电力系统振荡的安全处理方法探讨

正常运行时，由于系统内部短路、大容量发电机跳闸（或失磁）、突然切除大负荷线路、系统负荷突变、电网结构及运行方式不合理等，以及系统无功电力不足引起电压崩溃、联络线路跳闸及非同期并列操作等原因，使电力系统的稳定性遭破坏。由于这些事故，造成系统之间失去同步，因而称之为振荡。

系统振荡时，系统各点的电压，频率都要发生小扰动，联络线的电流和功率将产生剧烈振荡。系统各部分之间虽有电气联系，但送端频率升高，而受端频率降低，并有摆动。

1.引起非振荡的原因

（1）电力系统静态稳定或暂态稳定被破坏。

（2）两电源之间非同步合闸未能拖入同步和发电机失去励磁等。2.系统非周期振荡的象征

（1）电压、电流、有功功率和无功功率表的指示出现周期性地剧烈摆动，送端系统频率升高，而受端系统频率降低，并有摆动。

（2）电压波动大，照明灯忽明忽暗，硅整流可能跳闸。

（3）220kV主变压器、馈线和联络线有功、无功功率表往复摆动，且变压器发出周期性的轰鸣声。

3.发生系统振荡事故的处理

系统发生振荡事故时的处理方法见表8.19。

表8.19　发生系统振荡事故时的处理方法

当系统失步时，变电所的值班人员应在自己所在的变电所的范围内，执行自己的任务。处理方法视情况选择：

（1）执行调度命令，调整负荷。或根据调度命令，按事故拉闸顺序限负荷。

（2）不待调度命令，投入电容器组。调整调相机和静止补偿器的无功出力，直至最大。

（3）执行调度命令，进行系统同步的并、解列操作。(www.xing528.com)

（4）事故时，监视设备的运行情况。

【系统振荡解列事故实例】 单相接地故障引起断路器失灵造成系统振荡事故。

（1）事故前系统运行方式：1985年5月24日事故前系统频率50.1Hz，四省联网运行，500kV某双线、WY线及220kV主要联络线均投入正常运行方式，W 变电所因220kV母联断路器W 线一隔离开关及3＃母线电压互感器检修，3＃母线停电，4＃母线为单母运行，同时W 下二回线停电检修。事故前系统有关一次接线见图8-20。

图8-20　W变电所一次系统接线图

（2）事故经过：事故前系统频率某220kV变电所因杆塔上有一条长7m的电容器锡铂纸带引起B相导线对铁塔放电，造成单相非金属接地短路故障，使用××线04开关高频相差及零序方向过流Ⅰ段保护动作B相跳闸。单相重合成功，W 变22断路器高频相差保护

0.13s动作三相跳闸（因系统稳定要求索W 变22断路器重合闸装置停用），致使两省网解列，解列后另一省网频率下降至48.63Hz，致使某220kV变电所低频装置动作，全所停电，同时×500kVW 变28高频相差保护（JGX—11A）因发讯机放大管4T2基极上的偏置电阻4RQ至电源的印刷电路板铜泊开焊，导致收不到对方讯号，致使W 变28断路器误动，在事故发生约0.6s时，W 变220kV下Ⅰ回线W39断路器失灵保护误动作，切除220kV其他出线及1＃、2＃主变断路器，造成×500kVW 变220kV母线全线停电，电网发生振荡，振荡解列装置跳闸，使另一省网与主网解列。

（3）事故扩大的原因：一杆塔上长7m的电容金属箔纸，经风吹至B相导线放电所致。WC线故障跳闸后，引起W 变220kV母线失灵保护误动，切除W 变电所220kV出线所有开关，引起W 变220kV母线全停，扩大事故原因，纯属误动，系W 下一回4＃母线39断路器起动失灵，保护二次回路存在着寄生回路，由于W 下一回线投产时修改设计图纸，安装人员在施工时错误理解修改意图，未拆除如图8-21所示的3n50～3n52至R、S、T之间的联络线所造成。

图中WC线故障切除及WQⅡ回线相差高频保护误动跳闸后，虽然W22及W28的失灵保护启动继电器和电流继电器接点已经断开，但由于W39的失灵保护启动回路因二次接线存在接线寄生回路使20ZJ继电器误起，并自保持，W39LJB电流继电器又处在动作状态故6SJ始终励磁，正电流经6SJ延时0.3s启动W220kV母差保护出口中间继电器，切除W变220kV母线出线其余所有断路器。通过现场试验拆除3n50～3n52至R、S、T之间的错误联线，则寄生回路消除，动作情况正常。

（4）通过模拟分析认为：W 变220kV失灵保护误动，母线全停后，系统出现振荡。

图8-21　W变电所二次接线图

送端电厂发电机功率过剩，频率升高，且属同步摇摆。暂态过程中，××电厂等，三个电厂机组之间相对角小于90°。特别是该系统一条单回110kV线联系较弱而且转移功率较大，致使无功损耗急剧增加，使该区域电压大幅下降，成为振荡中心。

使两电厂机组同摆，两机组转子相对角在30°～60°范围内变化，其中一机组超前另一电厂机组之间的绝对角180°，致使该处振荡装置动作，使另一省网解列。从事故波形图分析，在联系薄弱的线路，系统振荡初期明显摆动，继后，摇摆加剧，若事故时能及时切除该线路其效果最好，此时系统之间机组相对角虽然增大，但经过第一个最大值后，作同步衰减。中枢点电压逐渐恢复。

（5）事故影响：事故的影响除造成系统振荡外，事故后总计切除负荷约21万kW，少送电量约1.5万kW·h。