，引发发电机跳闸、系统功率缺额进一步增大、进一步发生电压崩溃，更多的发电机和线路跳开，造成大面积停电 大停电的直接原因分析： 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