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1、电力系统安全稳定控制装置及应用 概述一、RCS-992区域稳定控制装置二、电力系统失步解列装置三、电力系统频率电压紧急控制装置南京南瑞继保电气有限公司 概述：概述：RCSRCS系列安全稳定控制装置系列安全稳定控制装置区域稳定控制装置区域稳定控制装置RCS-992RCS-992主机主机RCS-990RCS-990从机从机MUX-22MUX-22等复接设备：光纤复接、光电转换等复接设备：光纤复接、光电转换RCS-991ARCS-991A、B B 稳定控制装置稳定控制装置RCS-993ARCS-993A、B B失步解列装置失步解列装置RCS-993CRCS-993C低频振荡检测装置低频振荡检测装置R
2、CS-994ARCS-994A、B B频率电压紧急控制装置频率电压紧急控制装置RCS-993DRCS-993D、E E失步解列与频率电压紧急控制装置失步解列与频率电压紧急控制装置TSCTSC稳定控制在线预决策系统稳定控制在线预决策系统采用主从机结构，实现分散式布置；采用主从机结构，实现分散式布置；高速的数字通信接口，易于扩展，高速的数字通信接口，易于扩展，能满足大型稳控系统的要求。能满足大型稳控系统的要求。配置简单、操作方便，主要用于单厂配置简单、操作方便，主要用于单厂站稳定控制措施的实现或作为稳控子站稳定控制措施的实现或作为稳控子站站/执行站执行站。当电力系统失步时，做出相应的处理：当电力系
3、统失步时，做出相应的处理：解列、切机、切负荷或启动其它使系解列、切机、切负荷或启动其它使系统再同期的控制措施。统再同期的控制措施。作为电力系统发生低频功率振荡作为电力系统发生低频功率振荡(同同步振荡步振荡)时的检测或控制装置。时的检测或控制装置。RCS-994ARCS-994A主要用于低频低压减载或低频主要用于低频低压减载或低频低压解列、低频自启动水轮发电机组。低压解列、低频自启动水轮发电机组。RCS-994BRCS-994B除了具有低频、低压控制功能除了具有低频、低压控制功能以外，还具有过频切机，过频或过压解列。以外，还具有过频切机，过频或过压解列。将失步解列功能与频率电压紧急控制将失步解列
4、功能与频率电压紧急控制功能集中在同一装置中实现。功能集中在同一装置中实现。立足于现在最新的技术和现有的实际立足于现在最新的技术和现有的实际基础，以实用为主；基础，以实用为主；TSCTSC系统目前已通过项目鉴定，成为系统目前已通过项目鉴定，成为国内第一套投跳闸运行的省级在线稳国内第一套投跳闸运行的省级在线稳定控制系统。目前南方电网在线安全定控制系统。目前南方电网在线安全稳定控制系统已通过验收。稳定控制系统已通过验收。RCSRCS992992分分布布式式区区域域稳稳定定控控制制系系统统（装装置置）主主要要用用于于区区域域电电网网及及大大区区互互联联电电网网的的安安全全稳稳定定控控制制，尤尤其其适适
5、合合区区域域的的多多个个厂厂站站的的稳稳定定控控制制系系统统，也也可可用用于于单单个个厂厂站站的的安安全全稳稳定定控控制制。该该装装置置包包含有含有2 2项国家技术发明专利项国家技术发明专利。荣获荣获20052005年度年度“中国电力科学技术奖中国电力科学技术奖”二等奖。二等奖。一、一、RCS992RCS992区域稳定控制系统区域稳定控制系统关键技术特点与优势关键技术特点与优势关键技术特点与优势关键技术特点与优势一、严格的质量保证一、严格的质量保证二、可靠的软硬件平台二、可靠的软硬件平台三、成熟的判据和先进的原理三、成熟的判据和先进的原理四、便捷的调试手段和完善的系统验证四、便捷的调试手段和完
6、善的系统验证五、系统分析与计算五、系统分析与计算一、严格的质量保证一、严格的质量保证一、严格的质量保证一、严格的质量保证我们认为，原理再先进、设计再可靠的装置，没我们认为，原理再先进、设计再可靠的装置，没有一个严格质量保证的生产过程是万万不行的，有一个严格质量保证的生产过程是万万不行的，尤其对于稳定控制装置这种对可靠性和安全性要尤其对于稳定控制装置这种对可靠性和安全性要求极高的设备来说，求极高的设备来说，严格的质量保证严格的质量保证可以说和先可以说和先进的原理，可靠的设计同等重要。进的原理，可靠的设计同等重要。一、严格质量保证一、严格质量保证一、严格质量保证一、严格质量保证我们公司对任何产品的
7、生产流程都是：我们公司对任何产品的生产流程都是：元器件筛选元器件筛选 单板测试单板测试整机测试整机测试整屏测试整屏测试静态模拟试验：包括数字仿真试验静态模拟试验：包括数字仿真试验动态模拟试验：针对稳控装置和高压保护动态模拟试验：针对稳控装置和高压保护系统联合调试：针对稳控系统系统联合调试：针对稳控系统二、可靠的软硬件平台与完善的系统功能二、可靠的软硬件平台与完善的系统功能二、可靠的软硬件平台与完善的系统功能二、可靠的软硬件平台与完善的系统功能2.1 硬件平台硬件平台2.2 软件平台软件平台2.3 通信通信2.4 系统功能系统功能2.1 2.1 硬件平台硬件平台硬件平台硬件平台 一台主机提供8个
8、光纤通信接口，其中最多4个用于与从机的连接。剩余4个接口用于站间通信。提供13个弱电开入。除了常用的“通道投入”、“复归”等开入，剩下基本用于运行方式的开入。主机不提供出口接点。每台从机能采集6个单元的三相电流和三相电压，共36路模拟量。提供25个弱电开入或20个强电开入。每台从机能提供13组独立出口，每组2副接点。在某些功能中可通过组态整定控制接点的输出。一台主机最多配置四台从机，每台从机通过逻辑CPU上的多模光纤口与主机通信。屏内2M光纤屏内2M光纤稳控站装置配置图稳控站装置配置图稳控站装置配置图稳控站装置配置图模拟量（模拟量（3636个）、开入量采样（个）、开入量采样（2525个）；个）
9、；检测接入装置的线路、主变、发电机、母线的运行状态，检测接入装置的线路、主变、发电机、母线的运行状态，判别故障类型；判别故障类型；与主机通信，上送本站状态量；与主机通信，上送本站状态量；本地功能（频率电压紧急控制等）；本地功能（频率电压紧急控制等）；接收主机命令输出跳闸；接收主机命令输出跳闸；RCS-990RCS-990从机主要功能从机主要功能从机主要功能从机主要功能区域稳控系统结构图区域稳控系统结构图区域稳控系统结构图区域稳控系统结构图主从式单层结构配置图区域稳控系统结构图区域稳控系统结构图区域稳控系统结构图区域稳控系统结构图复合式多层结构配置图RCS-990从机硬件配置示意图从机硬件配置示
10、意图RCS-992主机硬件配置示意图主机硬件配置示意图2.2 2.2 软件平台软件平台软件平台软件平台通用的、标准化的软件模块通用的、标准化的软件模块，最大限度减少工程软，最大限度减少工程软件的开发量，大大降低二次开发出错的概率。件的开发量，大大降低二次开发出错的概率。并行实时计算并行实时计算 故障全过程对所有策略进行实时计算。即在每一个采样间故障全过程对所有策略进行实时计算。即在每一个采样间隔内（隔内（0.833ms0.833ms）对所有策略完成计算，并留有裕度。）对所有策略完成计算，并留有裕度。因此，因此，装置中各策略功能的计算互不影响，均能正确反应。装置中各策略功能的计算互不影响，均能正
11、确反应。多种启动元件多种启动元件 不同的功能均有对应的启动元件，所有故障元件都必须在不同的功能均有对应的启动元件，所有故障元件都必须在相应启动元件动作后开始逻辑判断和出口。相应启动元件动作后开始逻辑判断和出口。2.3 2.3 通信通信通信通信区域稳定控制系统中通信的重要性越来越突出，因区域稳定控制系统中通信的重要性越来越突出，因此，站间通信的可靠性十分重要。此，站间通信的可靠性十分重要。保证在工频的保证在工频的3030度（度（1.667ms1.667ms）内全网交换一次数据）内全网交换一次数据与命令，对通道数据与命令有严格的校验，包括多与命令，对通道数据与命令有严格的校验，包括多帧数据确认、帧
12、数据确认、CRCCRC校验、地址校验、特征码校验、反校验、地址校验、特征码校验、反码校验以及和校验等，保证了通道信息的正确性，码校验以及和校验等，保证了通道信息的正确性，经过上述校验，理论上通信误码的概率是经过上述校验，理论上通信误码的概率是101050 50。同步通信帧格式同步通信帧格式同步通信帧格式同步通信帧格式word1反码链路层帧头0 x7e应用层特征码地址码word1word2word2反码。校验码（求和校验）CRC码CRC-16帧尾0 x7e 2.3 2.3 通信通信通信通信我们还研发了专用的我们还研发了专用的通道录波装置通道录波装置，实时，实时记录通道上出现的任何异常数据报文和事
13、记录通道上出现的任何异常数据报文和事故后的正常命令报文，在系统正常运行时故后的正常命令报文，在系统正常运行时及时提醒运行人员，在事故发生后帮助技及时提醒运行人员，在事故发生后帮助技术人员分析事故。通过便利的分析软件，术人员分析事故。通过便利的分析软件，使原本不可视的通道信息变得易于掌控。使原本不可视的通道信息变得易于掌控。2.4 2.4 系统功能系统功能系统功能系统功能 下面结合几个具体工程实例说明稳控系统下面结合几个具体工程实例说明稳控系统在系统功能实现时的在系统功能实现时的“防误防误”、“防拒防拒”措施。措施。福建电网福建电网500kV结构简图结构简图 南方电网结构简图南方电网结构简图南方
14、电网交直流稳控系统站间联系图南方电网交直流稳控系统站间联系图成熟的判据和先进的原理成熟的判据和先进的原理成熟的判据和先进的原理成熟的判据和先进的原理故障跳闸判据故障跳闸判据 使使用用LFP-900LFP-900 、RCS-900RCS-900系系列列高高压压线线路路保保护护的的原原理理中中成成熟熟可可靠靠的的距距离离继继电电器器元元件件进进行行故故障障范范围围的的确确定定，同同时时利利用用线线路路保保护护中中成成熟熟的的I I0 0与与I I2A2A比比相相选选相相元元件件进进行行故故障障选选相相，再再辅辅助助以以相相应应的的保保护护装装置置的的跳跳闸闸节节点进行故障的确认。点进行故障的确认。
15、装装置置判判别别使使用用二二段段式式相相间间距距离离继继电电器器和和接接地地距距离离继继电电器器，继继电电器器由由正正序序电电压压极极化化，因因而而有有较较大大的的测测量量故故障障过过渡渡电电阻阻的的能能力力；接接地地距距离继电器设有零序电抗特性，可防止接地故障时继电器超越。离继电器设有零序电抗特性，可防止接地故障时继电器超越。正序极化电压较高时，由正序电压极化的距离继电器有很好的正序极化电压较高时，由正序电压极化的距离继电器有很好的方向性；当正序电压下降至方向性；当正序电压下降至15%15%UnUn以下时，进入三相低压程序，由正序以下时，进入三相低压程序，由正序电压记忆量极化，电压记忆量极化
16、，、段距离继电器在动作前设置正的门坎，保证段距离继电器在动作前设置正的门坎，保证母线三相故障时继电器不可能失去方向性；继电器动作后则改为反门母线三相故障时继电器不可能失去方向性；继电器动作后则改为反门坎，保证正方向三相故障继电器动作后一直保持到故障切除。坎，保证正方向三相故障继电器动作后一直保持到故障切除。成熟的判据和先进的原理成熟的判据和先进的原理成熟的判据和先进的原理成熟的判据和先进的原理故障跳闸判据故障跳闸判据 故障跳闸判据经过故障跳闸判据经过LFPLFP系列、系列、RCSRCS系列高压线路保护系列高压线路保护十多年的可靠运行所检验，原理正确可靠。应用到稳控系十多年的可靠运行所检验，原理
17、正确可靠。应用到稳控系统后，运行也十分可靠。统后，运行也十分可靠。四、便捷的调试手段和完善的系统验证四、便捷的调试手段和完善的系统验证四、便捷的调试手段和完善的系统验证四、便捷的调试手段和完善的系统验证便捷、可靠的调试手段：便捷、可靠的调试手段：1 1）与装置配套提供调试软件，使调试、整定和）与装置配套提供调试软件，使调试、整定和运行维护更加方便快捷。运行维护更加方便快捷。如图如图 2 2）使用便携式调试仪）使用便携式调试仪HELP90BHELP90B模拟跳闸、短路模拟跳闸、短路故障、过载、系统振荡、低频、低压、过频等。故障、过载、系统振荡、低频、低压、过频等。3 3）根据实际工程需要，设计一
18、套完整的试验定）根据实际工程需要，设计一套完整的试验定值，以通过数字模拟的方式给稳控装置输入各值，以通过数字模拟的方式给稳控装置输入各种模拟量、状态量、以及跳闸、故障等扰动信种模拟量、状态量、以及跳闸、故障等扰动信息。息。完善的系统验证完善的系统验证 1 1）有关安全稳定控制的一系列产品已形成较大的规模，）有关安全稳定控制的一系列产品已形成较大的规模，我们的工程调试部门预备了百余套稳控装置，可以根据我们的工程调试部门预备了百余套稳控装置，可以根据用户实际需求配置大规模区域稳控系统，在实验室中模用户实际需求配置大规模区域稳控系统，在实验室中模拟整个稳控系统。设备出产后，由于策略表的修改而需拟整个
19、稳控系统。设备出产后，由于策略表的修改而需要对稳控系统的软件进行修改，在现场一般不具备完善要对稳控系统的软件进行修改，在现场一般不具备完善的调试条件。的调试条件。2 2）利用现场数据回放技术，基于现场录波数据或）利用现场数据回放技术，基于现场录波数据或BPA/PSASPBPA/PSASP电力系统分析程序的仿真结果，真实地再现电力系统分析程序的仿真结果，真实地再现系统事故的发生过程，进一步验证稳控系统的动作行为。系统事故的发生过程，进一步验证稳控系统的动作行为。3 3）研制了基于）研制了基于GPSGPS同步对时的试验仪，为系统联调，同步对时的试验仪，为系统联调，整组测试创造了很好的条件。整组测试
20、创造了很好的条件。完善的系统验证完善的系统验证 4 4）形成了一整套稳控系统调试大纲（包括出厂调试大）形成了一整套稳控系统调试大纲（包括出厂调试大纲、现场调试大纲、稳控系统现场调试人员手册）。这纲、现场调试大纲、稳控系统现场调试人员手册）。这大大降低了由于调试人员的人为疏忽造成事故的概率。大大降低了由于调试人员的人为疏忽造成事故的概率。这一整套稳控系统调试大纲已经在即将出台的国家标准这一整套稳控系统调试大纲已经在即将出台的国家标准安全自动装置技术条件、安全自动装置检验规范安全自动装置技术条件、安全自动装置检验规范中得到了大量的引用。中得到了大量的引用。五、系统分析与计算五、系统分析与计算五、系
21、统分析与计算五、系统分析与计算可以协助用户进行稳定分析、策略计算。可以协助用户进行稳定分析、策略计算。（1 1）西北电网）西北电网750750kVkV输变电工程安全稳定控制系统的研究输变电工程安全稳定控制系统的研究（2 2）南方电网稳定控制策略研究、定值制定工作、失步解列配合）南方电网稳定控制策略研究、定值制定工作、失步解列配合研究研究（3 3）云南电网）云南电网0606年安稳策略校验，贵州电网年安稳策略校验，贵州电网0606年度安全稳定与控年度安全稳定与控制策略研究制策略研究（4 4）海南电网安全稳定分析及措施研究、高周切机方案研究、电）海南电网安全稳定分析及措施研究、高周切机方案研究、电网
22、防台方案研究网防台方案研究（5 5）湖北电网在线稳定分析及控制决策系统可行性研究）湖北电网在线稳定分析及控制决策系统可行性研究（6 6）西藏藏中电网稳定分析和策略制定工作）西藏藏中电网稳定分析和策略制定工作（7 7）大连石化暂态安全稳定控制装置配置方案的研究）大连石化暂态安全稳定控制装置配置方案的研究（8 8）参与多次电网事故的分析工作：先后协助分析南方电网功率）参与多次电网事故的分析工作：先后协助分析南方电网功率振荡事件、华北电网稳控装置动作、西藏电网频率不稳事故、等振荡事件、华北电网稳控装置动作、西藏电网频率不稳事故、等等。等。调试分析软件调试分析软件 调试分析软件调试分析软件 稳控装置管
23、理系统配置图稳控装置管理系统配置图稳控装置管理系统配置图稳控装置管理系统配置图100 Mb/s Ethernet GPS规约转换和接口设备AD-10F100 Mb/s 光纤以太网光纤以太网2M/S SDH网网100 Mb/s Ethernet 交换机RCS-9882100 Mb/s 光纤以太网光纤以太网规约转换和接口设备AD-10H100 Mb/s 光纤以太网光纤以太网主控室站端通信机房调度端通信机房管理中心稳控系统管理主机工程师站操作员站RCS-992RCS-992于于20032003年年1111月通过鉴定，鉴定结月通过鉴定，鉴定结论为论为国际先进国际先进。鉴定委员会一致认为，鉴定委员会一致
24、认为，RCS-992RCS-992型分布式电型分布式电力系统安全稳定控制装置设计合理，原理先进，力系统安全稳定控制装置设计合理，原理先进，性能优越，调试维护方便，可适用电力系统的安性能优越，调试维护方便，可适用电力系统的安全稳定控制。装置在通信体系、无故障跳闸判别全稳定控制。装置在通信体系、无故障跳闸判别方面有创新。方面有创新。装装置置的的主主要要技技术术性性能能指指标标处处于于国国际际同同类类装装置置的的先先进进水水平平，装装置置的的硬硬件件平平台台处处于于国国际际同同类类装装置置的领先水平。的领先水平。鉴定与运行鉴定与运行鉴定与运行鉴定与运行RCS-992RCS-992区域稳定控制装置。截
25、止区域稳定控制装置。截止2002007 7年年7 7月，月，已有已有800800余套装置在全国各大电网、电厂成功投余套装置在全国各大电网、电厂成功投入运行，运行情况良好。入运行，运行情况良好。RCS-991A/BRCS-991A/B稳定控制装置。截止稳定控制装置。截止20062006年年7 7月，已月，已有有200200余套装置在全国各大电网、电厂成功投入余套装置在全国各大电网、电厂成功投入运行，运行情况良好。运行，运行情况良好。RCS-992RCS-992、RCS-991ARCS-991A稳定控制装置自投运以来，稳定控制装置自投运以来，多次正确动作，作为电力系统第二道防线，为多次正确动作，作
26、为电力系统第二道防线，为电网安全稳定运行起到了重要的作用。电网安全稳定运行起到了重要的作用。五、工程应用与业绩五、工程应用与业绩以下列举近年来的一些重要工程：以下列举近年来的一些重要工程：1 1、南方电网公司稳控工程。、南方电网公司稳控工程。2 2、广东电网安全稳定控制系统、广东电网安全稳定控制系统3 3、云南电网稳控工程、云南电网稳控工程4 4、贵州电网稳控工程、贵州电网稳控工程5 5、福建电网在线稳定控制系统、福建电网在线稳定控制系统五、工程应用与业绩五、工程应用与业绩以下列举近年来的一些重要工程：以下列举近年来的一些重要工程：6 6、山东威海稳控系统、山东威海稳控系统7 7、华北电网京津
27、南部稳控工程、华北电网京津南部稳控工程8 8、河南禹州外送稳控工程（、河南禹州外送稳控工程（7 7个站）个站）9 9、湖湖北北宜宜昌昌白白家家冲冲变变、咸咸宁宁、蒲蒲圻圻电电厂厂、蒲蒲圻圻变稳控工程；变稳控工程；1010、河北电网区域稳控工程、河北电网区域稳控工程1111、华东电网、华东电网500500kVkV肥西变、西梁山稳控工程肥西变、西梁山稳控工程五、工程应用与业绩五、工程应用与业绩以下列举近年来的一些重要工程：以下列举近年来的一些重要工程：1212、山东电网稳控工程、山东电网稳控工程1313、浙江过载联切工程、浙江过载联切工程1414、浙江舟山安稳系统、浙江舟山安稳系统1515、内蒙古
28、德岭变、呼伦贝尔变、内蒙古德岭变、呼伦贝尔变1616、西藏电网青藏铁路稳控工程西藏电网青藏铁路稳控工程五、工程应用与业绩五、工程应用与业绩以下列举近年来的一些重要工程：以下列举近年来的一些重要工程：1717、广东电网深圳地区稳定控制系统、广东电网深圳地区稳定控制系统1818、广东电网中山地区稳控工程、广东电网中山地区稳控工程1919、华北山东电网联网稳控、华北山东电网联网稳控2020、华华北北山山西西500500kVkV雁雁同同变变、500500kVkV神神头头一一电电厂厂稳控工程稳控工程2121、国调黄渡白鹤稳控工程、国调黄渡白鹤稳控工程2222、广广西西祥祥周周变变、百百色色电电厂厂、百百
29、色色变变、北北海海电电厂、北海变、古顶水变、融安变稳控工程厂、北海变、古顶水变、融安变稳控工程五、工程应用与业绩五、工程应用与业绩以下列举近年来的一些重要工程：以下列举近年来的一些重要工程：2323、海南稳控工程、海南稳控工程2424、东北电网鲁北输变电工程稳控系统、东北电网鲁北输变电工程稳控系统2525、新疆电网稳定控制系统、新疆电网稳定控制系统2626、东北大兴安岭地区稳控系统、东北大兴安岭地区稳控系统2727、上海崇明稳控系统、上海崇明稳控系统典型工程应用典型工程应用 以下介绍几个典型的安稳控制系统：以下介绍几个典型的安稳控制系统：南方电网主网结构图南方电网主网结构图南方电网安稳简介南方
30、电网安稳简介南方电网是目前我国唯一已投入运行的交直流混联系统，现有“六交四直”的西电东送通道。南方电网主网常年接近稳定极限运行，暂态稳定问题突出，需要在主网和送、受端安装安全稳定控制系统。南方电网安稳系统是目前国内同时也是世界规模最大、最复杂的交直流混联安全稳定控制系统，由贵广交直流安稳系统、天广交直流安稳系统、三广直流安全稳定控制系统、贵州电网安全稳定控制系统、云南电网安全稳定控制系统、广东电网安全稳定控制系统经通道相连构成，约150个站组成。其中所有主站、80左右的子站和60左右的执行站采用了我公司的RCS-992安全稳定控制装置。南方电网安稳简介南方电网安稳简介据不完全统计，2004年以
31、来，江城直流发生过两次双极闭锁，安稳装置均正确判出，由于故障发生时送电功率较小，安稳装置正确判断而不出口动作，电网保持稳定。高肇直流多次发生单极闭锁（尚未发生过双极闭锁），安稳系统都正确判出。安稳系统向直流极控发送的功率限制、功率提升、功率回降等功能也已得到试验验证。高肇直流2004年12月4日发生单极故障再启动不成功闭锁单极故障，安稳装置也正确判出。高肇直流（直流功率3000MW）2006年5月23日发生双极相继闭锁故障，安稳装置也正确判出。南方电网安稳简介南方电网安稳简介在2006年南方电网安全稳定控制系统改造过程中，其中南方电网安全稳定控制系统A系统5月1日投入试运行，5月8日19时00
32、分，高肇直流双极闭锁，直流功率3000MW，我公司生产的安全稳定控制A、B系统均正确动作，处于投运状态的B系统（改造前2005年的策略）切除贵州黔北电厂、纳雍一厂各一台发电机，保持了系统的安全稳定运行。处于投信号状态的A系统也正确动作，在试运行模拟实验定值条件下，切贵州机组1578MW，切广东负荷1478MW，从贵州到广东执行站，42个变电站的装置全部正确动作。南方电网交直流稳控系统站间联系图南方电网交直流稳控系统站间联系图云南电网安稳简介云南电网安稳简介云南电网安稳简介云南电网安稳简介贵州电网安稳简介贵州电网安稳简介华北京津南部电网华北京津南部电网500kV系统接线图系统接线图华北京津南部电
33、网安稳简介华北京津南部电网安稳简介2005年华北电网发展迅速，最大负荷达到8557万千瓦，西电东送电力最大达到1080万千瓦，发展成为以500kV电网配置资源为主的特大型电网。2006年，华北电网中500kV电网（包括并网电厂）配置资源将占到京津唐电网电力平衡的65%，500kV线路的潮流输送功率很大。500kV网架故障情况下，潮流转移量非常大，严重威胁电网的安全稳定。通过对2006年的方式分析，京津南部受电断面（大房双房保线保霸线）已成为华北电网中最突出的薄弱环节，当发生严重故障时，必须采取果断措施，才能保证华北主网的安全稳定运行。华北京津南部电网稳定控制系统已于2006年3月投入试运行,6
34、月份投入运行。华北京津南部电网安稳简介华北京津南部电网安稳简介西藏青藏铁路供电安稳系统简介西藏青藏铁路供电安稳系统简介目前西藏电网是典型的“大机小网模式”，由羊湖水电站西郊变电站城东变电站墨竹工卡变电站泽当变电站贡嘎变电站羊湖水电站组成环形网络。羊湖水电站为主要供电电源，沃卡电站经泽当变供给部分电源，部分变电站还接有地区小电源。电网稳定控制策略分为羊湖电站发电机组跳闸、合环运行或解环运行时110kV线路跳闸等三大部分。随着青藏铁路的修建，相应的供电工程的配套建设，已建成的110kV变电站有：东嘎变电站、柳梧变电站、城南变电站等。网架结构将会得到进一步加强，但羊湖电站的主电源地位仍很突出，羊湖至
35、拉萨负荷中心的送电通道依然是保证电网安全的生命线。西藏电网稳定控制系统（二期）于2004年初投入运行，至今已正确动作20余次，动作正确率为100，保证了西藏电网的安全稳定运行。其中：2006年1月12日柳西单线故障，保护误动跳开双回线，根据当时的运行方式和潮流，安稳系统依据策略切除羊湖电站3台机，切除负荷47MW后，系统保持稳定运行。西藏青藏铁路供电安稳系统配置图西藏青藏铁路供电安稳系统配置图西藏青藏铁路供电安稳系统简介西藏青藏铁路供电安稳系统简介随随着着青青藏藏铁铁路路的的修修建建，相相应应的的供供电电工工程程的的配配套套建建设设，新新建建110kV变变电电站站有有：东东嘎嘎变变电电站站、柳
36、柳梧梧变变电电站站、城城南南变变电电站站等等。为为了了确确保保西西藏藏青青藏藏铁铁路路工工程程的的顺顺利利进进行行，西西藏藏藏藏中中电电网网的的安安全全稳稳定定运运行行。在在西西藏藏电电力力调调度度通通信信中中心心的的领领导导下下，对对西西藏藏藏藏中中电电网网的的稳稳定定控控制制进进行行改改造造升升级级；该该安安全全稳稳定定控控制制系系统统是是西西藏藏藏藏中中电网稳定运行的重要防线，由电网稳定运行的重要防线，由15个站组成。个站组成。该该系系统统经经过过出出厂厂试试验验、现现场场调调试试和和整整个个系系统统联联调调后后，B系系统统于于06年年4月月18日日投投入入运运行行，A系系统统于于06年
37、年4月月24日日投投入入运运行行。系系统统投投运运后后，4月月27日日，5月月4日日，当当那那线线故故障障跳跳闸闸，安安全全稳稳定定控控制制系系统统正正确确动动作作，有有效效防防止止了了那那曲曲地地区区的的大大面面积停电。积停电。06年年5月月27日日，羊羊湖湖#3机机组组跳跳闸闸，羊羊湖湖电电厂厂稳稳控控装装置置策策略略1动动作作，切切除除了了35kV羊羊茶茶线线，同同时时向向柳柳梧梧变变发发令令；柳柳梧梧变变收收到到羊羊湖湖装装置置发发来来的的切切负负荷荷命命令令，策策略略1.1动动作作，切切本本站站负负荷荷（柳柳海海142线线路路，负负荷荷为为1447kW），超超出出部部分分向向西西郊郊
38、变变远远传传；西西郊郊变变收收到到柳柳梧梧变变装装置置发发来来的的切切负负荷荷命命令令，策策略略1.1动动作作，选选取取了了本本地地10kV负负荷荷及及火火电电厂厂负负荷荷进进行行切切除除，共共切切除除负负荷荷为为14333kW。根根据据柳柳梧梧变变的的低低频频低低压压记记录录仪仪的的记记录录情情况况，系系统统在在稳稳控控装装置置动动作作后后仍仍存存在在功功率率缺缺额额，电电网网频频率率下下降降至至48.74Hz，由由于于装装置置采采取取的的是是欠欠切切原原则则，剩剩下下的的部部分分由由低低周周来来完完成成，低低周周动动作作25条条线线路路，切切除除负负荷荷9450kW。经经综综合合分分析析，
39、本本次次事事故故中中，稳稳控装置及电网低周装置均正确动作。控装置及电网低周装置均正确动作。通辽地区电网一次接线图通辽地区电网一次接线图 鲁北输变电工程稳控系统鲁北输变电工程稳控系统 福建在线控制决策系统总体配置福建在线控制决策系统总体配置 福建电网福建电网500kV结构简图结构简图 电力系统失去同步（或称稳定破坏）时，如不及时电力系统失去同步（或称稳定破坏）时，如不及时处理，将引起灾难性后果。失步解列作为保证电力处理，将引起灾难性后果。失步解列作为保证电力系统安全运行的重要措施，是保证整个电网不致完系统安全运行的重要措施，是保证整个电网不致完全崩溃的最后一道防线之一。判定电网失步时将系全崩溃的
40、最后一道防线之一。判定电网失步时将系统解列为两个部分或在送端大电厂采取切除足够数统解列为两个部分或在送端大电厂采取切除足够数量的机组是防止事故扩大、电网崩溃的最有效措施。量的机组是防止事故扩大、电网崩溃的最有效措施。RCS-993ARCS-993A、B B型型失失步步解解列列装装置置作作为为电电力力系系统统失失步步时时的的紧紧急急控控制制装装置置，当当电电力力系系统统失失步步时时，做做出出相相应应的的控控制制：解解列列、切切机机、切切负负荷荷或或启启动动其其它它使使系系统统再再同同期期的控制措施。可对两回线路进行独立的失步判别。的控制措施。可对两回线路进行独立的失步判别。二、二、RCS993R
41、CS993电力系统失步解列装置电力系统失步解列装置RCS-993ARCS-993A型装置基于阻抗循序判别方式原理型装置基于阻抗循序判别方式原理进行失步判别和保护区域限制；进行失步判别和保护区域限制；RCS-993BRCS-993B型装置则利用判别振荡中心电压理型装置则利用判别振荡中心电压理进行判别，以装置安装处测量电压最小值确进行判别，以装置安装处测量电压最小值确定动作区域。定动作区域。RCS-993CRCS-993C低频振荡检测装置作为电力系统发低频振荡检测装置作为电力系统发生低频功率振荡时的跳闸或启动装置，当电生低频功率振荡时的跳闸或启动装置，当电力系统发生低频功率振荡时，做出相应的处力系
42、统发生低频功率振荡时，做出相应的处理：报警、解列、切机、切负荷等控制措施。理：报警、解列、切机、切负荷等控制措施。二、二、RCS993RCS993电力系统失步解列装置电力系统失步解列装置RCS-993RCS-993失步解列装置的失步解列装置的 基本原理及关键技术基本原理及关键技术起动继电器起动继电器失步继电器失步继电器区域继电器区域继电器故障闭锁故障闭锁RCS-993A电力系统失步时，一般可以将所有机组电力系统失步时，一般可以将所有机组分为两个机群，用两机等值系统分析其分为两个机群，用两机等值系统分析其特性。如图所示两机等值系统接线图和特性。如图所示两机等值系统接线图和电势向量图电势向量图 起
43、动方程式：其中：起动继电器（起动继电器（RCS-993A）失步继电器（失步继电器（RCS-993A）失步继电器的比相方程式：其中：失步继电器（失步继电器（RCS-993A）x x共分共分6 6级，一般的从级，一般的从6868度开始，每级间隔度开始，每级间隔1818度。到最后一级为度。到最后一级为158158度，在阻抗平面上表现度，在阻抗平面上表现为为6 6级阻抗圆，如图所示级阻抗圆，如图所示区域继电器（区域继电器（RCS-993A）该区域继电器的动作判据为：(一般取 )区域继电器（区域继电器（RCS-993A）区域继电器（区域继电器（RCS-993A）采用这种区域元件的好处首先是这种继电器只有
44、在振采用这种区域元件的好处首先是这种继电器只有在振荡时及荡时及BCBC相间故障和三相故障时才动作。因此，不失步状相间故障和三相故障时才动作。因此，不失步状况下动作的机会极少，与失步继电器、起动继电器一起，况下动作的机会极少，与失步继电器、起动继电器一起，可对出口回路可靠地构成三重化，保证了在装置运行过程可对出口回路可靠地构成三重化，保证了在装置运行过程中不会由于个别器件的损坏而误跳闸。中不会由于个别器件的损坏而误跳闸。另一个好处是作为区域整定元件，将有最好的配合特性。另一个好处是作为区域整定元件，将有最好的配合特性。采用区域继电器与失步继电器配合，可以改善失步继电采用区域继电器与失步继电器配合
45、，可以改善失步继电器的性能，一般失步继电器定值总是大于区域元件，其边器的性能，一般失步继电器定值总是大于区域元件，其边界特性可以不考虑。界特性可以不考虑。RCS-993A主要性能主要性能 RCS-993A RCS-993A型装置基于阻抗循序判别方式原理进行失步型装置基于阻抗循序判别方式原理进行失步判别和保护区域限制，其主要性能如下：判别和保护区域限制，其主要性能如下：1 1）失步继电器的快跳段可以测量失步继电器的快跳段可以测量200200毫秒以上的失步周毫秒以上的失步周期，在测量到失步后的第一个周期出口跳闸，快跳段继电期，在测量到失步后的第一个周期出口跳闸，快跳段继电器必须器必须6 6个区域逐
46、级动作时才输出跳闸，这是一个十分严个区域逐级动作时才输出跳闸，这是一个十分严格精确的条件，较同类继电器有更高的安全性，在任何故格精确的条件，较同类继电器有更高的安全性，在任何故障转换过程中不会误动。障转换过程中不会误动。2 2）失步继电器的慢跳段可以测量）失步继电器的慢跳段可以测量100100毫秒以上的失步周毫秒以上的失步周期，慢跳段可以整定在失步后期，慢跳段可以整定在失步后2 2到到1515个周期后出口跳闸。个周期后出口跳闸。RCS-993A主要性能主要性能 3)3)装置设有专门的区域测量元件，用以整定解列装装置设有专门的区域测量元件，用以整定解列装置的动作区。其作用是：置的动作区。其作用是
47、：与与相相邻邻的的解解列列装装置置或或其其它它稳稳定定控控制制措措施施相相配配合合，使解列范围明确；使解列范围明确；与与本本装装置置失失步步继继电电器器配配合合，有有了了区区域域继继电电器器后后，失失步步继继电电器器可可按按系系统统结结构构整整定定，一一般般与与等等值值系系统统相相适适应应，整整定定范范围围大大于于区区域域继继电电器器。这这样样失失步步继继电电器器的的动动作作性性能能得得以以改改善善，其其边边界界动动作作特特性性无无实实际际意意义义。另另外外，如如果果振振荡荡中中心心在在振振荡荡若若干干周周期期后后才才进进入入装装置置动动作作区区，失失步步继继电电器器可可能能先先动动作作计计周
48、周期期，当当振振荡荡中中心心进进入入保保护护区域时，装置立即跳闸使慢跳段及时动作。区域时，装置立即跳闸使慢跳段及时动作。RCS-993B（ucosucos 原理）原理）RCS-993B（ucosucos 原理）原理）两系统功角为由上图可知，振荡中心电压U为：取EN为参考向量，使其相位角为0度，幅值为1；M侧系统等值电势EM的初始相角为(即系统正常运行的功角为)，则可得：RCS-993B（ucosucos 原理）原理）当系统同步运行时，振荡中心电压不变，即：当系统失步运行时，振荡中心电压呈周期性变化，振荡周期为180，即：RCS-993B（ucosucos 原理）原理）若大于0，即加速失步，的变
49、化趋势为0o360o(0o)360o，振荡中心电压U的变化曲线如图(a)所示；若小于0，即减速失步，的变化趋势为360o0o(360o)0o,振荡中心电压U的变化曲线如图(b)所示RCS-993B（ucosucos 原理）原理）由前面的分析可以看出，振荡中心电压与功角由前面的分析可以看出，振荡中心电压与功角之间之间存在确定的函数，因此可以利用振荡中心电压存在确定的函数，因此可以利用振荡中心电压 的变化反应功角的变化。作为状态量的功角是连续变的变化反应功角的变化。作为状态量的功角是连续变化的，因此在失步振荡时振荡中心的电压也是连续变化的，因此在失步振荡时振荡中心的电压也是连续变化的，且过零；在化
50、的，且过零；在短路故障短路故障及故障切除时振荡中心电及故障切除时振荡中心电压是压是不连续变化且有突变不连续变化且有突变的；在的；在同步振荡同步振荡时，振荡中时，振荡中心电压是连续变化的，但心电压是连续变化的，但不过零不过零。因此可以通过振荡。因此可以通过振荡中心的电压变化来区分失步振荡、短路故障和同步振中心的电压变化来区分失步振荡、短路故障和同步振荡。荡。起动继电器（起动继电器（RCS-993B）起动条件：（其中：为起动门槛值）满足上述条件装置起动，开放出口正电源。失步继电器（失步继电器（RCS-993B）在在振振荡荡中中心心电电压压 的的变变化化平平面面上上，可可将将的的变变化化范围分为范围