电力系统振荡的结果及预防
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电力系统振荡的结果及预防
当发生短路或突然有大负荷切除或投入时,发电机与大系统之间的功角会发生变化,发电机的输出功率就会沿着发电机的功角特性曲线来回摆动,这就是电力系统的振荡。(通常,短路是引起系统振荡,破坏稳定运行的主要原因。)
同步振荡:当发电机输入或输出功率变化时,功角δ将随之变化,但由于机组转动部分的惯性,δ不能立即达到新的稳态值,需要经过若干次在新的δ值附近振荡之后,才能稳定在新的δ下运行。这一过程即同步振荡,亦即发电机仍保持在同步运行状态下的振荡。
异步振荡:发电机因某种原因受到较大的扰动,其功角δ在0-360°之间周期性地变化,发电机与电网失去同步运行的状态。在异步振荡时,发电机一会工作在发电机状态,一会工作在电动机
状态。
电力系统振荡的预防:预防是多方面的,有继电保护上的要求,如快速切断故障线路;也有运行操作上的要求,如避免使发电机的容量大于被投入空载线路的充电功率,避免发电机带空载线路启动和以全电压向空载线路合闸;也有设计上的考虑,如避免发生发电机的次同步共振。
引起电力系统异步振荡的主要原因:
1、输电线路输送功率超过极限值造成静态稳定破坏;
2、电网发生短路故障,切除大容量的发电、输电或变电设备,负荷瞬间发生较大突变等造成电力系统暂态稳定破坏;
3、大容量机组跳闸或失磁,使系统联络线负荷增大或使系统电压严重下降.(其结果将导致电力系统与发电厂之间并列运行的稳定性遭受破坏,引起系统振荡,严重的直接使整个系统瓦解)
4、电源间非同步合闸未能拖入同步。(就是非同期合闸)
发生同步振荡时的共同特点:
1有关机械量、电气量出现摆动,以平均值为中心振荡,不过零;2振荡周期稳定清晰接近不变,摆动频率低,一般在0.2-2.0HZ;
3指针式仪表摆动平缓无抖动,机组振动较小;
4用视角可以估算振荡周期;
5中枢点电压保持较高水平,一般不低于80%;
8同步振荡出现时各机组仍保持同步运行,频率基本相同。
发生异步振荡时的共同特点:
1有关机械量、电气量摆动频率较高,振荡周期不清晰;
2现场指针式仪表满盘剧烈抖动,机组发出不正常的、有节奏的鸣声;
3定子电流、机组功率振幅一般很大,而且过零;
4联络线的各电气量同样出现较高频率的摆动,振荡中心电压变化很大等;异步振荡出现时各机组已不能保持同步运行,出现一定的频率差,功率富余区域的频率高于50Hz。
从保护动作情况看,同步振荡往往没有短路故障发生、也没有机组保护动作,这是其重要特征;而异步振荡往往相反,在异步振荡发生前,往往发生过大扰动(如故障等),可能有许多保护动作。
电力系统发生振荡的处理方式
若发生趋向稳定的振荡,即愈振荡愈小,则不需要什么操作,做好处理事故的思想准备就行.若造成失步,则要尽快创造恢复同步的条件。
1.电网异步振荡事故处理方法
1)所有发电厂、变电站值班运行人员,应不待调度指令增加发电机无功出力,断开电抗器、投入电容器、控制可调无功装置发容性无功,尽量使母线电压运行在允许上限。
2)频率降低的发电厂,应不待调度指令,增加机组的有功出力至最大值,直至振荡消除。
3)频率升高的发电厂,应不待调度指令减少机组有功出力以降低频率,但不得使频率低于49.5Hz,同时应保证厂用电的正常供电。
4)系统发生振荡时,未得到值班调度员的允许,不得将发电机从系统中解列(现场事故规程有规定者除外)。
5)若由于机组失磁而引起系统振荡,可不待调度指令立即将失磁机组解列。
6)装有振荡解列装置的发电厂、变电站,当系统发生异步振荡时,应立即检查振荡解列装置的动作情况,当发现该装置发出跳闸的信号而未实现解列,且系统仍有振荡,则应立即断开解列开关。
7)在采取以上措施后,应报告调度值班人员,听侯调度指令。2.电网同步振荡事故处理方法
1)已经振荡的发电厂可不待调度指令立即增加发电机励磁提高电压,但不得危及设备安全,必要时可适当降低发电机有功。
2)处于送端的机组适当降低有功出力,处于受端的机组增加有功出力。
3)若正在进行线路或主变停运等操作时,应立即暂停操作。
4)尽快查找并去除振荡源。着重了解本厂是否存在强迫振荡源(如发电机组非同期并网、发电机组调速器、励磁调节器有异常等)。若有,应立即消除调速器或励磁调节器的故障(故障励磁调节器可暂时倒备励)。如一时无法消除,则解列发电机组。5)在采取以上措施后,应报告调度值班人员,听侯调度指令。