摘要：安全稳控装置作为电力系统第二道防线关键设备，对保障电力系统稳定运行具有重要作用。近些年国内外发生的几次大停电事故凸显了电力系统的脆弱性，需要改进完善原有控制方法，实现电力系统全网稳定控制。稳定控制判据对于稳控系统安全稳定运行至关重要，本文主要分析了稳控装置跳闸判据在系统中存在的问题及改善方法，从而大大提高了稳控装置的可靠性。
关键词：稳控装置；跳闸判据
1.引言
1.1电力系统稳控装置的作用
电网安稳装置是为保证电力系统在遇到大扰动时的稳定性而在电厂或变电站内装设的控制设备，实现切机、切负荷、快速减出力、直流功率紧急提升或回降等功能，是保持电力系统安全稳定运行的第二道防线。
1.2电力系统稳控装置有关判据
1.2.1 线路、主变及机组的投停状态判别：
（1）采用有功功率值（P＞PT），判别线路、主变、机组的投/停运行状态
投运状态：P>PT或I>IT （PT为投运的功率门槛值、IT为投运的电流门槛值）；
停运状态：P<PT，且I<IT。
（2）对某些联络线正常潮流可能为零的线路，应采用断路器位置信号（HWJ）进行判断
投运状态：HWJ为闭合；
停运状态：HWJ为断开；不对应状态：HWJ为断开，但P>PT或I>IT，判为投运状态，发告警信号。
1.2.2 交流系统故障类型判据：
突变量启动
P-0.2S ≥ PS1 （事故前有功功率应大于定值PS1）
Pt ≤ PS2 （事故后有功功率应小于定值PS2）
两相电流 I ≤ IS1（电流应小于投运电流，躲过充电电流）
电流变化量满足
t≥tS1（确认满足上述判据的延时）
式中：PS1应小于对稳定有影响的输送功率值；PS2应稍大于0，且大于零功率时的最大漂移值；投运电流IS1应略大于空载线路的充电电流；延时是为了防止在潮流转移过程中引起误判为设备跳闸；|ΔI|dt为浮动门槛；α、β 为系数。
稳定控制判据对于稳控系统安全稳定运行至关重要，本文主要分析了稳控装置跳闸判据在系统中存在的问题及改善方法，从而大大提高了稳控装置的可靠性。
2判据有关判别条件的作用、含义及定值设定
（1）突变量启动是为了捕捉到系统的扰动，使装置做好事故判别的准备，并确定跳闸前电气量的初始状态值。
（2）P-0.2S是跳闸前200ms有功功率值，定值PS1愈大对判别愈有利，但该值必须小于对稳定有影响的线路输送功率值。
（3）Pt是跳闸后测到的有功功率值，线路本侧跳闸后该值为零，定值PS2愈小对判别愈有利，但考虑到测量回路可能存在的误差，一般对于500kV线路建议定值PS2设为10~20MW。
（4）判据中引进电流 I ≤ IS1条件主要是考虑到当TV回路断线时上述三个条件也能满足，在出现这种情况时用此条件闭锁判据的进一步判断。IS1是线路的投运电流定值，IS1应略大于本线在对侧跳闸后线路空载电容电流，一般建议IS1设为充电电流ILC实际测量值的1.2倍。
（5）电流变化量ΔI判别条件主要用于区分系统失步振荡等变化相对缓慢的动态过程。式中|ΔI|dt为浮动门槛；α、β 为系数，注意ΔI为电流有效值当前值与一个周期前值之差，且为负值，此值存在时间短暂。采用浮动门槛技术可以跟踪电流的变化，使判别更为有效。
3.输电线路跳闸判据应用中存在问题的分析
3.1软件程序编制问题导致的误判。
软件编制的问题集中在对电流变化量ΔI判别条件的处理方面：电流变化量ΔI是在线路跳闸后瞬间出现的一个量，如图1所示，设t1时刻装置启动，在t2-t5（Δt）时间段内满足ΔI条件，在Δt期间电流I与有功P分别在t3、t4时刻满足定值条件，或者说在Δt期间电流I与有功P也应相继达到动作定值的条件，延时t1就应从t4时刻开始计时。如果人为将ΔI满足条件的Δt展宽（任何一种形式的展宽），都不符合跳闸判据设计的原意，以致出现扰动后的数百毫秒还判为跳闸的错误结果。图2所示就是这种情况，电流I与有功P满足定值条件的时刻t3、t4在Δt以后，本不应判为跳闸，但由于人为将ΔI展宽为Δt´（t2∼t5´），t3、t4就在展宽的Δt´范围内，也就发生了误判该线路跳闸的事件。
图1线路对侧跳闸过程中电气量变化对应关系图
3.2定值设置不当引起误判。
定值设置不当主要有以下几种情况：线路投运电流设置过大（例如500kV线路设为400A），在线路送电功率低于350MW情况下电流判别条件失去作用；线路投运电流设置过小，当IS1小于线路空载电容电流时，如果发生线路对侧跳闸则装置就无法判出跳闸事故，使整套稳控系统拒动；事故前功率PS1设置较小、事故后功率PS2又设置较大，则线路功率的较大扰动就较容易引起误判。
3.3软件存在的问题
目前进行稳控装置试验验收的各种检测仪器设备还不能正确地模拟潮流转移等动态过程中电气量的变化过程，因此在验收试验中发现不了软件存在的上述问题，导致装置误判线路或变压器跳闸的事件仍时有发生。
图2 ΔI展宽引起线路潮流变化过程误判跳闸示意图
4.防止输电线路跳闸判据误判的措施
（1）稳控装置生产厂家应认真检查所提供设备的跳闸判据程序是否存在上述误区，及时改正软件的问题，这可防止以往发生的绝大多数跳闸误判事件。
（2）稳控系统的运行管理人员应了解跳闸判据的判别条件，从电网的运行方式安排上考虑装置误判可能引起的后果，并设法将装置误动作造成的损失控制在可以接受的范围内；根据具体应用场合和厂家有关说明确定判据中使用的相关定值，切实防止稳控装置因定值问题导致的误动和拒动事故。
（3）对于省网送出联络线的断面跳闸判断，解决的是送端电网的频率升高问题，建议增加送端电网频率升高的辅助判据，能有效防止误判联络线跳闸所造成的后果。
（4）对于联络线送端一侧母线或附近存在大电源送出线的情况，可考虑引入大电源送出线的有功信息，当大电源送出线有功突然大幅度降低时，立即闭锁该联络线跳闸的判断。
5.结论
安全稳定控制系统在提高电网输送能力、防止大事故方面发挥着重要作用，但稳控装置的跳闸判据存在一些缺陷，使得电网多次发生大的事故，本文分析了稳控装置跳闸判据存在的问题，并制定了防止输电线路跳闸判据误判的措施，为稳控装置的可靠运行提供了有力帮助。
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作者简介：
周鹏（1986—），男，工程师，调控运行专业
李沛（1986—），女，工程师，电力安全专业
论文作者:周鹏1,李沛2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
标签：判据论文; 电流论文; 装置论文; 线路论文; 功率论文; 定值论文; 电网论文; 《电力设备》2018年第24期论文;