电力系统紧急状态时安全控制策略

电力系统紧急状态时安全控制策略

紧急状态时安全控制的目的是迅速抑制事故及电力系统异常状态的发展和扩大，尽量缩小故障延续时间及其对电力系统其它非故障部分的影响。紧急状态的安全控制可分为三大阶段：第一阶段的控制目标是事故发生后快速而有选择地切除故障，这主要由继电保护装置和自动装置完成；第二阶段的控制目标是防止事故扩大和保持系统稳定，这需要采取各种提高系统稳定性的措施；第三阶段是在上述努力均无效的情况下，将电力系统在适当地点解列。在紧急状态中的电力系统可能会出现问题，如果不能迅速采取有效措施消除这些险情，系统将会崩溃瓦解，出现大面积停电的严重后果。

一、电力系统的频率紧急控制

当系统内大机组突然退出运行，或有大宗负荷突然投入时，有功功率供需关系就突然遭到破坏，在出力严重不足的情况下，将引起电力系统频率大幅度急剧下降，威胁到电力系统的安全运行。

在频率大幅度下降时，应当立即采取的紧急控制措施有以下几项：⑴立即增加具有旋转备用的发电机组的有功出力；⑵立即将调相运行的发电机组改为发电运行；⑶立即将抽水蓄能电站的抽水机组改为发电运行；⑶迅速启动备用机组；⑸由低频减负荷装置根据频率降低的程度，自动分几轮切除不重要的负荷；⑹可将发电厂内几台机组与系统解列，专门带厂用电及部分重要用户，以避免频率继续下降使整个发电厂瓦解，同时还利于恢复阶段的操作迅速进行；⑺还可采用短时间里降低电压5%-8%的办法。

二、电力系统的电压紧急控制

当无功电源被突然切除，或者无功电源不足的系统中无功负荷缓慢但是持续地增加到一定程度时，就有可能使电压大幅度下降到低于极限电压，以致发生所谓电压崩溃现象。

从电压下降到发生电压崩溃可能有几十秒到几分钟的时间，在这个时间内可以采取一些紧急措施，如⑴立即加大发电机励磁电流，增加发电机的无功出力，甚至可以在短时间里允许发电机电流过载15%；⑵立即增加调相机的励磁电流，增大调相机的无功出力；⑶立即投入并联电容；⑷迅速调节有载调压变压器分接头用以维持电压，启动备用机组。

三、电力系统的过负荷紧急控制

当多条平行供电线路中有一条因故障而切除，其它线路就可能过负荷。过负荷可能超过稳定极限而使系统失去稳定。变压器的过负荷大大影响使用使用寿命甚至烧毁。线路、开关等接头部分也会因过负荷造成的过热而损坏。

对过负荷的安全控制不同于传统的过负荷保护。过负荷保护属于元件保护，它主要是保护过负荷的输变电设备本身免于因长期发热可能造成的毁坏，并不考虑元件切除后对系统运行引起的不利后果，更没有考虑针对切除后果的措施。这种单纯的过负荷保护往往会引起更严重的系统事故。而过负荷安全控制则不同，它是以保护系统安全为前提，用切除部分电源或负荷的方法，消除某些元件的过负荷。

四、电力系统的紧急稳定控制

电力系统发生故障后，由于处理不及时将使故障时间延长，导致电力系统稳定的破坏和引起电力系统振荡；或者由于发电机突然失磁、电源间的非同期合闸等原因引起系统振荡。当电力系统发生振荡时，各电源间联络线上的功率、电流和某些节点的电压均会呈现周期性的剧烈变化。电压振荡最强烈处被称为系统振荡中心。系统稳定性破坏和振荡是一种严重的系统性事故，将会严重影响用户的正常用电，损坏电气、机械设备，并导致系统瓦解。为此，必须采取控制措施，尽快平息振荡，恢复稳定运行。

紧急稳定控制的具体控制措施有：快速励磁、电气制动、快关汽门、切除部分发电机组、切除部分符合和自动失步解列等几种。总之，现代电力系统非常复杂，其中任何一个元件的特性将影响整个系统。反之，该元件的行为也受整个系统的约束。各项为改善稳定性而采取的控制措施，必须从全局出发，分工协调，才能达到合理的控制效果。