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振蕩閉鎖概念

振蕩,顧名思義指當(dāng)并聯(lián)運(yùn)行著的發(fā)電機(jī)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(shí)(發(fā)電機(jī)跳閘),又或者沒有及時(shí)消除相關(guān)故障與誤操作時(shí),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(shí),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(diǎn)的電壓、線路電流、功率大小和方向以及距離保護(hù)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(yán)重的失步振蕩時(shí),裝設(shè)在電力系統(tǒng)中的電流、電壓、阻抗,或其他相關(guān)保護(hù)繼電器等元件會大概率出現(xiàn)錯(cuò)誤保護(hù)動作。

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

振蕩時(shí)電氣量變化的特點(diǎn)

(1)電流作大幅度變化:

若EM=EN=E,正常運(yùn)行時(shí)夾角為δ,負(fù)荷電流為:

系統(tǒng)振蕩時(shí),設(shè)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(diǎn):正常運(yùn)行時(shí)負(fù)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(shí),系統(tǒng)保持對稱性,系統(tǒng)中不含負(fù)序、零序分量,只有正序分量。短路時(shí),一般將出現(xiàn)負(fù)序分量或零序分量。

(3)當(dāng)系統(tǒng)的電壓突變較大時(shí):

δ=00,M母線電壓最高;

δ=1800時(shí),有UM=(2m-1)E;

當(dāng)m=0.5時(shí),M母線電壓為零。M越趨近0.5,變化幅度越大。

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

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

(5)短路與振蕩流過被保護(hù)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(fù)序、零序分量或突變量,做到振蕩閉鎖辦法。

微機(jī)型距離保護(hù)利用的原理是,在振蕩時(shí)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(fù)序分量;而且當(dāng)系統(tǒng)振蕩時(shí)期,各電氣數(shù)據(jù)量也是逐漸變化,短路時(shí)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(jī)型距離保護(hù)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(shí),測量阻抗Zm由負(fù)荷阻抗ZL突變?yōu)槎搪纷杩筞k;當(dāng)系統(tǒng)振蕩時(shí),測量阻抗由負(fù)荷阻抗轉(zhuǎn)換為保護(hù)裝置安裝地點(diǎn)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(shí),其測量阻抗的變化率必須大于一個(gè)定值的結(jié)論,可利用微分方程法計(jì)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(jì)算得到系統(tǒng)振蕩的判據(jù),只要有一相滿足其所計(jì)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(diǎn)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(jī)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。