【正文】 此外，在供給地區(qū)負(fù)荷的電力變壓器上以及變電所的母線上，必要時(shí)也可以裝設(shè)自動重合閘裝置。 （ 4）自動重合閘與繼電保護(hù)相配合，在很多情況下可以加速故障的切除。 （ 3）對由于斷路器本身機(jī)構(gòu)不良或繼電保護(hù)誤動作而引起的誤跳閘，能起糾正作用。 采用自動重合閘的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果主要可以歸納如下 : （ 1）可以提高輸電線路供電的可靠性，減少線路的停電機(jī)會，特別是對于單側(cè)電源的單回線路尤為顯著。 在線路上 裝設(shè)自動重合閘裝置以后，由于它不能判別是暫時(shí)性故障還是永久性故障，因此，重合閘后就有可能成功 (即恢復(fù)電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題分析與計(jì)算 53 供電 )，也可能不成功。但因停電時(shí)間過長，用戶的電動機(jī)多數(shù)可能停轉(zhuǎn) ,效果就不顯著。因此，在線路被斷開以后再進(jìn)行一次重合閘 ,就有可能提高供電的可靠性。此外，也還有永久性故障，例如，倒塔 桿、斷線、絕緣子擊穿或損壞等引起的故障，在故障線路被斷開以后，故障點(diǎn)的絕緣強(qiáng)度不能恢復(fù)，即故障仍然存在，這時(shí)即使再合上斷路器，輸電線路還要再次斷開 ,因而不能立即恢復(fù)正常供電。當(dāng)故障線路被迅速斷開后，電弧熄滅 ,故障點(diǎn)的絕緣強(qiáng)度重新恢復(fù)，這時(shí)，如果把斷開的線路斷路器重新合上，就能使輸電線路繼續(xù)供電。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明 ,架空線路的故障大多是暫時(shí)性的。 繼電保護(hù)裝置時(shí)電力系統(tǒng)的重要組成部分，是保證 電力系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行的重要技術(shù)措施之一。 ：是指繼電保護(hù)對設(shè)計(jì)規(guī)定要求動作的故障和異常狀態(tài)能夠可靠動作的能力。繼電保護(hù)快速動作可以減輕故障元件的損壞程度，提高線路故障后自動重合閘的成功率，并特別有利于故障后的電力系統(tǒng)同步運(yùn)行的穩(wěn)定性。選擇性除了決定于繼電保護(hù)裝置本身的性能外，還要求滿足從電源算起，愈靠近故障點(diǎn)，其繼電保護(hù)裝置的故障啟動值愈小，動作時(shí)間愈短；而對振蕩解列裝置，則要求當(dāng)電網(wǎng)失去同步穩(wěn)定性時(shí)，其所動作的斷路器斷開點(diǎn)，在解列后兩側(cè)電網(wǎng)可以各自安全地同步運(yùn)行，從而終止振蕩等。 2. 選擇性：是指在對電網(wǎng)影 響可能最小的地方，實(shí)現(xiàn)斷路器的控制操作，以終止故障或電網(wǎng)事故的發(fā)展。 ：是對繼電保護(hù)最基本的性能要求，它又可分為可信賴性和安全性 二 個(gè)方面。 二、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本要求 根據(jù)繼電保護(hù)的任務(wù)和電力系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)，對繼電保護(hù)裝置的基本要求應(yīng)滿足選擇性、速動性、靈敏性、和可靠性。 電力系統(tǒng)的故障和異常運(yùn)行狀態(tài)如不及時(shí)處理或處理不當(dāng)，就可能在電力系統(tǒng)中引起故障，造成人員傷亡及設(shè)備損壞，使用戶停電、電能質(zhì)量下降到不能允許的程度。 畫出 t?? 曲線如下圖所示： 第五章 故障條件下對繼電保護(hù)和自動重合閘的要求 第一節(jié) 故障時(shí)對繼 電保護(hù)的要求 一、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的目的 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是指反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)而動作與斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題分析與計(jì)算 50 置。 （ 2）當(dāng) 故障在極限切除角 ? 對應(yīng)的時(shí)間切除， 計(jì)算 ? t 曲線 發(fā)電機(jī)的功率特性 突變?yōu)?PⅢ M ： 則 P? 前 =? =, P? 后 =? =。 畫出 t?? 曲線如下圖所示： 《 5》 在一回線路 1/3 處發(fā)生三相短 路。 （ 2） .當(dāng)故障切除時(shí)間為 時(shí)計(jì)算 t?? 曲線 故障切除后 IIMP 突變?yōu)?IIIMP ,上表中 (3)P 突變?yōu)? ( 3 ) ( 3 )s i n 1 . 4 9 5 s i n 4 0 . 2 4 2 0 . 9 6 6IIIMPP ?? ? ? ? ( 3 ) 1 0 .9 6 6 0 .0 3 4P? ? ? ? (3)P? 的平均值為( 3 ) 0 .0 3 4 0 .6 3 7 0 .3 3 62P ?? ? ? ( 3 ) ( 2 ) ( 3 ) 7 .3 6 5KP??? ? ? ? ? ? ? ( 4 ) ( 3 ) ( 4 ) 4 0 . 2 4 2 7 . 3 6 5 4 7 . 6 0 7? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題分析與計(jì)算 42 如此計(jì)算下去如下表所示 t(s) v ? () sin ()v? ()VP ()vP? ( 1)v??? () 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 由上表可看出在 時(shí) ? 開始減小并小于 180 ，可判斷系統(tǒng)可回到穩(wěn)定狀 態(tài) 。 (2)計(jì)算當(dāng) 時(shí)故障切除后的 t?? 曲線 當(dāng) 切除故障后 0? 為 ,發(fā)電機(jī)的功率 ()VP 發(fā)生突變，則 ( 1 0 ) ( 1 0 )s i n 1 . 4 9 5 s i n 8 5 . 5 3 1 . 4 9IIIMPP ?? ? ? ? ( 1 0 ) 0 ( 1 0 ) 1 1 . 4 9 0 0 . 4 9 0P P P? ? ? ? ? ? ? 所以， 時(shí)過剩功率的平均值 ( 3 ) 0 . 0 0 1 0 . 4 9 0 0 . 2 4 62P ??? ? ? ? ( 4 ) ( 3 ) ( 3 ) 8 . 1 2 3 . 5 1 ( 0 . 2 4 6 ) 7 . 2 6KP??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題分析與計(jì)算 39 如下表繼續(xù)計(jì)算下去 10 11 12 13 14 15 16 17 從上表可以看出，在大約 ? 角達(dá)到 了最大值 ? ，此后 ? 開始 隨時(shí)間 t 增大而減小，表明在 t= 切除故障 ,系統(tǒng)可以恢復(fù)到 穩(wěn)定 運(yùn)行狀態(tài) 。 則 223 6 0 3 6 0 5 0 0 . 0 5 3 . 5 11 2 . 8 2ftk Tj ? ? ?? ? ? 則短路時(shí) ? 仍為 ? ，發(fā)電機(jī)的輸出功率即降低為 ( 0 ) 0s i n 1 . 2 7 s i n 2 8 . 9 7 0 . 5 5 9II Mpp ?? ? ? ? ? 即在第一個(gè)時(shí)間段開始時(shí)過剩功率從零變?yōu)? ( 0 ) 0 ( 0 ) 1 0 .5 5 9 0 .4 4 1P P P? ? ? ? ? ? 所以經(jīng)第一個(gè)時(shí)間段后的角增量 ( 0 )( 1 ) 0 410 1 722pk? ??? ? ? ? ? ? ? 電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題分析與計(jì)算 34 角 (1)? 為 ( 1 ) ( 0 ) ( 1 ) 2 8 . 9 7 0 . 7 7 2 9 . 7 4? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 第一時(shí)段末，即第二個(gè)時(shí)間段開始時(shí) 發(fā)電機(jī) 的過剩功率為 ：( 1 ) 0 ( 1 ) 1 1 . 2 7 s i n 2 9 . 7 4 0 . 3 6 9P P P? ? ? ? ? ? ? ? 經(jīng)過第二時(shí)段的角增量 ( 2 ) ( 1 ) ( 1 ) 0 . 7 7 3 . 5 1 0 . 3 6 9 2 . 0 7KP??? ? ? ? ? ? ? ? ? 所以第二時(shí)段結(jié)束時(shí)角度 ( 2 ) 2 9 .7 4 2 .0 7 3 1 .8 1? ? ? ? ? ? ? 如此繼續(xù)計(jì)算下去，如下表所示 t(s) v ? () sin ()v? ()VP ()vP? ( 1)v??? () 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題分析與計(jì)算 35 11 12 13 14 15 16 17 18 由表可知在 時(shí)， ? 增 至 最大值 為 ? ，小于極限切除角 ? ， 以后 ? 隨時(shí)間的增加而減小，所以在該故障下發(fā)電機(jī)可以自行恢復(fù)穩(wěn)定。 1 .3 9 8 1 0 .5 3 82 .6II MIIEUx ?? ? ?P 電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題分析與計(jì)算 33 （ b）故障切除后 ? 39。U 1 .3 9 8 1= 9 50 .3 9 5X ???Ⅱ 《 5》 .在一回線路 13 處發(fā)生三相短路 , 電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題分析與計(jì)算 32 (a) 此時(shí)附加電抗 x? 零，故障等 值電路如圖 42。 1 .6 1 9 1 0 .4 7 83 .3 8 4II MIIEUx ?? ? ?P 《 4》 發(fā)生一回?cái)嗑€故障 故障時(shí)等值電路圖如下圖所示 電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題分析與計(jì)算 31 所以可以求得故障時(shí) 39。 1 .3 9 8 1 1 .4 9 50 .9 3 5MIIIEUx ?? ? ?ⅢP ， 1 11 8 0 s in 1 3 8 . 0 21 . 4 9 5h? ?? ? ? ? ? 電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題分析與計(jì)算 30 (c)計(jì)算極限切除角 ? ? 001 c o s c o sc o s h o I I I M h I I McmI I I M I I MP P PPP? ? ? ??? ? ? ? ???? ?????111 ( 1 3 8 .0 2 2 8 .9 7 ) 1 .4 9 5 c o s 1 3 8 .0 2 0 .5 6 2 c o s 2 8 .9 7180c o s1 .4 9 5 0 .5 6 2c o s 0 .3 2 27 1 .2???? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?????? 此時(shí)附加電抗 x? 是負(fù)序與零序 網(wǎng)絡(luò)在故障點(diǎn)的等值電抗 2X? 與0X? 的并聯(lián)電阻。 0 .1 6 0 0 .1 0 4 0 .0 6 3 20 .1 6 0 0 .1 0 4x ?? ? ?? 0 . 3 2 4 0 . 3 5 30 . 3 2 4 0 . 3 5 3 2 . 4 8 70 . 0 6 3 2IIx ?? ? ? ? 39。U 1 .3 9 8 1P = 1 .0 0 41 .3 9 2X ???Ⅱ Ⅱ 電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題分析與計(jì)算 29 (b)故障切除后 0. 20 9 0. 11 5 2 0. 25 8 0. 09 5 0. 93 5IIIx ? ? ? ? ? ? 39。 1 .3 9 8 1 1 .4 9 50 .9 3 5IIIIIIEUP X ?? ? ? 1 11 8 0 s in 1 3 8 . 0 21 . 4 9 5h? ?? ? ? ? ? （ C）計(jì)算極限切除角。 1 .3 9 8 1 1 .2 71 .1 1IIMIIEUP X ?? ? ? （ b）故障切除后 1239。 0 . 6 7 7I d T TX X X x l X? ? ? ? ? ? 0022 29 77 7739。 0 . 2 5 0 . 2 0 91 0 . 5 2 0 9 3 5 2 . 5dX ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 222 2 4 2 1 0 . 5 2 2 00 . 2 1 0 . 1 7 61 0 . 5 2 0 9 3 6 0X ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 21 2 2 02 5 0 0 . 4 1 0 . 2 5 82 2 0 9LX ? ? ? ? ?21 2 4 2 3 0 00 . 1 4 0 . 1 1 52 0 9 3 6 0TX ??? ? ? ????? 22 2 4 2 2 2 00 . 1 4 0 . 0 9 52 0 9 3 6 0TX ??? ? ? ????? ? ?3 5 2 .58 1 2 .8 2220JTs? ? ? 運(yùn)行參數(shù) 為： ? ?10 02 2 0 1 1 5 2 2 01 , 1 ta n c o s 0 . 9 5 0 . 3 2 9 , 12 2 0 1 2 1 2 0 9P Q U? ?? ? ? ? ? ? ??。 必須指出，這種措施只能適用于系統(tǒng)容量大，切除部分發(fā)電機(jī)對系統(tǒng)的功率平衡不會造成嚴(yán)重影響的系統(tǒng)中，否則切除部分發(fā)電機(jī)后，將對系統(tǒng)的電壓，頻率造成不良的后果。因此，對于水利發(fā)電廠有時(shí)采用在故障時(shí)出切除 部分發(fā)電機(jī)，即聯(lián)鎖切機(jī)。 1. 采用快速調(diào)速系統(tǒng) 電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題分析與計(jì)算 25 對于汽輪發(fā)動機(jī)組，在故障時(shí)采用快速關(guān)閉汽門的方法使原動 機(jī)的輸入機(jī)械功率迅速減小 ，從而達(dá)到減小加速面積增大減速面積的效果，因而有利于暫態(tài)穩(wěn)定。 變電站中性點(diǎn)經(jīng)小阻抗接地時(shí)的作用原理與電氣制動非常相似，變壓器中性點(diǎn) 上所接地小電阻只在系統(tǒng)不對稱運(yùn)行時(shí)才能起作用，可認(rèn)為是短路故障時(shí)的電氣制動。 電氣制動就是當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)