1、電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制介紹電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制介紹20082008年年0303月月目錄目錄1、電網的可靠性、安全性、穩(wěn)定性及三道防線概念、電網的可靠性、安全性、穩(wěn)定性及三道防線概念 2、電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制分類、電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制分類 3、暫態(tài)穩(wěn)定控制、暫態(tài)穩(wěn)定控制 4、頻率、電壓緊急控制、頻率、電壓緊急控制 5、系統(tǒng)失步控制、系統(tǒng)失步控制 6、設備過負荷控制、設備過負荷控制1、電網的可靠性、安全性、穩(wěn)定性及三道防、電網的可靠性、安全性、穩(wěn)定性及三道防線概念線概念1.1 可靠性、安全性、穩(wěn)定性 可靠性：是在所有可能的運行方式、故障下，供給所有用電點符合質量標準和所需數(shù)量電力的能力?？煽啃允峭ㄟ^設備投入、合理結

2、構及全面質量管理保證的。 安全性：是指電力系統(tǒng)在運行中承受故障擾動的能力。首先電力系統(tǒng)能承受住故障擾動引起的暫態(tài)過程并過渡到一個可接受的運行工況，不發(fā)生穩(wěn)定破壞、系統(tǒng)崩潰或連鎖反應；其次在新的運行工況下，各種運行條件得到滿足，設備不過負荷，母線電壓、系統(tǒng)頻率在允許范圍內。 穩(wěn)定性：是電力系統(tǒng)受到事故擾動（例如功率或阻抗變化）后保持穩(wěn)定運行的能力，包括功角穩(wěn)定性、電壓穩(wěn)定性、頻率穩(wěn)定性。 1.2 電力系統(tǒng)承受大擾動能力的標準 電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導則規(guī)定我國電力系統(tǒng)承受大擾動能力的標準分為三級： 第一級標準：保持穩(wěn)定運行和電網的正常供電（出現(xiàn)概率較高的單一故障）； 第二級標準：保持穩(wěn)定運行，但允許損

3、失部分負荷（出現(xiàn)概率較低的單一嚴重故障）; 第三級標準：當系統(tǒng)不能保持穩(wěn)定運行時，必須防止系統(tǒng)崩潰，并盡量減少負荷損失（出現(xiàn)概率很低的多重性嚴重事故）。為滿足三級標準的要求，首先應規(guī)劃、建設一個結構合理的電網，好的網架是電力系統(tǒng)運行的基礎，同時在我國多年來已經形成了“三道防線”的概念，電網的建設應按三道防線進行規(guī)劃和配置，電網運行應按三道防線調度管理。 1.3 什么是三道防線 為了分析的方便，我們把電力系統(tǒng)運行狀態(tài)分為：正常狀態(tài)，警戒狀態(tài)，緊急狀態(tài)，失步狀態(tài)，恢復狀態(tài)。見圖1。圖1 電力系統(tǒng)狀態(tài)轉換及三道防線 正常（安全）警戒緊急恢復失步崩潰合理的電網結構及相應電力設施電網快速保護及預防控制裝

4、置電網快速保護及預防控制裝置（第一道防線）（第一道防線）穩(wěn)定控制裝置穩(wěn)定控制裝置/系統(tǒng)系統(tǒng)（第二道防線）（第二道防線）電網失步解列、電壓及頻率電網失步解列、電壓及頻率緊急控制（第三道防線）緊急控制（第三道防線）系統(tǒng)完整性破壞保持系統(tǒng)完整性保持系統(tǒng)完整性對應相應的狀態(tài)，我們設置三道防線 。第一道防線：快速可靠的繼電保護、有效的預防性控制措施，確保電網在發(fā)生常見的單一故障時保持電網穩(wěn)定運行和電網的正常供電；第二道防線：采用穩(wěn)定控制裝置及切機、切負荷等緊急控制措施，確保電網在發(fā)生概率較低的嚴重故障時能繼續(xù)保持穩(wěn)定運行；第三道防線：設置失步解列、頻率及電壓緊急控制裝置，當電網遇到概率很低的多重嚴重事故

5、而穩(wěn)定破壞時，依靠這些裝置防止事故擴大、防止大面積停電。 2、電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制分類、電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制分類為保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，首先應建立合理的電網結構、配備性能完善的繼電保護系統(tǒng) ，如果僅靠自身結構和保護裝置不能保持電網安全性，則應根據(jù)電網具體情況設置安全穩(wěn)定控制裝置和相應的措施，組成一個完備的電網安全防御體系 ，以抵御各種擾動事故，確保電網的安全穩(wěn)定運行。2.1 按電網運行狀態(tài)，穩(wěn)定控制分為：預防性控制、緊急控制、失步控制、解列后控制及恢復性控制。 （1）正常狀態(tài)下的安全穩(wěn)定控制預防性控制 系統(tǒng)預防性控制包括發(fā)電機功率控制、發(fā)電機勵磁控制 、并聯(lián)和串聯(lián)電容補償控制、高壓直流輸電功率調

6、制、限制負荷等?？赏ㄟ^聯(lián)絡線功率監(jiān)視、功角監(jiān)視，由調度員或自動裝置實施控制。 （2）緊急狀態(tài)下的安全穩(wěn)定控制 為保證電力系統(tǒng)承受第II類大擾動時的安全穩(wěn)定要求，應采取緊急控制措施，防止系統(tǒng)穩(wěn)定破壞和參數(shù)嚴重越限，實現(xiàn)電網的第二道防線。常用的緊急控制措施有切除發(fā)電機（簡稱切機）、集中切負荷（簡稱切負荷）、互聯(lián)系統(tǒng)解列（聯(lián)絡線）、 HVDC功率緊急調制、串聯(lián)補償?shù)?。解決功角穩(wěn)定控制的裝置其動作速度要求很快（50ms內），解決設備熱穩(wěn)定的過負荷控制裝置的動作速度要求較慢（數(shù)秒數(shù)十秒）。（3）失步狀態(tài)下的安全穩(wěn)定控制 為保證電力系統(tǒng)承受第III類大擾動時的安全要求，應配備防止事故擴大避免系統(tǒng)崩潰的緊急

7、控制，如系統(tǒng)失步解列(或有條件時實現(xiàn)再同步）、頻率和電壓緊急控制等，同時應避免線路和機組保護在系統(tǒng)振蕩時誤動作，防止線路及機組的連鎖跳閘，以實現(xiàn)保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的第三道防線。失步解列裝置按設定的振蕩周期次數(shù)動作，500kV失步解列裝置一般12個振蕩周期動作；解決電壓穩(wěn)定與頻率穩(wěn)定的緊急控制裝置的動作時間為0.10.5s（一般整定延時為0.2s） 。（4）系統(tǒng)停電后的恢復控制 電力系統(tǒng)由于嚴重擾動引起部分停電或事故擴大引起大范圍停電時，為使系統(tǒng)恢復正常運行和供電，各區(qū)域系統(tǒng)應配備必要的全停后的黑啟動 (black start)措施，并采取必要的恢復控制（包括自動控制和人工控制 ）。自動恢復控

8、制包括電源自動快速啟動和并列，輸電線路自動重新帶電，系統(tǒng)被解列部分自動恢復并列運行，以及用戶恢復供電等。2.2 按控制范圍，穩(wěn)定控制分為：局部穩(wěn)定控制、區(qū)域電網穩(wěn)定控制、大區(qū)互聯(lián)電網穩(wěn)定控制。 （1）局部穩(wěn)定控制指：單獨安裝在各個廠站，相互之間不交換信息、沒有通信聯(lián)系，解決的是本廠站母線、主變或出線故障時出現(xiàn)的穩(wěn)定問題。低頻減載與低壓減載裝置雖然在全網統(tǒng)一配置，按頻率、電壓值及時間協(xié)調動作，但一般相互之間無直接聯(lián)系，因此仍屬于局部穩(wěn)定控制。（2）區(qū)域電網穩(wěn)定控制指：為解決一個區(qū)域電網內的穩(wěn)定問題而安裝在多個廠站的穩(wěn)定控制裝置，經通道和通信接口設備聯(lián)系在一起，組成穩(wěn)定控制系統(tǒng)，站間相互交換運行信

9、息、傳送控制命令，可在較大范圍內實施穩(wěn)定控制。區(qū)域穩(wěn)定控制系統(tǒng)一般設有一個主站、多個子站和執(zhí)行站，主站一般設在樞紐變電所或處于樞紐位置的發(fā)電廠。主站負責匯總各站的運行工況信息，識別區(qū)域電網的運行方式，并將有關運行方式信息傳送到各個子站。 （3）大區(qū)互聯(lián)電網穩(wěn)定控制指：按分層分區(qū)原則，互聯(lián)電網穩(wěn)定控制主要負責與聯(lián)絡線有關的緊急控制，必要時需交換相關區(qū)域電網內的某些重要信息。（4）區(qū)域穩(wěn)定控制的決策方式分散決策方式：各站都存放有自己的控制策略表，當本站出線及站內設備發(fā)生故障時，根據(jù)故障類型、事故前的運行方式，做出決策，在本站執(zhí)行就地控制（包括遠切本站所屬的終端站的機組或負荷)，也可將控制命令上送給

10、主站，在主站或其它子站執(zhí)行。由于控制決策是各站分別做出的，故稱這種方式為分散決策方式。這種方式簡單可靠、動作快，應用普遍。集中決策方式：控制策略表只存放在主站裝置內，各子站的故障信息要上送到主站，由主站集中決策，控制命令在主站及有關子站執(zhí)行，集中決策方式下的控制系統(tǒng)只有一個“大腦”進行判斷決策，因此對通信速度和可靠性比分散決策方式要求更高，技術的難度相對也較大。2.3 按穩(wěn)定類型，穩(wěn)定控制分為：暫態(tài)穩(wěn)定控制、頻率緊急控制、電壓緊急控制、失步控制（解列）、設備過負荷控制。后面按類型并結合我公司裝置分別介紹2.4 電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制過程：見圖2圖2 電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制過程。電 網 正 常 運 行 狀

11、態(tài)（ 預 防 性 控 制 ）發(fā) 生 故 障主 保 護 動 作后 備 保 護 （ 或 失 靈 保 護 ） 動 作故 障 未 被 切 除繼 電 保 護 系 統(tǒng)系 統(tǒng) 能 維 持 暫 態(tài) 穩(wěn) 定 ？確 定 控 制 策 略執(zhí) 行 切 機 、切 負 荷 等 措 施失 步 與 過 載 判 斷 ？切 機 或切 負 荷 控 制系 統(tǒng) 解 列 控 制頻 率 越 限 ？過 頻 切 機 控 制低 頻 減 負 荷 控 制低 壓 越 限 ？低 壓 減 負 荷 控 制電 力 系 統(tǒng) 穩(wěn) 定 運 行NYNNN過 載失 步低 壓低 頻過 頻系 統(tǒng) 繼 續(xù) 連 接系 統(tǒng) 解 列暫 態(tài) 穩(wěn) 定 控 制頻 率 穩(wěn) 定 控 制電 壓

12、 穩(wěn) 定 控 制失 步 與 過 載 控 制3、暫態(tài)穩(wěn)定控制、暫態(tài)穩(wěn)定控制3.1 暫態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)遭受大擾動（短路、電源或負荷突然跳閘等）時系統(tǒng)保持同步運行的能力。暫態(tài)穩(wěn)定的判據(jù)主要是系統(tǒng)內發(fā)電機轉子角之差（即功角）超過規(guī)定的值（例如180度），所以又稱功角穩(wěn)定。暫態(tài)穩(wěn)定破壞后系統(tǒng)將失去同步。 3.2 暫態(tài)穩(wěn)定控制措施：目前采用的主要有切機、切負荷、解列聯(lián)絡線。3.3 暫態(tài)穩(wěn)定控制策略判據(jù)：根據(jù)事故前電網運行方式及有關送電斷面的功率、發(fā)生的故障的元件及故障類型，查找通過分析計算確定的控制策略表，按圖索驥采取相應的措施。 3.4 暫態(tài)穩(wěn)定控制過程：如圖3所示。 確 定 當 前 運 行 方 式

13、Y i 有 突 變 量 啟 動 ？ 確 定 故 障 前 運 行 狀 態(tài) X j X V 判 定 故 障 類 型 及 設 備 V k 從 控 制 策 略 表 查 出 策 略 Ujk 執(zhí) 行 Ujk 的 措 施 Ujk 措 施 執(zhí) 行 了 嗎 ？ 有 新 的 故 障 嗎 ？ 本 次 控 制 結 束 查 表 采 取 新 措 施 改 用 替 代 措 施 N Y Y N 正 常 運 行 N Y i 查 出 對 應 Y i 的 策 略 表 Y X j V k Ujk 3.5 控制策略表的形成分為離線和在線兩種：離線制訂策略表是對各種預定運行方式、預想事故進行分析計算，形成控制策略表；該方式簡單可靠，但計算

14、、維護工作量大，對電網發(fā)展變化的適應性較差。在線制訂策略表是對當前運行方式、預想事故進行分析計算，形成控制策略表；在線決策是發(fā)展方向，但需要快速收集電網當前的運行狀態(tài)和數(shù)據(jù)信息，需要快速計算分析算法等專用軟件和運算速度高的服務器平臺，目前應用很少。 離線決策系統(tǒng)對各種預定運行方式、預想故障進行分析計算，形成控制策略表(運行方式人員)控制主站或子站穩(wěn)定控制主站或子站控制策略穩(wěn)控執(zhí)行站電 力 系 統(tǒng)圖4 離線決策系統(tǒng)故障檢測判斷確定控制策略措施執(zhí)行切機切負荷 圖5 在線決策系統(tǒng)在線決策系統(tǒng)對當前方式、預想故障進行計算，形成控制策略表控制主站或子站穩(wěn)定控制主站或子站控制策略故障檢測判斷確定控制策略措

15、施執(zhí)行電 力 系 統(tǒng)EMS穩(wěn)控系統(tǒng)穩(wěn)控執(zhí)行站切機切負荷3.6 RCS-992A型分布式安全穩(wěn)定控制裝置 本裝置主要用于區(qū)域電網及大區(qū)互聯(lián)電網的安全穩(wěn)定控制，尤其適合廣域的多個廠站的暫態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)，也可用于單個廠站的安全穩(wěn)定控制。 裝置采用主從式模塊化結構，由主機（RCS-992A）和從機（RCS-990A）共同構成，主從機通過光纖交換數(shù)據(jù)，從機可分散布置于不同的保護小室。 RCS-992A主機主要功能主機主要功能 RCS-990A從機的主要功能從機的主要功能 與從機通信，獲取本站狀態(tài)量 電流、電壓模擬量采樣計算 站間通信，獲取系統(tǒng)狀態(tài)量 開入量采集控制策略表處理線路等的運行狀態(tài)判別 命令輸出

16、至從機跳閘線路等的故障類型判別 命令輸出至其他站跳閘出口執(zhí)行主機的控制出口命令 識別電網運行方式事件記錄與故障錄波后臺、遠方通信 裝置結構示意圖裝置結構及單站系統(tǒng)實例介紹 主機正面面板布置圖 主機背面面板布置圖 從機正面面板布置圖 從機背面面板布置圖 單站系統(tǒng)實例介紹GX0700074 廣西合山500kV溯河變穩(wěn)控 裝置配置和功能要求 本工程在500kV溯河變電站配置安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)，裝置按雙重化配置，每套裝置組1面柜。溯河變安穩(wěn)裝置的功能是：當500kV溯來I、II線同時跳閘斷開，同時檢測到溯河變主變高壓側功率滿足定值，裝置斷開500kV合山新廠線（選擇潮流較大線路）；經較長延時后，如檢測到

17、溯河變主變高壓側功率仍滿足定值，裝置端開另1回500kV合山新廠線。根據(jù)功能要求，確定裝置配置：交流量輸入500kV溯來I、II線三相電流、三相電壓；溯河主變高壓側三相電流、三相電壓；500kV合溯I、II線三相電流、三相電壓；開關量輸入 500kV溯來I、II線開關位置500kV溯來I、II線線路保護跳閘接點輸出量500kV合溯I、II線跳閘接點（各4個）因此裝置配置1臺從機即可滿足要求兩套系統(tǒng)間配合兩套系統(tǒng)按主輔方式運行；主運狀態(tài)裝置先動作,輔運狀態(tài)裝置延時動作；收到另一套系統(tǒng)的動作信號后，本裝置閉鎖出口，不動作；收到另一套系統(tǒng)的裝置閉鎖信號后，本裝置如果為輔運狀態(tài)，則自動轉為主運狀態(tài)；這

18、樣可以避免出現(xiàn)兩套系統(tǒng)出口不一致的情況。在負責切機或切負荷的執(zhí)行站端采用主輔運行方式。 多套RCS-992A型安全穩(wěn)定控制裝置，經通道配合構成一個電網安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)，系統(tǒng)可以是主從式單層結構，該結構中有一個站為主站，其余的為子站；系統(tǒng)也可以是主從式多層結構；系統(tǒng)也可以為復合結構，有二個甚至多個主站。 主主站站子子站站1 1子子站站2 2子子站站n n電網安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)主從式單層結構圖 電網安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)主從式多層結構圖 主主站站1 1子子站站1 1子子站站1 1子子站站n n執(zhí)執(zhí)行行站站1 1執(zhí)執(zhí)行行站站n n執(zhí)執(zhí)行行站站1 1執(zhí)執(zhí)行行站站n n主主站站2 2電網安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)復合式多

19、主機結構圖 主站、子站和執(zhí)行站裝置的硬件結構基本一致，只是當穩(wěn)控系統(tǒng)較大時，主站需擴展通信接口（用于與子站和執(zhí)行站相連），而子站用于與主站和執(zhí)行站的通信接口較少，而執(zhí)行站可能只需要一個通信接口用于與主站或子站通信。每個站均由一套主機和數(shù)套從機構成，需要時還有信號復接設備。 通信接口通信接口 各穩(wěn)控站之間的通信可通過異步串口、載波、專用光纖、PCM復接等接口完成，不同接口方式的選用只需更換接口插件。 主機除了自己可選配通信接口插件外，還可以配套通信擴展裝置MUX-22，該裝置通過2M光纖與主機通信，可將主機內1路通信通道內2Mbps的數(shù)據(jù)流擴展為22路各種不同通信協(xié)議和介質的數(shù)據(jù)通道。 區(qū)域穩(wěn)控

20、系統(tǒng)實例介紹云南電網2006年穩(wěn)控系統(tǒng) 本系統(tǒng)采用區(qū)域型集中決策方式，將500kV寶峰變設為主站，將500kV墨江變、500kV紅河變、500kV曲靖變設置為子站，其余廠站為執(zhí)行站（500kV草鋪變、500kV七甸變、500kV廠口變、漫灣電廠、大朝山電廠、曲靖電廠、宣威電廠、小龍?zhí)度陔姀S、巡檢司電廠、大唐紅河電廠、戈蘭灘電廠 ）。寶峰主站還與南網500kV羅平變裝置接口，接收并轉發(fā)來自羅平變的切機命令。 下面詳細介紹一下500kV寶峰變主站。 主要功能：1）接收漫灣電站、大朝山電站水電站發(fā)來的電站開機方式和出力信息；接收紅河變發(fā)來的小龍?zhí)峨姀S三期、巡檢司電廠、開遠電廠發(fā)來的電廠開機方式和出

21、力信息；接收曲靖變發(fā)來的曲靖電廠二期、宣威電廠七期發(fā)來的電廠開機方式和出力信息；接收墨江變發(fā)來的李仙江流域水電站的開機出力，匯總出云南電網可供切機的容量，并將此信息傳送至羅平變；2）接收各500kV子站、執(zhí)行站發(fā)來的各站運行工況和故障信息，根據(jù)控制策略表，優(yōu)化切機組合，執(zhí)行切機操作；3）判斷本站500kV出線故障（單瞬、單永、兩相短路、三相短路、無故障跳閘等）、主變故障等，根據(jù)策略表安排，根據(jù)電網運行方式，向相關的廠站發(fā)出切機命令；4）當接收到來自羅平變的南方電網切機命令時，優(yōu)化切機組合，執(zhí)行切機操作；5）當寶峰變至漫灣電站的光纖通道斷開時，自動地將切漫灣電站機組的命令通過草鋪變轉發(fā)；6）當寶

22、峰變至大朝山電站的光纖通道斷開時，自動地將切大朝山電站機組的命令通過載波通道傳輸；7）進行裝置動作的事件記錄、事故過程的數(shù)據(jù)記錄并將記錄結果打印，將記錄結果遠傳至云南電網調度中心，還可將裝置告警記錄、啟動記錄、線路檢修等開關量變位記錄、故障波形、定值、通信報文、當前運行工況等遠傳至云南電網調度中心，實現(xiàn)在調度中心遠方監(jiān)視及遠方修改控制策略表的功能。 裝置配置：1）輸入輸出量要求： 模擬量輸入：9個單元（7線路、2主變）的電流電壓量； 開入量輸入：7回出線共計21個分相跳閘開關量； 7回出線的7個合位信號開關量； 人為設置的其他開關量輸入信號； 開關量輸出： a）遠方控制命令輸出：向紅河變發(fā)出切

23、機命令，向墨江變發(fā)出切機命令，向曲靖變發(fā)出切機命令。控制命令及運行狀態(tài)等信息均通過光纖數(shù)據(jù)口輸出，均具有獨立的輸出口。 b）當寶峰大朝山光纖通道因故異?；驍嚅_時，通過載波通道向大朝山發(fā)載波切1、2、3臺機組命令，此時寶峰裝置對500KV大寶雙回線的潮流間接計算后得出大朝山水電開機信息。當寶峰漫灣光纖通道因故異常或斷開時，通過光纖通道向草鋪裝置發(fā)切漫灣機組命令，草鋪通過載波通道向漫灣發(fā)載波切1、2、3臺機組命令。有關漫灣電廠開機信息由草鋪裝置將500KV漫昆雙回線的潮流發(fā)給寶峰變裝置，寶峰變裝置間接計算后得出。 c）信號輸出：裝置動作信號，裝置故障信號，通道故障信號等，并且信號能夠遠方復歸。 2

24、）通道數(shù)量及類型 ： 寶峰羅平 2Mbps 寶峰紅河 2Mbps 寶峰墨江 2Mbps 寶峰曲靖 2Mbps 寶峰漫灣 2Mbps 寶峰大潮山 2Mbps 寶峰廠口 2Mbps 寶峰七甸 2Mbps 寶峰草鋪 2Mbps 寶峰大潮山 載波通道 寶峰中調 2Mbps 3）組屏配置 ： 本站配置兩套RCS-992A型穩(wěn)控裝置，采用雙重化配置，共配置2面穩(wěn)定控制柜和1面光電轉換及通信接口柜。兩套裝置同時運行，其中一套裝置進行調試、修改定值或其它原因退出運行不影響另一裝置的正常運行。 為了滿足技術要求提出的檢測量，每套設有1臺RCS-992A主機、2臺RCS-990A從機；為了滿足通信接口的要求，每套

25、配置1臺MUX-22，提供9個2Mbps通信接口，并能夠與至大朝山的載波通道配合，作為2M接口的備用接口 。 配置2臺RCS-9882（光電轉換裝置）和1臺BN201K以太網轉換器，提供1個2M接口，兩套穩(wěn)控裝置經其轉換后與云南中調穩(wěn)控管理主站通信，交換數(shù)據(jù)。通信接口采用CCITTG703同向數(shù)字接口，傳輸速率2Mbit/s。為滿足通道數(shù)據(jù)記錄的要求，配置2臺TY3012N通道錄波裝置，提供18個通道接口，實時監(jiān)測通道傳輸?shù)臓顩r，并能根據(jù)整定設置記錄穩(wěn)控系統(tǒng)動作時通道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，便于事故分析。并且可以通過2M接口與調度端的通道錄波監(jiān)控分析系統(tǒng)通信，實時上送錄波信息。 4、頻率、電壓緊急控制、頻

26、率、電壓緊急控制 4.1頻率緊急控制4.1.1電力系統(tǒng)發(fā)生突然的有功功率變化時，系統(tǒng)的頻率將要發(fā)生變化，當功率缺額時頻率下降，功率過剩時頻率上升。當功率變化較大時若不及時采取措施，頻率將超越正常范圍，甚至引起系統(tǒng)頻率崩潰。4.1.2頻率緊急控制的措施：頻率下降時，基本措施是自動低頻減負荷（低頻減載）；頻率上升時，基本措施是過頻自動切機（高周切機）；聯(lián)絡線低頻解列。 4.1.3頻率緊急控制的判據(jù)：按頻率值、頻率變化率及動作延時綜合進行判斷，但必須防止暫態(tài)過程中頻率測量的不正確及系統(tǒng)內負荷反饋等問題引起的裝置誤動作。 4.1.4當系統(tǒng)功率缺額過大（例如缺額達20）時，應裝設聯(lián)絡線跳閘或大機組跳閘時

27、聯(lián)切負荷（或聯(lián)切蓄能電廠的抽水機組），可有效制止頻率的大幅度降低。 當系統(tǒng)功率突然過剩太大（例如過剩達20）時，應裝設聯(lián)絡線跳閘聯(lián)切發(fā)電機組的措施，可有效制止頻率的大幅度上升。4.2電壓緊急控制4.2.1為防止電力系統(tǒng)出現(xiàn)擾動后，無功功率欠缺或不平衡，某些節(jié)點的電壓降到不允許的數(shù)值，甚至可能出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定，應設置自動限制電壓降低的緊急控制措施。4.2.2為防止電力系統(tǒng)出現(xiàn)擾動后，某些節(jié)點無功功率過剩而引起工頻電壓升高的數(shù)值及持續(xù)時間超過允許值，應設置自動防止電壓升高的緊急控制措施。 4.2.3電壓穩(wěn)定的控制措施主要有發(fā)電機的勵磁控制、低電壓切負荷、靜止補償器等，低電壓切負荷是電壓緊急控制最主要

28、最基本的有效措施。4.3 RCS-994系列頻率電壓緊急控制裝置4.3.1 RCS-994A 本裝置測量同一系統(tǒng)兩段母線電壓，低頻減載和低壓減載分別設置了4個基本輪和2個特殊輪，裝置的14組跳閘出口可通過組態(tài)靈活的設定到各個輪次。 在電力系統(tǒng)由于有功缺額引起頻率下降時，裝置自動根據(jù)頻率降低值切除部分負荷，使系統(tǒng)的電源與負荷重新平衡。 在電力系統(tǒng)有功缺額較大時，裝置具有根據(jù)Df/Dt加速切負荷的功能，在切第一輪時加速切第二輪或二、三兩輪，盡早制止頻率的下降。 在電力系統(tǒng)由于無功不足引起電壓下降時，裝置自動根據(jù)電壓降低值切除部分負荷，確保系統(tǒng)內無功的平衡，使電網的電壓恢復正常。裝置根據(jù)電壓切負荷的

29、輪次與根據(jù)頻率切負荷的輪次相同。 當電力系統(tǒng)電壓下降太快，可根據(jù)Du/Dt加速切負荷，盡早防止電壓下降，并使電壓恢復到允許的運行范圍內。 由于無功不足引起的三相電壓下降基本是對稱的，而且不會出現(xiàn)大的突變，所以本裝置的低壓元件是基于正序電壓進行判別的，若負序電壓大于0.15Un或正序電壓有突變均會閉鎖低壓減載，所以本裝置不可用于故障解列。 本裝置具有獨特的短路故障判斷自適應功能，低壓減載的整定時間不需要與保護動作時間相配合，保證系統(tǒng)低壓時快速動作，短路故障時可靠不動作。 本裝置設有根據(jù)Df/Dt、 Du/Dt閉鎖功能，以防止由于短路故障、負荷反饋、頻率或電壓的異常情況引起的誤動作，具有TV斷線閉

30、鎖功能。低頻減載、低壓減載動作過程如下圖： RCS-994A低頻減載動作過程防止低頻過切負荷的措施 在低頻減載實際動作過程中，可能會出現(xiàn)前一輪動作后系統(tǒng)的有功已不再缺額，頻率開始回升，但頻率回升的拐點可能在下輪動作范圍之內，如下圖所示，第一輪切負荷（t1 時刻）后頻率開始上升，但在第二輪頻率定值以下的時間超過了第二輪的延時定值Tf2，則第二輪動作（t3 時刻），不必要地多切了負荷，導致頻率上升超過了正常值（圖中虛線所示）。過切的現(xiàn)象在地區(qū)小電網容易發(fā)生。為此，在每一基本輪動作的判據(jù)中增加“dfdt0”的閉鎖判據(jù)，可以有效防止過切現(xiàn)象發(fā)生，即每一基本輪同時滿足以下三個條件時才能動作出口：（1）f

31、 Fn；（2）dfdt 0；（3）t Tfn ； 式中n 表示第n輪，N14。 對于從主網受電比例較大的地區(qū)電網，例如受電功率占地區(qū)總負荷的比例達3050%時，一方面應盡量考慮采用在聯(lián)絡線跳閘時聯(lián)切一定數(shù)量的負荷；另一方面在每一基本輪動作條件中應增加“dfdtDf0”的判別。若Df0 整定為0，則與上述情況一致。若Df0 整定為一個小的值，則還可以在地區(qū)電網孤立運行時，防止由頻率波動引起的誤切負荷。該Df0 稱為人為設定的頻率變化率不靈敏區(qū)。RCS-994A低壓減載動作過程短路故障閉鎖及系統(tǒng)短路故障切除后立即允許低電壓切負荷 當系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，母線電壓突然降低，此時本裝置立即閉鎖，不再進行

32、低電壓判斷。而當保護動作切除故障元件后，裝置安裝處的電壓迅速回升，如果恢復不到正常的數(shù)值，但大于K1（故障切除后電壓恢復定值），則裝置立即解除閉鎖，允許裝置快速切除相應數(shù)量的負荷，使電壓恢復。本裝置需用戶設定一個“躲過故障切除時間Tfc”定值，一般應大于后備保護的動作時間。舉例：若后備保護最長時間為4 秒，則Tfc 可以設為4.55 秒。如果電壓在超過Tfc 時間還未回升到K1 以上，則裝置發(fā)出異常告警信號。 當裝置檢測到一段母線TV 斷線時將低壓元件輸入電壓自動切換到另一段母線電壓，若裝置判斷出兩段母線TV回路均斷線，則不進行低壓判斷，并立即閉鎖出口。4.3.2 RCS-994B 本裝置測量

33、同一系統(tǒng)兩段母線電壓，低頻減載與低壓減載分別設置了3 個基本輪和1 個特殊輪，過頻切機設置3 個基本輪，過壓解列設置1 輪，裝置的14組跳閘出口可通過組態(tài)靈活的設定到各個輪次。 低頻與低壓減載邏輯同RCS-994A（除了輪次不同）。 RCS-994B裝置硬件同RCS-994A。 過頻、過壓的動作過程與低頻、低壓基本輪類似；在過頻切機邏輯中也設置了與防止低頻過切負荷措施類似的防止過頻過切機措施。防止過頻過切機的措施 與低頻控制類似，在每一輪動作的判據(jù)中增加“dfdt0”的閉鎖判據(jù)，可以有效防止過切現(xiàn)象發(fā)生，即每一輪同時滿足以下三個條件時才能動作出口：（1）f FHn；（2）dfdt 0；（3）t

34、 TFHn式中n 表示第n輪，N13。另外，在每一輪動作條件中應增加dfdtDF0 的判別。若DF0整定為0，則與上述情況一致。若DF0 整定為一個小的值，則還可以在地區(qū)電網孤立運行時，防止由頻率波動引起的誤切機。該DF0 與上述低壓減載中介紹的頻率變化率不靈敏區(qū)定值為同一定值。RCS-994B低頻減載動作過程RCS-994B低壓減載動作過程RCS-994B過頻切機動作過程RCS-994B過壓動作過程4.3.3 RCS-994C 裝置主要用于母線分列運行方式下的低頻低壓減載，亦可用于并列運行方式下的低頻低壓減載。該裝置同時測量不同系統(tǒng)的兩段母線電壓，分別對電壓和頻率進行分析計算。低頻減載與低壓

35、減載分別設置了5 個基本輪、3 個特殊輪和2 個加速輪。裝置的14 組跳閘出口可通過軟件靈活地設定到相應的輪次。 低頻與低壓減載邏輯同RCS-994A（除了輪次不同）。 RCS-994C裝置硬件同RCS-994A。雙母并列/分列運行下的邏輯判斷及出口說明 母線運行方式分為分列運行和并列運行，方式的判別由硬壓板“分列運行”壓板來控制，壓板投入裝置運行在母線分列運行的方式下，不投入裝置運行在母線并列運行方式下。a) 兩母線頻率和電壓動作邏輯采用一套動作定值，出口矩陣和功能投退控制字完全獨立整定。b) 母線分列運行時：兩段母線的頻率電壓事故判別、出口等功能完全獨立，各自切除對應的負荷線路，當一段母線

36、滿足動作條件裝置動作后，動作報文顯示母動作。當裝置檢測到一段母線電壓消失或TV 斷線時，閉鎖該母線低壓和過壓功能，當頻率異常后閉鎖該母線低頻過頻功能；而另一段母線功能不受影響；c) 母線并列運行時：裝置動作控制字及硬壓板均采用一母的裝置動作控制字及硬壓板均采用一母的控制字和硬壓板，二母動作控制字及硬壓板不再起作用控制字和硬壓板，二母動作控制字及硬壓板不再起作用；當兩段母線電壓頻率都正常時，只有兩段母線都滿足頻率和電壓的動作條件后裝置才能動作出口；出口時按出口矩陣的整定將負荷線路切除。當一段母線電壓消失或TV 斷線或頻率異常時，自動選用正常母線電壓進行低壓過壓低頻過頻判別，出口時也按出口矩陣的整

37、定負荷線路切除。d)舉例如下：（1）分列運行方式下一母二母低壓硬壓板和低壓一輪控制字投入，一母低壓一輪出口組態(tài)為0001，二母低壓一輪出口組態(tài)為0002；當一母低壓一輪動作時驅動TJ1；二母低壓一輪動作時驅動TJ2；（2）并列運行方式下一母低壓硬壓板和低壓一輪控制字投入，一母低壓一輪出口組態(tài)為0001，二母低壓一輪出口組態(tài)為0002；當一母低壓一輪動作，二母低壓一輪不動作，裝置不出口；當一母二母低壓一輪都動作時驅動TJ1 和TJ2；當一回母線電壓異常時，另外一回母線低壓一輪動作后同時驅動TJ1和TJ2；4.3.4 RCS-994D 裝置主要用于母線分列運行方式下的低頻低壓減載、過頻切機、過壓解

38、列，亦可用于并列運行方式。該裝置同時測量不同系統(tǒng)的兩段母線電壓，分別對電壓和頻率進行分析計算。低頻與低壓減載分別設置了4 個基本輪、2 個特殊輪和2個加速輪，過頻切機設置3 個基本輪，過壓解列設置1輪。裝置的14 組跳閘出口可通過軟件靈活地設定到相應的輪次。 低頻與低壓減載邏輯同RCS-994A。 過頻與過壓邏輯同RCS-994B。 RCS-994D裝置硬件同RCS-994A。 雙母并列/分列運行下的邏輯判斷及出口說明見RCS-994C。5、系統(tǒng)失步控制、系統(tǒng)失步控制 電網的失步控制目前主要靠失步解列裝置來完成，是電網第三道防線的重要組成部分。失步解列裝置的核心技術是：完善的失步判據(jù)、不同安裝

39、點解列裝置動作的配合方法、防止各種情況下誤動作的閉鎖措施。失步解列裝置的不正確動作都將帶來嚴重的后果。 5.1 失步出現(xiàn)的原因 1）輸電線路輸送功率超過極限值造成靜態(tài)穩(wěn)定破壞；2）電網發(fā)生短路故障,切除大容量的發(fā)電、輸電或變電設備,負荷瞬間發(fā)生較大突變等造成電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定破壞；3）環(huán)狀系統(tǒng)(或并列雙回線)突然開環(huán),使兩部分系統(tǒng)聯(lián)系阻抗突然增大,破壞穩(wěn)定而失去同步； 4）大容量機組跳閘或失磁,使系統(tǒng)聯(lián)絡線負荷增大或使系統(tǒng)電壓嚴重下降,造成聯(lián)絡線穩(wěn)定極限降低，破壞穩(wěn)定；5）電源間非同步合閘未能拖入同步。5.2 關于電力系統(tǒng)失步解列的幾個關鍵問題1）關于失步振蕩概念：系統(tǒng)穩(wěn)定破壞的開始階段是兩個同

40、調機群之間功角失去同步，振蕩中心在兩個同調機群之間阻抗的中心點，對于復雜系統(tǒng)一般都是一個失步斷面，同一個電網由于系統(tǒng)事故發(fā)生的地點不同，失步斷面的位置可能發(fā)生變化。振蕩中心附近的電壓周期性變化，最低值接近零。 2）關于解列點的選擇：電網的解列點應該選在失步振蕩中心所在的斷面，只有把失步斷面解開，振蕩才能平息，解列后送端電網通過切機、減出力，受端電網通過切負荷措施保持頻率或電壓穩(wěn)定。3）最佳的解列時刻：失步發(fā)生后應盡快解列，但判斷系統(tǒng)真正失步是系統(tǒng)等值機的功角差過180度，由于電力系統(tǒng)的非線性等因素的影響，很難提前預測是否一定失步，而且計算表明提前解列對解列后的系統(tǒng)并沒有帶來好的效果。180度解

41、開時斷路器的開斷電流最大，對系統(tǒng)沖擊較大；而一個振蕩周期時解列，電流最小，對系統(tǒng)沖擊較小。因此，所謂預測性快速解列，并沒有實際意義，相反會降低動作的可靠性。 5.3 配置方式 系統(tǒng)出現(xiàn)失步問題后，需要把振蕩中心所在的線路解列，對于失步解列裝置現(xiàn)在南電是在線路一端配置兩套，雙重化配置；華北的用法是在線路兩端各配置一套。 失步解列裝置安裝的地點一般是電廠出線兩側、兩個系統(tǒng)聯(lián)絡線兩側或其它經過計算會出現(xiàn)振蕩中心的線路兩側。 由于失步解列不是故障，所以不建議起動失靈，因為如果一側斷路器拒動，將會引起嚴重后果。 5.4 RCS-993系列失步解列裝置5.4.1 RCS-993A、RCS-993B RCS

42、-993A跟RCS-993B裝置硬件完全相同； RCS-993A型裝置基于阻抗循序判別方式原理進行失步判別和保護區(qū)域限制； RCS-993B型裝置則利用判別原理進行判別，以裝置安裝處測量電壓最小值確定動作區(qū)域。 裝置采集兩回線路的電流電壓，可以判斷兩條線路的失步情況，分別動作，對于雙回線需要兩條線同時失步才出口的，可以通過投“二取二”壓板來實現(xiàn)。裝置接入的電壓要求是線路所在母線的電壓，即為切換后的電壓。 5.4.2 RCS-993C 作為電力系統(tǒng)發(fā)生低頻功率振蕩時的跳閘或啟動裝置，當電力系統(tǒng)發(fā)生低頻功率振蕩時，做出相應的處理：報警、解列、切機、切負荷等控制措施。 RCS-993C硬件跟RCS-

43、993A/B裝置基本相同（除CPU ），但出口插件定義有區(qū)別； 5.4.3 RCS-993D、RCS-993E RCS-993D、E將失步解列功能與頻率電壓緊急控制功能集 中在同一裝置中實現(xiàn)。 RCS-993D相當于RCS-993A+RCS-994B; RCS-993E相當于RCS-993B+RCS-994B。 RCS-993D/E硬件跟RCS-994裝置基本相同（除AC）； 6、過負荷控制、過負荷控制 6.1 線路或變壓器等設備允許長時間流過的電流值稱為安全電流，如果設備實際流過的電流超過其安全電流則出現(xiàn)過負荷現(xiàn)象。設備的過負荷屬于熱穩(wěn)定問題。一般來說，電力設備都有一定過負荷能力，設備允許過

44、負荷的時間與過載的倍數(shù)、環(huán)境溫度等因素有關，過載倍數(shù)小允許時間較長（例如線路過載1.2倍以下可允許幾個小時），過載倍數(shù)越大，允許的時間越短，具有反時限特性。6.2 設備過負荷如果處理不及時則可能導致嚴重后果。6.3 線路與主變過負荷一般分為兩類：突然過負荷與緩慢過負荷。緩慢過負荷是由負荷的增長引起重載線路或主變超過允許值。引起線路突然過負荷的原因有： （1）平行線中一回線突然跳閘； （2）環(huán)網系統(tǒng)在不平衡點解開；（3）突然失去大電源，引起潮流重新分布；（4）負荷線路突然跳閘，潮流重新分布引起某些線路過負荷。引起變壓器突然過負荷的原因有：（1）并聯(lián)變壓器一臺跳閘，引起另一臺運行變壓器過負荷；（2

45、）電磁環(huán)網高壓側線跳閘引起潮流向低壓側轉移而過負荷。 緩慢過負荷因過載倍數(shù)低、允許時間長，可以通過調度員調整系統(tǒng)發(fā)電狀態(tài)予以消除；突然過負荷一般過載倍數(shù)大，允許時間短，需要進行過負荷緊急控制來解決。 6.4 過負荷控制措施 （1）送端電廠切除相應容量的機組；（2）送端電廠緊急減出力（火電廠快關汽門、水電廠快關導水葉）；（3）受端切除相應數(shù)量的負荷。應針對過負荷的具體情況選用控制措施。6.5 RCS-991過負荷聯(lián)切裝置6.5.1 RCS-991A 裝置采集兩路電壓（三相）和三路電流（AC兩相） ，可實現(xiàn)三個單元的過負荷判別，配置簡單、操作方便，14組跳閘出口可通過組態(tài)靈活的整定到各輪次上，主要用于單廠站過負荷聯(lián)切的實現(xiàn)。 在充分保證安全運行的前提下，為了將負荷損失控制到最小的范圍，裝置將過負荷聯(lián)切的動作分為5 級，每一級過負荷元件動作后分8輪出口切除負荷線路。任一級過負荷聯(lián)切動作后都可以順序從第1 輪到第8 輪驅動出口繼電器，直至本級電流返回，這樣能夠保證切除的負荷量最少。各輪之間的間隔時間可以靈活整定。 以上是標準RCS-991A裝置的邏輯。 由于各工程主接線或用戶要求的不同（如帶旁路、是否帶功率方