注冊電氣工程師執(zhí)業(yè)資格考試培訓(xùn) 第 2冊 發(fā)輸變電專業(yè) 12 繼電保護、安全自動裝置及調(diào)度自動化 繼電保護、安全自動裝置 及調(diào)度自動化 線路、母線和斷路器繼電保護的原理、配置及整定計算 主設(shè)備繼電保護的配置、整定計算及設(shè)備選擇 安全自動裝置的原理和配置 電力系統(tǒng)調(diào)度自動化的功能及配置 遠動、電量計費的功能及配置 繼電保護 電力系統(tǒng)繼電保護的一般問題 線路、母線和斷路器繼電保護的原理、配置及整定計算 主設(shè)備繼電保護的配置、整定計算及設(shè)備選擇 電力系統(tǒng)繼電保護的一般問題 繼電保護的基本結(jié)構(gòu)和性能要求 合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足的基本要求 電流互感器及電壓互感器的特征及應(yīng)用要求 電力系統(tǒng)在不同狀態(tài)下電磁和機電暫態(tài)過程變化規(guī)律 繼電器分類 ： 有或無繼電器，例如中間繼電器 量度繼電器，例如保護繼電器 量度繼電器（保護繼電器）分類 單輸入量度繼電器，量度功能由單個激勵量確定 多輸入量度繼電器，量度功能由多個激勵量及其相互作用確定 保護繼電器結(jié)構(gòu) 機電式（電磁式） 整流式 固態(tài)（集成電路）式 微機式：新投入裝置基本是微機保護 繼電保護的基本結(jié)構(gòu) 繼電保護的基本要求 基本要求（四性） 1. 可靠性： 包括 可信賴性 （保護不拒動）和安全性 （不誤動 ) 2. 選擇性： 準(zhǔn)確切除規(guī)定區(qū)域的故障，使電網(wǎng)剩余部分擾動最小 3. 靈敏性： 保護范圍內(nèi)金屬短路，應(yīng)具有規(guī)定的靈敏系數(shù) 4. 速動性： 超高壓電網(wǎng)保護動作時間 0.02s 0.03s;故障切除時間 0.08s0.12s 合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足的基本要求 適應(yīng)系統(tǒng)發(fā)展和運行靈活性 電網(wǎng)中任一元件斷開，應(yīng)能保持系統(tǒng)穩(wěn)定且系統(tǒng)參數(shù)不超過允許偏差 具有較強抗擾動能力，滿足 DL 755 2001 電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則 規(guī)定的各項安全穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn) 實現(xiàn)電網(wǎng)合理的分層和分區(qū) 合理控制系統(tǒng)短路電流 電流互感器及電壓互感器的特征及應(yīng)用要求 互感器產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)： GB 1208（電流互感器）， GB 16847（暫態(tài)特性電流互感器）， GB1207（電壓互感器）。等同或等值與 IEC 60044 1 8系列 互感器選擇及計算導(dǎo)則： DL/T 866 2004 保護用 P級（含 PR、 PX）電流互感器，復(fù)合誤差規(guī)定不超過 5或 10，通常用于 220kV及以下系統(tǒng) 暫態(tài)保護用 TP級（含 TPS、 TPX、 TPY、 TPZ）規(guī)定極限最大瞬時誤差 10%，用于 330kV及以上系統(tǒng)和 300MW及以上機組 電子式互感器：半常規(guī)互感器和光互感器 電力系統(tǒng)電磁和機電 暫態(tài)過程變化規(guī)律 電磁暫態(tài)過程 常見短路故障類型及特征 電力系統(tǒng)的中性點接地方式（含大電流接地、小電流接地） 三相短路和 不對稱短路（含單相接地、兩相短路、兩相 接地、一相斷線等） 機電暫態(tài)過程 電力系統(tǒng)同步振蕩與失步（穩(wěn)定破壞） 電力系統(tǒng)振蕩時電氣量的變化 振蕩與短路的主要區(qū)別 振蕩時電氣量的變化 繼電保護 線路、母線和斷路器繼電保護的原理、配置及整定計算 輸電線路常用繼電保護 電流（含相電流及零序電流）保護 距離保護（含相間距離及接地距離） 縱聯(lián)保護 （分相）電流差動 電流相位比較式 方向比較式（含電流方向，距離方向） 行波保護 其它線路保護 電流保護 作用量通過保護安裝處短路電流 以動作電流值及動作時間保證相鄰保護選擇性 按動作電流分類 ： 相間電流保護反應(yīng)相間短路故障 零序電流保護反應(yīng)接地故障，優(yōu)點：靈敏，簡單 按動作時間分類 ： 電流速斷（無時限） 定時限過流保護 反時限過流保護：一般有幾種典型時間 /電流曲線 距離保護（阻抗保護） 動作量反應(yīng)至故障點的距離（或阻抗） 保護裝置一般采用三段式，第一段不帶時限保護線路 80 90，第二段保護帶時限保護全線并作相鄰線路后備，第三段帶方向或不帶方向，作本線路或相鄰線路后備 整套裝置包括故障起動、故障距離測量、相應(yīng)時限及邏輯回路、振蕩閉鎖及電壓斷線閉鎖等環(huán)節(jié) 距離測量元件的構(gòu)成方式確定保護裝置的不同特性，如全阻抗、方向阻抗、四邊形特性等 保護優(yōu)點：性能好，整定簡單。缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜 （分相）線路電流差動保護 動作原理比較通過線路兩端的電流 要求將本側(cè)線路電流模擬量快速傳送至線路對端（延時小于 5ms） 數(shù)字傳輸通道速率要求不小于 64kbit/s 保護具有 “ 絕對選擇性 ” ，性能優(yōu)越 近期由于光纖數(shù)字通信在電力系統(tǒng)中的普遍應(yīng)用，超高壓線路及短線路的保護已廣泛采用電流差動 電流相位比較式保護（高頻相差） 縱聯(lián)方向比較式保護 方向比較元件 電流方向比較 距離方向比較 執(zhí)行方法 閉鎖式： I(Z)反方向發(fā)閉鎖信號，正方向不發(fā)信號 允許式： I(Z)正方向發(fā)允許信號，反方向不發(fā)信號 解除閉鎖式：正常兩側(cè)發(fā)閉鎖信號， I(Z)正方向發(fā) 信號解除閉鎖， 電流方向比較式保護（高頻閉鎖方向保護） 繼電保護用通道 電力線載波 以前稱高頻通道，得到廣泛應(yīng)用 頻帶窄，一般只能傳送簡單開關(guān)信號 微波 頻帶較寬，一般使用 64kbit/s ，能傳輸模擬信號和開關(guān)信號 誤碼率較高，運行質(zhì)量不很好 光纖： OPGW， ADSS 頻帶很寬，一般使用 64kbit/s或 2Mbit/s 誤碼率很低，運行質(zhì)量很好 電網(wǎng)繼電保護配置 繼電保護配置方案設(shè)計要求 3 110kV電力網(wǎng)線路保護配置原則 220 500kV電力網(wǎng)線路保護配置原則 母線保護構(gòu)成原理及應(yīng)用 繼電保護配置方案設(shè)計要求 電力系統(tǒng)對繼電保護配置的要求 符合 GB 14285 繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程 要求 影響電力網(wǎng)繼電保護配置的主要因素 電壓等級、中性點接地方式、電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)型式、故障類型及概率、對切除故障時間要求、運行經(jīng)驗 保護雙重化及后備保護 主保護預(yù)訂優(yōu)先切除故障的保護 后備保護主保護動作失敗或斷路器拒動時起作用的保護 分為 遠后備 及 近后備 輔助保護補充主保護和后備保護性能的簡單保護 3 63kV中性點非直接接地線路保護配置 一般采用分段式兩相電流保護，必要時帶方向元件 采用遠后備，由電源側(cè)相鄰線路保護作為本線路保護后備 重要短線路可采用光纖縱聯(lián)保護 接地保護動作于信號，必要時可采用有選擇性保護 110kV中性點直接接地電力網(wǎng)線路保護配置 相間故障保護一般采用多段式三相電流保護，必要時帶 方向。較復(fù)雜電網(wǎng)可采用距離保護 接地保護一般采用多段式零序電流保護，必要時帶方向 一般采用遠后備 3 110kV電力網(wǎng)線路保護配置原則 110kV中性點直接接地電力網(wǎng) 線路保護配置原則 （補充） 110kV雙側(cè)電源線路符合下列條件之一時 ，應(yīng)裝設(shè)一套全線速動保護 a. 根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定要求有必要時； b. 線路發(fā)生三相短路 ， 如使發(fā)電廠廠用母線電壓低于允許值 （ 一般為 60 額定電壓 ） 且其他保護不能無時限和有選擇地切除短路時； c. 如電力網(wǎng)的某些主要線路采用全線速動保護后 ， 不僅改善本線路保護性能 ， 而且能夠改善整個電網(wǎng)保護的性能 。 220 500kV電力網(wǎng)線路保護要求 系統(tǒng)穩(wěn)定要求嚴格，須全線快速切除故障 保護一般采用近后備方式或雙重化 系統(tǒng)振蕩不應(yīng)引起保護誤動，振蕩中發(fā)生故障，應(yīng)能有選擇性的可靠切除 由于短路電流非周期分量可能使 CT嚴重暫態(tài)飽和，需要采用適應(yīng)暫態(tài)特性的 CT，例如 TPY型 長線電容電流產(chǎn)生的暫態(tài)過程可能影響保護性能 線路潛供電流可能影響單相重合閘時間 220kV電力網(wǎng)線路保護配置（ 1） 原則上加強主保護，簡化后備保護 主保護設(shè)置兩套完整、獨立的全線速動保護 1.兩套全線速動保護的交流電流、電壓回路和直流電源相互獨立 2.每一套速動保護對全線路內(nèi)發(fā)生的各種類型故障，均能快速動作切除。 3.每套速動保護應(yīng)具有獨立選相功能，能按用戶要求4.斷路器有兩組跳閘線圈，兩套主保護應(yīng)分別啟動一組跳閘線圈。 5.兩套主保護分別使用獨立的遠方信號傳輸設(shè)備。 220kV電力網(wǎng)線路保護配置（ 2） 宜采用近后備保護方式 (但某些線路，如能實現(xiàn)遠后備，則宜采用遠后備，或同時采用遠、近結(jié)合的后備保護方式 ) 對于接地故障，裝設(shè)階段式接地距離（零序電流）保護，并必須有切除電阻（不大于 100）接地故障的一段定時限或反時限零序電流保護 對于相間故障，裝設(shè)階段式相間距離保護 為快速切除中長線路出口短路故障，宜有輔助保護功能 330 500kV電力網(wǎng)線路保護配置（ 1） 主保護配置 1. 2. 兩套主保護的交流電流、電壓回路和直流電源相互獨立 3. 每一套主保護對全線路內(nèi)發(fā)生的各種類型故障，均能快4. 每套主保護應(yīng)具有獨立選相功能，實現(xiàn)單相跳閘或三相跳閘 5. 斷路器有兩組跳閘線圈，兩套主保護分別啟動一組跳閘線圈 6. 7. 主保護的整組動作時間對近端故障 20ms；對遠端故障 30ms(不包括遠方信號傳輸時間 ) 330 500kV電力網(wǎng)線路保護配置（ 2） 后備保護配置 1. 2. 接地后備保護應(yīng)保證在接地電阻不大于下列數(shù)值時，能可靠的有選擇性切除故障：對 330kV線路為 150，500kV線路為 300 3. 為快速切除線路出口故障，在保護配置中宜有專門反應(yīng)近端故障的快速輔助保護 當(dāng) 330 500kV線路配置的主保護都具有完善的后備保護功能時，可不再另設(shè)后備保護，否則，對每一套主保護都應(yīng)配置具有完備的后備保護母線保護構(gòu)成原理及應(yīng)用 裝設(shè)母線保護原則 母線故障破壞系統(tǒng)穩(wěn)定 使電廠廠用母線電壓降低至 60以下 引起大范圍電壓低下及負荷切除 實際上， 220kV及以上母線一般均要求裝設(shè)，較低電壓母線按上述原則 對專用母線保護基本要求 保護區(qū)內(nèi)各種故障應(yīng)能可靠動作，正常運行及區(qū)外故障應(yīng)可靠不動 為防止保護誤動，應(yīng)設(shè)簡單可靠閉鎖（一個半斷路器接線除外） 互感器飽和不影響保護正確動作，能適應(yīng)母線互感器變比不同情況 母線的繼電保護方式和應(yīng)用 按動作原理 ： 中阻抗母差、高阻抗母差、電流差動、電流比相等 按構(gòu)成元件：機電式，微機式 斷路器失靈保護（ 1 裝設(shè)斷路器失靈保護原則 1. 線路或電力設(shè)備采用近后備方式； 2. 如斷路器與電流互感器之間發(fā)生故障不能由該回路主保護切除形成保護死區(qū)，而其他線路或變壓器后備保護切除又擴大停電范圍，并引起嚴重后果時 3. 對 220kV 500kV分相操作的斷路器，可僅考慮斷路器單相拒動的情況 斷路器失靈保護的起動 必須同時具備下列條件 1. 線路或電力設(shè)備能瞬時復(fù)歸出口繼電器動作后不返回 2. 斷路器未斷開的判別元件動作后不返回 斷路器失靈保護（ 2） 失靈保護動作時間應(yīng)按下述原則整定 1. 一個半斷路器接線的失靈保護應(yīng)瞬時再次動作于本斷路器跳閘 ，再經(jīng)一時限動作于斷開其他相鄰斷路器； 2. 單、雙母線的失靈保護，可以較短時限動作于斷開與拒動斷路器和相關(guān)的母聯(lián)及分段斷路器，再經(jīng)一時限動作于斷開與拒動斷路器連接在同一母線上的所有有源支路斷路器。 失靈保護裝設(shè)閉鎖元件的原則 1. 一個半斷路器接線的失靈保護不裝設(shè)閉鎖元件； 2. 有專用跳閘出口回路的單母線及雙母線斷路器失靈保護應(yīng)裝設(shè)閉鎖元件 ； 3. 與母差保護共用跳閘出口回路的失靈保護不裝設(shè)獨立的閉鎖元件，應(yīng)共用母差保護的閉鎖元件，閉鎖元件的靈敏度應(yīng)按失靈保護的要求整定 。 電網(wǎng)繼電保護整定計算 繼電保護整定的一般規(guī)定 3 110kV電力網(wǎng)線路保護的整定計算 220 500kV電網(wǎng)線路保護整定計算 繼電保護整定的一般規(guī)定 整定標(biāo)準(zhǔn) ： DL/T 584 3 110kV電網(wǎng)繼電保護裝置運行整定規(guī)程 及 DL/T 559 220 500kV電網(wǎng)繼電保護裝置運行整定規(guī)程 一般規(guī)定 ： 1 為保證選擇性，要求上下級保護之間在靈敏度和動作時間相互配合 2 時間級差，一般取 0.5s，采用高精度時間元件時可取 0.3s 3 短路電流計算取電動勢為標(biāo)么值 1,不考慮衰減變化 ,發(fā)電機電抗取 Ed” 4 合理確定運行方式和檢修方式 5 合理選定靈敏系數(shù)、可靠系數(shù)、分支系數(shù)和助增系數(shù)等 常見短路故障電流類型及特征 單相短路接地 I1=I2=I0 U1+U2+U0=0 兩相短路 I1 -I2 U1=U2 兩相 短路 接地 I1 -I2-I0 U1=U2=U0 一相斷開 I1 I2 I0 =0 U1d=U2d=U0d 線路電流保護整定計算 階段式相電流保護或零序電流保護 1 第一段 IDZ 1=KKID max 2 第二段 IDZ 2=KK KF IDZ 1 IDZ 2= ID2 /KLM 3 第三段 IDZ 3=KKIL max /Kf （相間） IDZ 3300A （接地） KK 可靠系數(shù)（相間） KF 分支系數(shù) KLM 靈敏系數(shù) 1.31.5 Kf 返回系數(shù) 距離保護整定 1 起動元件：保證保護區(qū)內(nèi)故障 能可靠起動 2 第一段： ZDZ 1 KKZL 3 第二段： ZDZ 2 KLMZL ZDZ 2 KK ZL K K KZ Z DZ 1 KK可靠系數(shù) 0.80.85 KLM 靈敏 系數(shù) 1.31.5 K K 可靠系數(shù) 0.8 KZ 助增系數(shù) 線路距離保護整定計算 3 110kV線路保護整定計算 整定保護類型 階段式電流保護：電流速斷，延時電流速斷，過電流 110kV線路階段式零序電流保護 相間距離保護 校驗保護區(qū)末端靈敏度 作為遠后備，校驗后備保護對相鄰保護區(qū)的靈敏度 220 500kV電網(wǎng)線路保護整定計算 保護按近后備配置，校驗保護區(qū)末端靈敏度 線路零序電流保護最靈敏、簡單、可靠的保護，但整定復(fù)雜（選擇性不好） 接地距離至少還應(yīng)有一套靈敏零序電流保護，以高阻接地故障靈敏度 相間距離保護應(yīng)有可靠振蕩閉鎖，保證不誤動 縱聯(lián)保護根據(jù)裝置的具體要求整定 主設(shè)備繼電保護的配置、整定計算及設(shè)備選擇 繼電保護 主設(shè)備繼電保護的配置要求 發(fā)電機保護 電力變壓器保護 發(fā)電機變壓器組保護 電力電容器保護 并聯(lián)電抗器保護 電動機保護 發(fā)電機保護配置（ 1） 對下列故障及異常運行方式，裝設(shè)相應(yīng)的保護裝置 1. 定子繞組相間短路 2. 3. 定子繞組匝間短路 4. 發(fā)電機外部相間短路 5. 6. 7. 轉(zhuǎn)子表層 (負序 )過負荷 發(fā)電機保護配置（ 2） 8.勵磁繞組過負荷 9. 10. 11. 12. 13.低頻 14. 15.發(fā)電機意外加電壓保護和斷路器閃絡(luò)保護 16.其他故障和異常運行 發(fā)電機應(yīng)根據(jù)容量大小， 例如 300MW及以上， 100MW200MW， 50MW及以下等，適當(dāng)選用以上所列保護 。 對 100MW及以上機組的保護相間及匝間短路的主保護應(yīng)雙重化 大型發(fā)電機組接地方式是消弧線圈接地（或不接地）還是高阻接地一直存在爭議，我國規(guī)程推薦前者 對 100MW及以上發(fā)電機變壓器組，應(yīng)裝設(shè) 100接地保護 對 100MW及以上 A10的機組，應(yīng)裝設(shè)定時限及反時限轉(zhuǎn)子表層過負荷負序電流保護 不允許失磁運行發(fā)電機裝失磁保護 300MW及以上發(fā)電機裝失步保護 200MW及以上汽輪發(fā)電機裝逆功率保護 發(fā)電機保護若干問題 發(fā)電機保護出口動作 發(fā)電機保護動作，不是簡單跳閘，而是應(yīng)根據(jù)故障和異常運行方式的性質(zhì)，分別動作于： 1. 停機：斷開發(fā)電機斷路器、滅磁，對汽輪發(fā)電機，還要關(guān)閉主汽2. 3. 4. 5. 縮小故障影響范圍：例如雙母線系統(tǒng)斷開母線聯(lián)絡(luò)斷路器等。 6. 程序跳閘：對于汽輪發(fā)電機首先關(guān)閉主汽門，待逆功率繼電器動作后，再跳開發(fā)電機斷路器并滅磁；對于水輪發(fā)電機，首先將導(dǎo)水翼關(guān)到空載位置，再跳開發(fā)電機斷路器并滅磁。 7. 信號：發(fā)出聲光信號。 電力變壓器保護配置（ 1） 油浸變壓器 0.8MVA（車間內(nèi) 0.4MVA）及以上裝瓦斯保護 對變壓器內(nèi)部、套管及引出線的短路故障， 10MVA以下裝電流速斷， 10MVA及以上裝縱差。 220kV及以上縱差雙重化 變壓器縱差應(yīng)能躲過勵磁涌流及外部短路不平衡電流，過勵磁不誤動，保護范圍應(yīng)包括套管及引出線 對外部短路引起的過電流，應(yīng)裝設(shè)過電流、復(fù)合電壓起動過電流或負序電流保護作為相間后備。多繞組后備保護按變壓器用途（升壓、降壓）及電源情況具體配置 對直接接地系統(tǒng)的外部故障，一般裝設(shè)兩段零序電流保護，必要時帶方向 電力變壓器保護配置（ 2） 在 110kV,220kV系統(tǒng)變壓器中性點可能接地或不接地運行時，對于 全絕緣變壓器 增設(shè)零序過電壓保護以便失去中性點時經(jīng) 0.3 0.5s跳開變壓器各側(cè)。對于 分級絕緣變壓器 應(yīng)在中性點裝設(shè)放電間隙，并設(shè)反應(yīng)間隙放電電流的零序電流保護及過電壓保護 0.4kVA及以上并列運行變壓器裝過負荷保護 330KV及以上變壓器裝設(shè)過勵磁保護 (反應(yīng) U/f) 反應(yīng)變壓器油溫過高及冷卻系統(tǒng)故障的保護 電力電容器保護配置 對電容器與斷路器之間的連接線短路，裝設(shè)電流速斷及過電流保護 對電容器內(nèi)部故障及其引出線短路，設(shè)熔斷器保護 電容器組中，某些電容器故障切除引起的剩余電容器過電壓，裝設(shè)中性點電流或電壓不平衡保護 裝設(shè)過負荷保護、過電壓保護及失電壓保護 串聯(lián)補償電容器組裝設(shè)不平衡電流保護及過負荷保護 電抗器（干式除外）裝設(shè)瓦斯保護 對電抗器內(nèi)部及引出線相間及接地短路， 63kV及以下裝速斷， 220 500kV裝縱差，過電流后備 220 500kV電抗器裝設(shè)匝間保護 裝設(shè)電源電壓升高引起過負荷的保護 油溫升高和冷卻系統(tǒng)故障保護 330 500kV電抗器無專用斷路器時，除跳開本側(cè)外，還應(yīng)啟動遠方跳閘跳開對側(cè)斷路器 并聯(lián)電抗器保護配置 電動機保護配置 對電動機定子及其引出線相間短路： 2MW以下裝速斷， 2MW及以上裝縱差 對定子接地電流大于 5A時裝接地保護，電流為 10A及以上保護跳閘 對容易發(fā)生過負荷及自起動困難的裝過負荷保護 當(dāng)電壓短時降低或中斷后，不允許或不需要自起動的，或為保證重要電動機自起動而需要斷開的次要電動機裝設(shè)定子繞組低電壓保護 對同步電動機的失步、失磁裝設(shè)相應(yīng)保護 主設(shè)備繼電保護整定計算內(nèi)容 發(fā)電機比率制動式縱差保護 變壓器縱差保護綜述 縱差保護整定計算內(nèi)容 縱差保護的整定計算 變壓器過電流保護 變壓器低電壓啟動的過電流保護 變壓器復(fù)合電壓啟動的過電流保護 發(fā)電機變壓器組保護的整定計算概述 主設(shè)備保護整定可歸納為 過電流保護 及 電流差動保護 兩類 過電流保護 ： 計算方法同線路保護 對發(fā)電機和變壓器，一般作相鄰元件（特別是相鄰母線）故障的后備，也可兼顧本元件主保護的后備 電流差動保護： 起動元件： 保證故障時起動的靈敏度 差動元件： 動作值 各電流相量之和 ， IDZ ? 制動量 各電流絕對值之和 ， IZHD ? 也可采用其他特殊量作為制動量或閉鎖量，例如采用二次諧波電流作為變壓器縱差的制動量，間斷角作為閉鎖量 主設(shè)備繼電保護整定計算方法 安全自動裝置 安全自動裝置的原理和配置 自動重合閘 （ ARC） 自動重合閘的作用與分類 按應(yīng)用領(lǐng)域：線路 ARC 、母線 ARC、變壓器 ARC 按構(gòu)成方式：三相 ARC、單相 ARC、綜合 ARC 自動重合閘裝置的基本要求 一般按控制開關(guān)與斷路器位置不對應(yīng)起動，綜合 ARC應(yīng)可由保護起動 用控制開關(guān)或遙控跳開斷路器， ARC不應(yīng)起動 任何情況下（包括本身元件損壞）， ARC動作次數(shù)應(yīng)符合規(guī)定 ARC動作后，應(yīng)能經(jīng)設(shè)定時間后自動復(fù)歸 自動重合閘 （ ARC） 自動重合閘裝置的動作時限要求 單側(cè)電源 ARC動作時間應(yīng)大于故障點滅弧時間及斷路器復(fù)歸時間 雙側(cè)電源 ARC動作時間除考慮上述要求外，還應(yīng)考慮兩側(cè)保護不同時切除故障及潛供電流對滅弧影響（單相 ARC） 電力系統(tǒng)穩(wěn)定要求 自動重合閘的配置方式與應(yīng)用 110kV及以下線路一般采用三相 ARC，雙側(cè)電源線路須設(shè)同步檢測裝置 220kV線路可采用單相 ARC，有條件時也可用三相 ARC（各單位運行經(jīng)驗不同） 330 500kV線路一般采用單相 ARC 同桿雙回線也可采用按相 ARC 母線及變壓器 ARC實際使用不多 電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制 按 DL 755 電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則 和 DLT 723 電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制技術(shù)導(dǎo)則 的要求，根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、運行特點及實際條件配置系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制措施 保證系統(tǒng)在大擾動下的三個安全等級，即三道防線： 在常見單一故障情況下，保持正常供電，不損失負荷，不破壞穩(wěn)定。 由合理電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，繼電保護，正常運行控制裝置保證。 在較嚴重故障情況下，保持系統(tǒng)穩(wěn)定，允許損失少量負荷。 由暫態(tài) 穩(wěn)定緊急控制裝置保證。 在簡單極端嚴重情況下，保持系統(tǒng)頻率、電壓不崩潰，不造成大面 積停電。 由失步解列，低頻、低壓緊急控制等保證。 電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制 系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制內(nèi)容 保持系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定控制 穩(wěn)定破壞后，為消除失步狀態(tài)的控制 防止系統(tǒng)頻率嚴重異常及頻率崩潰的控制 防止系統(tǒng)電壓嚴重異常及電壓崩潰的控制 限制設(shè)備嚴重過負荷的控制 設(shè)計安全穩(wěn)定控制裝置的要求 對電力系統(tǒng)進行必要的安全穩(wěn)定計算和分析 裝置應(yīng)有足夠的冗余或后備，必要時雙重化配置 加強各控制系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)配合，并互為補充和備用 宜采用就地判據(jù)的分散裝置，必要時，也可采用裝于多個廠站且站間有信息交換的區(qū)域性控制裝置，避免采用過分集中復(fù)雜的裝置。裝置宜用模塊式結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)不同功能需要和系統(tǒng)發(fā)展 電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定控制 發(fā)電端控制手段 切機 汽輪機快控汽門 發(fā)電機勵磁緊急控制 動態(tài)電阻制動（電氣制動） 負荷端的控制手段 集中或分散切負荷 網(wǎng)絡(luò)中的控制手段 串補電容緊急投入 并聯(lián)補償?shù)木o急控制 高壓直流輸電緊急控制 系統(tǒng)自動解列裝置 解列點選擇 解列后，兩側(cè)系統(tǒng)應(yīng)能各自保持同步運行 解列后，兩側(cè)系統(tǒng)的有功及無功功率可基本保持平衡 失步解列可由下列狀態(tài)量實現(xiàn) 兩側(cè)電壓相角差及其變化 監(jiān)視點電流、電壓及相角變化 監(jiān)視點測量阻抗及其變化 監(jiān)視點測量功率及其變化 振蕩中心電壓變化等 解列后應(yīng)采取措施平衡各自功率，恢復(fù)穩(wěn)定運行 頻率異常緊急控制 低頻分散切負荷 按頻率降低分級切負荷，起始頻率約 49Hz，分為若干級， 級差 0.2Hz 防止頻率過度下降 低頻帶延時分段切負荷，每段延時約 10 15s，動作頻率 49Hz 防止頻率長期滯留于過低水平 故障導(dǎo)致嚴重功率缺額時，低頻減負荷下的系統(tǒng)頻率動態(tài)特性應(yīng)與發(fā)電機低頻保護協(xié)調(diào)，避免連鎖反應(yīng) 低頻集中切負荷 為防止低頻分散切負荷容量不夠或速度不夠而設(shè) 一般由保護或斷路器跳閘連鎖起動 低頻解列 減輕弱互聯(lián)系統(tǒng)的影響，避免事故擴大 高頻切機 系統(tǒng)嚴重甩負荷頻率升高時切機，特別是以水電為主的系統(tǒng) 電壓異常緊急控制 防止系統(tǒng)電壓惡化緊急控制無功功率補償設(shè)備 快速起動無功功率儲備（ 發(fā)電機、調(diào)相機和 SVC等 ） 自動投切并聯(lián)無功補償設(shè)備（ 并聯(lián)電容器、并聯(lián)電抗器 ） 緊急控制 LTC（ 閉鎖，返回預(yù)定位置 ） 設(shè)置低壓切負荷裝置 根據(jù)系統(tǒng)情況，按電壓及動作時間分為若干段 防止系統(tǒng)過電壓 在 330kV及以上線路裝設(shè)過電壓保護 對于具有大量電纜線路的配電變電站，突然甩負荷可能電壓升高至不允許值，也應(yīng)設(shè)過電壓保護 過電壓保護一般設(shè)兩段，第一段投電抗器，第二段跳閘 備用電源（設(shè)備）自動投入 自動投入的配置應(yīng)用于以下情況： 發(fā)電廠廠用電和變電所所用電 由雙電源供電，一個電源斷開備用的變電所 降壓變內(nèi)有備用變壓器或有備用母線段 有備用機組的某些重要輔機 對自動投入的要求 應(yīng)保證在工作電源或設(shè)備斷開后，才投入備用 工作電源的電壓，不論何種原因消失，自動投入均應(yīng)動作 自動投入裝置應(yīng)保證只動作一次 其他要求 發(fā)電機自動勵磁調(diào)節(jié)裝置 正常運行功能 維持發(fā)電機端電壓于規(guī)定水平 在并列運行發(fā)電機之間，按給定要求分配無功負荷 事故時強行勵磁維持系統(tǒng)電壓及穩(wěn)定 頂值電壓倍數(shù)： 100MW及以上汽輪發(fā)電機不低于 1.8倍， 50MW及以上發(fā)電機不低于 2倍，其他不低于 1.6倍 標(biāo)稱響應(yīng)： 50MW及以上水發(fā)和 100MW及以上汽發(fā)不低于 2pu/s 允許強勵時間不小于 10s 自動勵磁調(diào)節(jié)裝置附加功能 PSS提高系統(tǒng)阻尼系數(shù)，防止低頻振蕩 低勵、過勵、 V/Hz限制等 自動滅磁 發(fā)電機故障跳閘時應(yīng)自動滅磁 可采用對電阻放電或?qū)ο欧烹?同步裝置 發(fā)電廠、變電所需同步操作的斷路器是：發(fā)電機，發(fā)變組高壓側(cè)，三繞組變電源側(cè)，母線聯(lián)絡(luò)、分段，一個半斷路器接線，系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線等 正常情況下發(fā)電機采用準(zhǔn)同步方式，故障情況下，水輪發(fā)電機可采用自同步方式， 100MW以下汽輪發(fā)電機也可采用自同步方式 采用自同步的發(fā)電機定子絕緣及端部固定應(yīng)良好，并列時定子超瞬變電流不超過允許值 6MW及以下發(fā)電廠可裝設(shè)帶相位閉鎖 手動 準(zhǔn)同步裝置，100MW以上發(fā)電廠應(yīng)裝設(shè) 自動 準(zhǔn)同步裝置。 水電廠宜設(shè) 自動 自同步裝置， 100MW以下火電廠可設(shè)手動或半自動 自同步裝置 電力系統(tǒng)故障動態(tài)記錄 故障錄波器主要任務(wù) 記錄系統(tǒng)大擾動時電氣參量的變化過程 記錄繼電保護和安全自動裝置的動作情況 專用故障錄波器安裝范圍 220kV及以上變電所和 110kV重要變電所 單機容量 200MW及以上發(fā)電機或發(fā)變組 故障動態(tài)記錄的基本要求 發(fā)生大擾動時能自動對全過程按要求記錄，擾動停止后自動停止 存儲容量足夠大，能記錄擾動全過程數(shù)據(jù)，并輸出歷次系統(tǒng)數(shù)據(jù) 分時段記錄頻率，按分析數(shù)據(jù)的要求確定 各安裝點記錄和輸出的數(shù)據(jù)應(yīng)在時間上同步，以便集中處理 記錄數(shù)據(jù)應(yīng)能通過調(diào)制解調(diào)器或數(shù)據(jù)網(wǎng)送至調(diào)度，數(shù)據(jù)輸出格式應(yīng)符合 IEC 60255 24標(biāo)準(zhǔn) 電力系統(tǒng)調(diào)度自動化 能量管理系統(tǒng)（ EMS） 配電管理系統(tǒng)（ DMS） 遠動終端（ RTU） 電能量計費系統(tǒng)（ AMRA） 電力市場技術(shù)支持系統(tǒng) 能量管理系統(tǒng)（ EMS） 數(shù)據(jù)采集與安全監(jiān)控 (SCADA) 自動發(fā)電控制和經(jīng)濟調(diào)度控制 (AGC/EDC) 電力系統(tǒng)高級應(yīng)用功能 (PAS) 調(diào)度員培訓(xùn)仿真 (DTS) 數(shù)據(jù)采集與安全監(jiān)控 (SCADA） EMS的基礎(chǔ)功能： 實時數(shù)據(jù)采集、處理、運算和存儲 遙控、遙調(diào)、遠程維護及診斷 圖形系統(tǒng)、人機界面及接入模擬屏 報警與告警抑制 制表、打印 數(shù)據(jù)庫管理、事故追憶 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)通信及通道監(jiān)視 自動發(fā)電控制和經(jīng)濟 調(diào)度控制 (AGC/EDC) 系統(tǒng)對頻率要求：跨省電網(wǎng)偏差要求小于 0.1Hz 負荷變動按周期長短分為三類： 發(fā)電機調(diào)速器調(diào)頻（一次調(diào)整） 有差調(diào)節(jié)，負荷變動幅值大，偏差也大 負荷變動頻率調(diào)整（二次調(diào)整） 比例、積分、微分調(diào)節(jié)，可以消除頻率偏差 離線或在線經(jīng)濟調(diào)度（三次調(diào)整） 水電廠調(diào)節(jié)范圍大、速度快，優(yōu)先用于調(diào)頻 火電廠調(diào)節(jié)容量和速度是需重點解決的問題 聯(lián)絡(luò)線負荷頻率控制 定頻率、定交換功率、頻率及聯(lián)絡(luò)線偏差 區(qū)域控制偏差 ACE K f+Pi 電力系統(tǒng)高級應(yīng)用功能 (PAS) 網(wǎng)絡(luò)建模與網(wǎng)絡(luò)拓撲 實時狀態(tài)估計 在線潮流 靜態(tài)及動態(tài)安全分析 短路電流計算 負荷預(yù)測 實時電壓控制，電壓無功優(yōu)化 其他 調(diào)度員培訓(xùn)仿真 (DTS ) 電網(wǎng)事故仿真 培訓(xùn)值班調(diào)度員 培訓(xùn)辦公管理人員 配電管理系統(tǒng)（ DMS） DMS的 SCADA系統(tǒng) 通過遠方終端 RTU監(jiān)控變電所斷路器及重合狀態(tài) 通過 FTU、 DTU、 TTU監(jiān)控饋線、配電所、變壓器的斷路器及重合狀態(tài) 負荷管理（ LM） 實現(xiàn)對配網(wǎng)負荷的監(jiān)控、預(yù)測和分配功能 高級應(yīng)用功能（ PAS） 基本功能：網(wǎng)絡(luò)拓撲 ,狀態(tài)估計 ,潮流 ,短路電流 ,電壓控制 ,負荷預(yù)測 派生功能：變電所負荷分配，饋線負荷分配；按相平衡負荷等 圖形資料地理信息系統(tǒng)（ AM/FM/GIS） 自動生成拓撲網(wǎng)絡(luò)并著色區(qū)分帶電、接地，自動動態(tài)連接和更新著色，小區(qū)分割處理，跳閘事件報告等 饋線自動化 饋線、配電所自動數(shù)據(jù)采