电力系统安全自动装置

1、电力系统安全自动装置电力系统安全自动装置 电力系统安全自动装置是电力系统安全、稳定运电力系统安全自动装置是电力系统安全、稳定运行的可靠保证。行的可靠保证。一、安全自动装置的作用一、安全自动装置的作用 电力系统的安全自动装置应包括保证电力系统稳定运电力系统的安全自动装置应包括保证电力系统稳定运行的安全自动装置和防止人为造成的故障和扰动的安全自行的安全自动装置和防止人为造成的故障和扰动的安全自动装置。动装置。 保证电力系统稳定运行的安全自动装置又分为用于保证电力系统稳定运行的安全自动装置又分为用于紧紧急状态的稳定控制安全自动装置急状态的稳定控制安全自动装置和用于和用于恢复状态的安全稳恢复状态的安全

2、稳定控制的自动装置。定控制的自动装置。电力系统安全自动装置电力系统安全自动装置1、用于紧急状态的稳定控制、用于紧急状态的稳定控制 当电力系统故障设备己被切除，但电力系统的扰动仍不收当电力系统故障设备己被切除，但电力系统的扰动仍不收敛的紧急情况下，通过检测系统状态变化，系统将出现按预敛的紧急情况下，通过检测系统状态变化，系统将出现按预先的计算或运行经验得出的事故扩大。为避免出现这种扩大，先的计算或运行经验得出的事故扩大。为避免出现这种扩大，在事故尚未发展到不能挽救之前应及时采取一定措施，如在事故尚未发展到不能挽救之前应及时采取一定措施，如自自动重合闸、远方切除发电机、快关汽轮机汽门、自动调节励动

3、重合闸、远方切除发电机、快关汽轮机汽门、自动调节励磁、远方切除负荷、环网解环、自动解列、自动投入备用电磁、远方切除负荷、环网解环、自动解列、自动投入备用电源，投入电容器或低压电抗器、串联电容强补源，投入电容器或低压电抗器、串联电容强补等。等。 这些措施有的是对设备和系统恢复都有利的控制，有的这些措施有的是对设备和系统恢复都有利的控制，有的是牺牲局部以保全整体的措施。是牺牲局部以保全整体的措施。电力系统安全自动装置电力系统安全自动装置 2用于恢复状态的安全稳定控制用于恢复状态的安全稳定控制 电力系统已脱离紧急状态，但系统仍不正常，靠系统本电力系统已脱离紧急状态，但系统仍不正常，靠系统本身能力无法

4、恢复正常状态，必须依靠加装的安全自动装置，身能力无法恢复正常状态，必须依靠加装的安全自动装置，将系统迅速恢复至正常状态。将系统迅速恢复至正常状态。 安全自动装置检测系统异常的参数，发出动作指令，采安全自动装置检测系统异常的参数，发出动作指令，采取相应措施，如取相应措施，如发电机组的并列或功率调整、水轮发电机低发电机组的并列或功率调整、水轮发电机低频自起动、抽水蓄能机组变发电、调相运行机组变发电、低频自起动、抽水蓄能机组变发电、调相运行机组变发电、低频减负荷、低压减负荷、解列厂用电频减负荷、低压减负荷、解列厂用电等，通过采取这些措施等，通过采取这些措施使系统恢复频率和电压，消除过负荷，恢复稳定性

5、。使系统恢复频率和电压，消除过负荷，恢复稳定性。 防止人为造成的故障和扰动的安全自动装置包括防止人为造成的故障和扰动的安全自动装置包括微机防微机防误装置、人体触电的剩余电流保护装置、火灾报警自动灭火误装置、人体触电的剩余电流保护装置、火灾报警自动灭火系统、发电厂及变电站的遥视系统、发电厂及变电站的遥视等装置。等装置。自动解列装置自动解列装置 自动解列装置是一种反应电力系统稳定性被破坏自动解列装置是一种反应电力系统稳定性被破坏(或受到威或受到威胁胁)而动作，在预定解列点将系统解列，防止系统崩溃或出现大而动作，在预定解列点将系统解列，防止系统崩溃或出现大面积停电，以提高电力系统运行安全性的自动装置

6、。面积停电，以提高电力系统运行安全性的自动装置。 电力系统安全稳定导则电力系统安全稳定导则中规定，中规定，运行中的电力系统必运行中的电力系统必须在适当地点设置解列点，并装设自动解列装置须在适当地点设置解列点，并装设自动解列装置。当电力系统。当电力系统发生稳定破坏发生稳定破坏(如电力系统振荡如电力系统振荡)时，能够有计划地将系统迅速时，能够有计划地将系统迅速而合理地解列为功率尽可能平衡、各自保持同步运行的两个或而合理地解列为功率尽可能平衡、各自保持同步运行的两个或几个部分，可防止系统长时间不能拉入同步而造成系统瓦解扩几个部分，可防止系统长时间不能拉入同步而造成系统瓦解扩大事故，是对电力系统紧急状

7、态进行控制的有效措施。大事故，是对电力系统紧急状态进行控制的有效措施。什么叫什么叫自动解列装置自动解列装置？自动解列装置自动解列装置 对电力系统实现解列控制的断路器称为解列点对电力系统实现解列控制的断路器称为解列点，对解列对解列点的选择应遵循如下原则：点的选择应遵循如下原则： 1、尽量保持解列后的子系统的功率平衡，防止频率、电、尽量保持解列后的子系统的功率平衡，防止频率、电压急剧变化；压急剧变化； 2、适当考虑操作方便，易于恢复，具有良好的远动通信、适当考虑操作方便，易于恢复，具有良好的远动通信条件。条件。 一个系统内解列点不宜设置过多一个系统内解列点不宜设置过多，通常应考虑电力系统通常应考虑

8、电力系统间的弱联络线间的弱联络线，主要由系统供电的带地区电源终端变电所，主要由系统供电的带地区电源终端变电所或地区电源与主系统联络的适当地点，事故时专带厂用电或地区电源与主系统联络的适当地点，事故时专带厂用电的机组、暂时未解环的高低压电磁网络，在这些场合，设的机组、暂时未解环的高低压电磁网络，在这些场合，设置解列点。置解列点。备用电源自动投入装置备用电源自动投入装置 备用电源自投装置是因电力系统故障或其他原因使工作电备用电源自投装置是因电力系统故障或其他原因使工作电源被断开后，能迅速将备用电源或备用设备或其他正常工作源被断开后，能迅速将备用电源或备用设备或其他正常工作的电源自动投入工作，使原来

9、工作电源被断开的用户能迅速的电源自动投入工作，使原来工作电源被断开的用户能迅速恢复供电的一种自动控制装置。恢复供电的一种自动控制装置。一、备用电源的配置一、备用电源的配置 备用电源的配置一般有备用电源的配置一般有明备用和暗备用明备用和暗备用两种基本方式两种基本方式 备用电源自动投入装置控制的是备用电备用电源自动投入装置控制的是备用电源进线的断路器源进线的断路器QF2。 即当变电站正常运行时，由即当变电站正常运行时，由L1进线供电，进线供电，当当L1因故障被切除即因故障被切除即QF1断开时，备用进线断开时，备用进线断路器断路器QF2自动合闸，保证变电站的继续供自动合闸，保证变电站的继续供电。这种

10、方式又称进线备用方式。电。这种方式又称进线备用方式。 1、明明备备用用备用电源自动投入装置备用电源自动投入装置2、暗备用方式、暗备用方式1）高压分段断路器）高压分段断路器QF3断开断开 备用电源自投装量控制的是高压母线分段断备用电源自投装量控制的是高压母线分段断路器，称为暗备用。路器，称为暗备用。 当一个工作电源发生故障被切除后，例如：当一个工作电源发生故障被切除后，例如：进线进线L1故障，故障，QF1断开后，高压母线分段断路断开后，高压母线分段断路器器QF3自动合闸，由另一个工作电源自动合闸，由另一个工作电源L2供给变供给变电所的负荷。电所的负荷。 2)正常运行时，低压母联断路器正常运行时，

11、低压母联断路器QF5断开断开。 低压侧低压侧I段和段和2段母线上的负荷分别由段母线上的负荷分别由l号变压器号变压器和和2号变压器供电，当两台主变压器中有一台发生故号变压器供电，当两台主变压器中有一台发生故障而跳开时，备用电源自投装置则发出控制指令，障而跳开时，备用电源自投装置则发出控制指令，使低压母联断路器使低压母联断路器QF5合上，保证合上，保证I 、2段母线的负段母线的负荷的供电。这种备用电源的配置也属暗备用配置。荷的供电。这种备用电源的配置也属暗备用配置。备用电源自动投入装置备用电源自动投入装置 还有一种备用的方式为变压器备用方式：还有一种备用的方式为变压器备用方式： 即两台变压器一台工

12、作、一台备用，当工作即两台变压器一台工作、一台备用，当工作变压器故障，母线失去电压时，备用电源自动投变压器故障，母线失去电压时，备用电源自动投入装置动作，将备用变压器自动投入运行。入装置动作，将备用变压器自动投入运行。故障录波器故障录波器 为了准确和快速地分析判断电力系统异常运行和各种为了准确和快速地分析判断电力系统异常运行和各种故障原因，针对电力系统运行中出现的问题，制定有效的措故障原因，针对电力系统运行中出现的问题，制定有效的措施，确保电力系统的安全稳定运行，需要一种自动监测记录施，确保电力系统的安全稳定运行，需要一种自动监测记录设备，真实完整的测录异常运行的整个过程和发生故障的暂设备，真

13、实完整的测录异常运行的整个过程和发生故障的暂态过程中模拟信号波形和继电保护装置、开关设备动作时序，态过程中模拟信号波形和继电保护装置、开关设备动作时序，并能对故障特征量进行分析。这种自动监测记录设备就是故并能对故障特征量进行分析。这种自动监测记录设备就是故障录波器。障录波器。什么叫故障录波器？什么叫故障录波器？故障录波器故障录波器 故障录波器的发展：故障录波器的发展：1、光线式故障录波器、光线式故障录波器 它是用感光胶卷、振子来记录电压、电流等电气量的波它是用感光胶卷、振子来记录电压、电流等电气量的波形，在性能方面存在许多缺点。如维护困难、记录长度有限，形，在性能方面存在许多缺点。如维护困难、

14、记录长度有限，感光波卷的置换、冲洗都由发电厂、变电站运行值班入员进感光波卷的置换、冲洗都由发电厂、变电站运行值班入员进行，技术难度大、安全性差、很不方便。行，技术难度大、安全性差、很不方便。 光线式故障录波器起动带延时，光线式故障录波器起动带延时，无记忆功能，不能记录无记忆功能，不能记录故障前的波形，只能记录起动后一段时间的波形，故障前的波形，只能记录起动后一段时间的波形，因此不能因此不能记录从正常到故障后的完整暂态过程。记录从正常到故障后的完整暂态过程。 光线式故障录波器已在我国电力系统中淘汰。光线式故障录波器已在我国电力系统中淘汰。故障录波器故障录波器2、微机型故障录波器、微机型故障录波器

15、 随着计算机、通信和数字处理技术的发展，微机型故障录随着计算机、通信和数字处理技术的发展，微机型故障录波器不仅很好地克服了光线式故障录波器的上述缺点，还能提供波器不仅很好地克服了光线式故障录波器的上述缺点，还能提供打印、显示等各种输出方式，并具有数据远传、在线监测谐波、打印、显示等各种输出方式，并具有数据远传、在线监测谐波、频率、电压等功能。微机型故障录波器能利用频率、电压等功能。微机型故障录波器能利用GPS实现精确对时，实现精确对时，保证不同地点故障录波装置有准确的时序、记录。保证不同地点故障录波装置有准确的时序、记录。 总之，微机型故障录波器从结构和性能上与传统的故障录总之，微机型故障录波

16、器从结构和性能上与传统的故障录波器完全不向，能实现故障记录和故障分析的双重功能并以其完波器完全不向，能实现故障记录和故障分析的双重功能并以其完善的功能和良好的性能，已取代光线式故障录波器，在电力系统善的功能和良好的性能，已取代光线式故障录波器，在电力系统中得到迅速广泛的应用。中得到迅速广泛的应用。 微机型故障录波器不仅成为变电站和发电厂运行的必备监微机型故障录波器不仅成为变电站和发电厂运行的必备监测记录设备，而且也是整个电力系统中信息系统的重要组成部分测记录设备，而且也是整个电力系统中信息系统的重要组成部分。故障录波器故障录波器 一、故障录波器的基本任务一、故障录波器的基本任务 (1)为调度运

17、行部门提供及时处理系统事故所必需的实时故障过为调度运行部门提供及时处理系统事故所必需的实时故障过程数据。程数据。 在系统发生故障等大扰动后，通过远动通道及时提供数据，在系统发生故障等大扰动后，通过远动通道及时提供数据，例如线路继电保护的跳闸命令信号、线路故障电流与母线电压数例如线路继电保护的跳闸命令信号、线路故障电流与母线电压数据、变电所母线到故障点的距离、线路电流何时开断，以及在同据、变电所母线到故障点的距离、线路电流何时开断，以及在同一时标下，不同变电所的继电保护与断路器动作顺序等。一时标下，不同变电所的继电保护与断路器动作顺序等。 通过按时间顺序结合故障区域电网接线，可以在复杂的系统通过

18、按时间顺序结合故障区域电网接线，可以在复杂的系统事故情况下，即时了解事件的发展过程，很容易直接判定继电保事故情况下，即时了解事件的发展过程，很容易直接判定继电保护的正确动作、拒绝动作与误动作，可以极大地缩短系统事故的护的正确动作、拒绝动作与误动作，可以极大地缩短系统事故的处理时间，并可避免在事故处理过程个因忙乱而造成新的事故扩处理时间，并可避免在事故处理过程个因忙乱而造成新的事故扩大和重要设备损坏，从而形成高效能的现代化调度电力系统事故大和重要设备损坏，从而形成高效能的现代化调度电力系统事故处理系统，为缩短电力系统大面积停电时间提供现实的能性。处理系统，为缩短电力系统大面积停电时间提供现实的能

19、性。故障录波器故障录波器 (2)为系统运行分析提供系统电气量随时间过程变化的数据，为系统运行分析提供系统电气量随时间过程变化的数据，掌握系统实际暂态过程情况，积累运行经验，研究运行系统掌握系统实际暂态过程情况，积累运行经验，研究运行系统中存在和可能存在的问题，校核和改进离线分析计算，以期中存在和可能存在的问题，校核和改进离线分析计算，以期在保证系统安全运行的前提下，充分发挥电网的潜力。在保证系统安全运行的前提下，充分发挥电网的潜力。 系统运行分析最为关心的数据是母线电压和频率、线路传系统运行分析最为关心的数据是母线电压和频率、线路传输功率等从事件开始前到事件发生后感兴趣的一段时间内随输功率等从

20、事件开始前到事件发生后感兴趣的一段时间内随时间的变化过程。微机实现的故障录波器则毫无疑问可以方时间的变化过程。微机实现的故障录波器则毫无疑问可以方便地提供这些信息。实时的系统动态数据对提高运行分析水便地提供这些信息。实时的系统动态数据对提高运行分析水平会带来重要影响，这也是近年来动态监测系统受到相当重平会带来重要影响，这也是近年来动态监测系统受到相当重视的一个理由。视的一个理由。故障录波器故障录波器 (3)为继电保护的动作行为分析提供电流电压波形为继电保护的动作行为分析提供电流电压波形与相关参量随时间变化曲线。与相关参量随时间变化曲线。 利用电压、电流波形分析电流互感器及电压利用电压、电流波形

21、分析电流互感器及电压互感器等二次回路的情况，分析继电保护的动作互感器等二次回路的情况，分析继电保护的动作行为。行为。故障录波器故障录波器 二、对故障录波装置的基本要求二、对故障录波装置的基本要求 故障录波器工作特点是扰动时启动，记录变化过程。这和故障录波器工作特点是扰动时启动，记录变化过程。这和电力系统中装设的另一类电力系统中装设的另一类稳态监测装置稳态监测装置是完全不同的。尽管是完全不同的。尽管目前这类装置也扩展了一定信息追忆功能。目前这类装置也扩展了一定信息追忆功能。 这两者的本质区别是前者能描述暂态过程，而后者只反映这两者的本质区别是前者能描述暂态过程，而后者只反映稳态过程。稳态过程。 按照正确响应暂态过程的任务特点，电力系统故障动态按照正确响应暂态过程的任务特点，电力系统故障动态记录的基本要求主要有以下几条：记录的基本要求主要有以下几条： (1)录波的真实性。录波的真实性。 录波波形录波波形(或数据或数据)应不失真地反映一次系统的各种变化。应不失真地