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振蕩閉鎖概念

振蕩,顧名思義指當并聯(lián)運行著的發(fā)電機組或者供配電系統(tǒng),因遭受短路事故,或者受到大系統(tǒng)較大程度得沖擊時(發(fā)電機跳閘),又或者沒有及時消除相關故障與誤操作時,電力系統(tǒng)出現(xiàn)的電勢夾角有規(guī)律地,忽大忽小,來回變化的現(xiàn)象,這種現(xiàn)象稱之為電力系統(tǒng)振蕩。電力系統(tǒng)振蕩時,系統(tǒng)兩側(cè)等效電動勢間的夾角δ可能在0到360°范圍內(nèi)作周期性變化,從而使系統(tǒng)中各點的電壓、線路電流、功率大小和方向以及距離保護的測量阻抗也都呈周期性變化。這樣,在電力系統(tǒng)出現(xiàn)嚴重的失步振蕩時,裝設在電力系統(tǒng)中的電流、電壓、阻抗,或其他相關保護繼電器等元件會大概率出現(xiàn)錯誤保護動作。

因此當電力系統(tǒng)發(fā)生不是故障原因引起的振蕩時,為了預防保護裝置出現(xiàn)錯誤保護指令動作,這種預防措施就叫振蕩閉鎖。但在保護系統(tǒng)范圍內(nèi)發(fā)生短路等重大事故時,不管電力系統(tǒng)是否發(fā)生真正的振蕩,保護裝置都能正確執(zhí)行保護動作,并切除事故。

振蕩時電氣量變化的特點

(1)電流作大幅度變化:

若EM=EN=E,正常運行時夾角為δ,負荷電流為:

系統(tǒng)振蕩時,設EM超前EN的相位為δ,兩邊電勢相等,元件阻抗角相等,振蕩電流為:

特點:正常運行時負荷電流幅值保持不變,振蕩電流幅值作周期變化。

k>0.5,短路電流的幅值小于振蕩電流幅值;

(2)全相振蕩時,系統(tǒng)保持對稱性,系統(tǒng)中不含負序、零序分量,只有正序分量。短路時,一般將出現(xiàn)負序分量或零序分量。

(3)當系統(tǒng)的電壓突變較大時:

δ=00,M母線電壓最高;

δ=1800時,有UM=(2m-1)E;

當m=0.5時,M母線電壓為零。M越趨近0.5,變化幅度越大。

若認為系統(tǒng)總阻抗角等于被保護線路阻抗角,在保護裝設的地方可以測量到振蕩中心處的電壓。

(4)振蕩時電氣量變化速度與短路故障時不同,當發(fā)生短路故障時,電氣量是突然急速變化的。

(5)短路與振蕩流過被保護線路兩側(cè)電流方向、大小是不相同的。

振蕩閉鎖的方法

1.利用電流的負序、零序分量或突變量,做到振蕩閉鎖辦法。

微機型距離保護利用的原理是,在振蕩時電力系統(tǒng)為對稱狀態(tài),而短路發(fā)生的霎那間,就會突顯非對稱狀態(tài),所以在短路的故障下,往往也伴隨出現(xiàn)零序分量以及負序分量;而且當系統(tǒng)振蕩時期,各電氣數(shù)據(jù)量也是逐漸變化,短路時的電氣量是突變的,尤其是有功功率在短路事故狀態(tài)下,其變化很大,所以,要區(qū)別振蕩與短路電氣數(shù)據(jù)量是I,W等,微機型距離保護便是采取這些變化量構(gòu)成比較完整的振蕩閉鎖裝置。

2.引用測量阻抗的變更速率不同做到振蕩閉鎖。

在電力系統(tǒng)發(fā)生短路等故障時,測量阻抗Zm由負荷阻抗ZL突變?yōu)槎搪纷杩筞k;當系統(tǒng)振蕩時,測量阻抗由負荷阻抗轉(zhuǎn)換為保護裝置安裝地點到振蕩中心處的線路阻抗,這樣,利用測量阻抗變化速度不一樣就能夠形成振蕩的閉鎖。這種方法又可以稱為“大圓套小圓”的振蕩閉鎖原理。

根據(jù)系統(tǒng)振蕩時,其測量阻抗的變化率必須大于一個定值的結(jié)論,可利用微分方程法計算三相測量阻抗,然后用三相測量阻抗的變化率來判別系統(tǒng)是否發(fā)生振蕩的方法,通過計算得到系統(tǒng)振蕩的判據(jù),只要有一相滿足其所計算的判據(jù)即可判定系統(tǒng)發(fā)生了振蕩。

總結(jié)

文章簡要地分析了幾種振蕩閉鎖方法的原理以及采取的閉鎖措施,對其優(yōu)缺點有少許的提及;本文主要在于深入了解電力系統(tǒng)振蕩的機理以及振蕩所引起的電氣量的變化規(guī)律,以期利用這些規(guī)律構(gòu)造振蕩閉鎖的方法。