小水电区城电树事故失压后快速恢复方案 】实现置合侧的必要性 1.1电网概况 怀化市小水电区域性地方电网由6个县区小水电联网《以下简称怀化网，复盖全市一半 的行政区域.110kW线路总长840,110W升压变电所和降压变电所14座.2000年全年平 均供电负荷13.43万，最大供电负荷17,5万k,电网担负全市一半的戴市农村供电任务： 在怀化市经济发展中起着举足轻重的作用。因此，电网的稳定、安全，连线、优质，可靠供 电，成了我们的一系列研究课题。 1.2您要性 怀化市11k￥电网全网失压后，如同快速恢复全网运行，这个问题一直困扰电网的安全 稳定运行。按《3一110kV电网候电保护装置运行整定规程》第27条款：110kY及以下电网 均采用三相重合闸，而自动重合闲方式的选定，应根据电料结构，系统稳定要求，发输电设 备的承受能力等因素。合理地考虑。怀化网各线均设计安装了重合闸装置。电源联络线另外 加无压检测和有压检测同期部分。多年以来，怀化网这些装置普湖未投入运行。现在，怀化 网与大电网的并网点在怀化网负荷中心，湖南大电网新街变506保护定值整定很小，为了使 网内故障先践怀化网断路器，怀化网石门变50的定值就整定得更小些，这也就是如大了越 级跳制的可修性，当从大电料下载负荷很重时，一且这条电源线新路落跳开，后果将十分严 重，因此必领制定置合闸方案，配合事故低颜率切负荷，以稳住频率，如快电网恢复。 2有关技术问题的分析和建议 21发电机的自射磁 发电机向空载长线充电时，因为充电线路电容电流的盼继作用，即使发电机本身不加励 磁电流。也可建立发电机电压，这叫发电机的白耐磁。这个电压还可能达到危险的高度，但 经过验算在最不利的情况下，春阳滩电站单机向春一正一湾全长0k■的线路充电时，不会 产生白局盈， 具体验算如下：发电机不产生白励磁的实用判据如下：K山S式中d1-发电机的 短路比，水轮发电机的参数范围是0.8一L.3Se-发电机额定容量，WAQc-线路额定电压下 的充电容量，WA11W线路每百公里充电功率约为341A例如！春阳浒电站单机容量为 8,8婚，设空找线长100kn,取最小短路比0.8。代入上式：0,8×88=7,04>3.41。计算中 的Q具取线路的充电功率，计及电站升压变和线路电抗的影响，值还略有增大，但不会
小水电区域电网事故失压后快速恢复方案 1 实现重合闸的必要性 1.1 电网概况 怀化市小水电区域性地方电网由 6 个县区小水电联网(以下简称怀化网)，复盖全市一半 的行政区域。110kV 线路总长 840km，110kV 升压变电所和降压变电所 14 座。2000 年全年平 均供电负荷 13.43 万 kW，最大供电负荷 17.5 万 kW。电网担负全市一半的城市农村供电任务， 在怀化市经济发展中起着举足轻重的作用。因此，电网的稳定、安全、连续、优质、可靠供 电，成了我们的一系列研究课题。 1.2 必要性 怀化市 110kV 电网全网失压后，如何快速恢复全网运行，这个问题一直困扰电网的安全 稳定运行。按《3－110kV 电网继电保护装置运行整定规程》第 2.7 条款：110kV 及以下电网 均采用三相重合闸，而自动重合闸方式的选定，应根据电网结构，系统稳定要求，发输电设 备的承受能力等因素，合理地考虑。怀化网各线均设计安装了重合闸装置，电源联络线另外 加无压检测和有压检测同期部分。多年以来，怀化网这些装置普遍未投入运行。现在，怀化 网与大电网的并网点在怀化网负荷中心，湖南大电网新街变 506 保护定值整定很小，为了使 网内故障先跳怀化网断路器，怀化网石门变 504 的定值就整定得更小些，这也就是加大了越 级跳闸的可能性。当从大电网下载负荷很重时，一旦这条电源线断路器跳开，后果将十分严 重，因此必须制定重合闸方案，配合事故低频率切负荷，以稳住频率，加快电网恢复。 2 有关技术问题的分析和建议 2.1 发电机的自励磁 发电机向空载长线充电时，因为充电线路电容电流的助磁作用，即使发电机本身不加励 磁电流，也可建立发电机电压，这叫发电机的自励磁。这个电压还可能达到危险的高度，但 经过验算在最不利的情况下，春阳滩电站单机向春一芷一湾全长 70km 的线路充电时，不会 产生自励磁。 具体验算如下： 发电机不产生自励磁的实用判据如下： KdlSe>Qc 式中 Kdl-发电机的 短路比，水轮发电机的参数范围是 0.8～1.3 Se-发电机额定容量，MVA Qc-线路额定电压下 的充电容量，MVA 110kV 线路每百公里充电功率约为 3.41MVA 例如：春阳滩电站单机容量为 8.8MW，设空载线长 100km，取最小短路比 0.8，代入上式：0.8×8.8=7.04>3.41。 计算中 的 Qc 只取线路的充电功率，计及电站升压变和线路电抗的影响，Qc 值还略有增大，但不会
改变上述不等式。故春阳滑电站单机向10k■长的空载线路充电时不会产生发电机白卧磁。 另外空载线路末端电压升高，在k■线路术端。其电压升高并没有超过运行电压的千分之 几，可以忽略其影响。 22联络线的同期 (》传统同期装置工作原理的缺陷：根据怀化网历史运行经险，联络线跳闸后有压检同 期重合很难成功，原因是它对频差要求很严。传统同期重合闸装置的起动条件是：事被跳 闸后，在整定的满足故障点媳弧的廷时内，同期检查漆电器的接点必须始终闭合。同期潍电 器与时间继电器的配合，构成了频差检测及限定。例如：通常整定故障点熄氟时间最长为 0,9s,同期检查继电器按最大允许角40°整定，再加上继电器返目系数0,8的返目角32°， 在09s时间内，两侧相位角不能超出72°意围。这相当于滑差周期45s,允许频差 0,22/s。通常联络线路跳树后，根难满足这样的顿差限定，故重合成功的机会根少，这或 许是这类重合闸装置长期宋投，不能发挥作用的基本原因。其次，即使满足频差要求。设在 临界角0°左右发合闸脉神，加上断路器动作延时，合闸瞬间相角也将近60°，这时两侧 电网的冲击也是比较大的。 目前怀化网内几套微机保护都有无压重合及检同期重合闸的功能，它们用软件取代了传 统重合闸装置的硬件，是检查门期的原理还是与传统的一样。其整定输入也是两个指标： 允许相角差和重合佩延时。南白设备厂的GSL-163B微机保护的检查同拥重合闸功能曾用于 石门变与大电网并网，长时间未能并上，就是因为采用传统的工作原理，定值又过于苛刻（允 许相角20°，时间1,2s,验算允许频差仅为0,083位/s),当时并网断路器一侧电压为57kV, 另一侧电压为6.张Y,是否由于电压偏差过大并不上？核本装置说明书，有压同期的电压标 准在0，？倍额定电压以上，这方面的限制很宽，主要的困难是顿差限定。所以应用现在微机 保护的同期重合功能。其前景也不是根乐观。 2)大电网投入重合闸的方案！就联洛线的同期问题，我们对大电网进行了解。大电网 各线在主电料侧普追投入了无电压重合，没有投同期。公司认为，同期是各电源点的事，一 般联络线洗周，小电源也就垮了，因此也不存在同期的月题。杯化网与大电网的结构不同， 对问期的要求和关注也不一样。也们有一个过限的主网，怀亿网设有。怀化网的特点是电源 容量小，电源点多且分股，电网运行稳定性差。我们美心同期就是关注主网的快速族复。 ③)改进的检问期重合网工作原理：根据上述经验及调查分析，我们认为侧重电源恢复 的重合阐方案要取得实效，必须解决好同期重合技术问题。要解决好这个技术月题，必演改 进传统的同期重合铜原理和方法
改变上述不等式。故春阳滩电站单机向 100km 长的空载线路充电时不会产生发电机自励磁。 另外空载线路末端电压升高，在 70km 线路末端，其电压升高并没有超过运行电压的千分之 几，可以忽略其影响。 2.2 联络线的同期 (1)传统同期装置工作原理的缺陷： 根据怀化网历史运行经验，联络线跳闸后有压检同 期重合很难成功，原因是它对频差要求很严。 传统同期重合闸装置的起动条件是：事故跳 闸后，在整定的满足故障点熄弧的延时内，同期检查继电器的接点必须始终闭合。同期继电 器与时间继电器的配合，构成了频差检测及限定。例如：通常整定故障点熄弧时间最长为 0.9s，同期检查继电器按最大允许角 40°整定，再加上继电器返回系数 0.8 的返回角 32°， 在 0.9s 时间内，两侧相位角不能超出 72°范围。这相当于滑差周期 4.5s，允许频差 0.22Hz/s。通常联络线路跳闸后，很难满足这样的频差限定，故重合成功的机会很少。这或 许是这类重合闸装置长期未投，不能发挥作用的基本原因。其次，即使满足频差要求，设在 临界角 40°左右发合闸脉冲，加上断路器动作延时，合闸瞬间相角也将近 60°，这时两侧 电网的冲击也是比较大的。 目前怀化网内几套微机保护都有无压重合及检同期重合闸的功能，它们用软件取代了传 统重合闸装置的硬件，但是检查同期的原理还是与传统的一样。其整定输入也是两个指标： 允许相角差和重合闸延时。南自设备厂的 CSL-163B 微机保护的检查同期重合闸功能曾用于 石门变与大电网并网，长时间未能并上，就是因为采用传统的工作原理，定值又过于苛刻(允 许相角 20°，时间 1.2s，验算允许频差仅为 0.083Hz/s)。当时并网断路器一侧电压为 5.7kV， 另一侧电压为 6.2kV，是否由于电压偏差过大并不上?按本装置说明书，有压同期的电压标 准在 0.7 倍额定电压以上，这方面的限制很宽，主要的困难是频差限定。所以应用现在微机 保护的同期重合功能，其前景也不是很乐观。 (2)大电网投入重合闸的方案： 就联络线的同期问题，我们对大电网进行了解。大电网 各线在主电网侧普遍投入了无电压重合，没有投同期。公司认为，同期是各电源点的事，一 般联络线跳闸，小电源也就垮了，因此也不存在同期的问题。怀化网与大电网的结构不同， 对同期的要求和关注也不一样。他们有一个过硬的主网，怀化网没有。怀化网的特点是电源 容量小，电源点多且分散，电网运行稳定性差。我们关心同期就是关注主网的快速恢复。 (3)改进的检同期重合闸工作原理： 根据上述经验及调查分析，我们认为侧重电源恢复 的重合闸方案要取得实效，必须解决好同期重合技术问题，要解决好这个技术问题，必须改 进传统的同期重合闸原理和方法
据了解国内菜些微机准同期并网装置，根本上改变了传统同期的原理和技术，取得了安 全、快捷、无冲击并网的效果。一胶果用的原理是：从特并两侧的电势被形是提取相位差脉 中串，脉冲的宽度表征当前的相位差，从脉冲宽度的变亿趋势可以计算频差并预测合闸提前 量。这种判定只需要几个愁冲（儿十毫秒）而不需要0.9s那样长的时间。这种螺理和技术， 如上重合侧遂辑，完全可用于联络线同期。因为有预测提前量，比照发电站用的0.5z/s 的最大限制，频差还可以政宽到ā，6一08/s,并网时也不会产生冲击。政宽规差要受到 绿证两侧系统并列后牵入同步而不致再失步产生服荡的限制。 23变电所母线失去电压，无法同期的快速恢复 如果遇到电网同部或全网失去电压，准问期一侧您领等本侧电源族复才能问期，这往往 不如利用线路电压向母线充电迅递。放建议对传统重合逐辑加以扩充：找溶有电压，辱找有 电压同期：线路有电压，母线无电压可以重合间向母线充电。例如：全网失电压，由新石、 石湾、湾长，可以一段一段向长泥被充电，无需调度电话指挥安排，加快恢复。这种电网 族复安排只限于上述主电源线上，春一正一湾线的湾512出断路墨同期侧不作这种安排，以 防止可能发生的非同期. 3重合制配置具体方案 怀化网实重合闸的重点故在重要的电源联络线，在取得运行经验之后，再逐步推广到 全网。电源联蜂线重合铜的配置原则是：一侧无电压加同期，另一测同期。 4事故低频率切负荷方案 电网事故后同期重合方案要铁得成功，必须稳住频率。只有及时切除足额的负荷。加 上发电机调速器的调节作用，才可使顿率恢复到端足同期条件，无论切负黄要承粗多大积失， 同期重合一般比全网失去电压的恢复要快。具体低频减我实方案，以联湖南大电网的频 率为调须基准须率，通过计算后实储
据了解国内某些微机准同期并网装置，根本上改变了传统同期的原理和技术，取得了安 全、快捷、无冲击并网的效果。一般采用的原理是：从待并两侧的电势波形是提取相位差脉 冲串，脉冲的宽度表征当前的相位差，从脉冲宽度的变化趋势可以计算频差并预测合闸提前 量。这种判定只需要几个脉冲(几十毫秒)而不需要 0.9s 那样长的时间。这种原理和技术， 加上重合闸逻辑，完全可用于联络线同期。因为有预测提前量，比照发电站用的 0.5Hz/s 的最大限制，频差还可以放宽到 0.6～0.8Hz/s，并网时也不会产生冲击。放宽频差要受到 保证两侧系统并列后牵入同步而不致再失步产生振荡的限制。 2.3 变电所母线失去电压，无法同期的快速恢复 如果遇到电网局部或全网失去电压，准同期一侧必须等本侧电源恢复才能同期，这往往 不如利用线路电压向母线充电迅速。故建议对传统重合逻辑加以扩充：线路有电压，母线有 电压同期；线路有电压，母线无电压可以重合闸向母线充电。例如：全网失电压，由新石、 石湾、湾长，可以一段一段向长泥波充电，无需调度电话指挥安排，加快恢复。 这种电网 恢复安排只限于上述主电源线上，春－芷－湾线的湾 512#断路器同期侧不作这种安排，以 防止可能发生的非同期。 3 重合闸配置具体方案 怀化网实施重合闸的重点放在重要的电源联络线，在取得运行经验之后，再逐步推广到 全网。电源联络线重合闸的配置原则是：一侧无电压加同期，另一侧同期。 4 事故低频率切负荷方案 电网事故后同期重合闸方案要获得成功，必须稳住频率。只有及时切除足额的负荷，加 上发电机调速器的调节作用，才可使频率恢复到满足同期条件。无论切负荷要承担多大损失， 同期重合一般比全网失去电压的恢复要快。 具体低频减载实施方案，以联湖南大电网的频 率为调频基准频率，通过计算后实施