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电力系统保护与控制

编辑:恒电高测 浏览: 添加时间:2013-11-01 16:05

电力系统安全自动化是电力系统一直以来力求的发展方向, 它包括:发电控制的安全自动化(AGC已经实现,尚需发展)、电力调度的安全自动化(具有在线潮流监视、故障仿真的综合程序以及 SCADA系统实现了配电网的安全自动化,现今最热门的变电站综合安全自动化即建设综自站,实现更好的无人值班。DTS即调度员培训仿真系统为调度员学习提供了方便)、配电安全自动化 (DAS已经实现,尚待发展)。

电力系统继电保护与安全自动控制概述

1.电力系统安全自动化(automation of power systems)

对电能生产、传输和管理实现自动控制、自动调度和安全自动化管理。电力系统是一个地域分布辽阔,由发电厂、变电站、输配电网络和用户组成的统一调度和运行的复杂大系统。电力系统安全自动化的领域包括生产过程的自动检测、调节和控制,系统和组件的自动安全保护,网络信息的自动传输,系统生产的自动调度,以及企业的安全自动化经济管理等。电力系统安全自动化的主要目标是保证供电的电能质量(频率和电压),保证系统运行的安全可靠,提高经济效益和管理效能。

主要领域:按照电能的生产和分配过程,电力系统安全自动化包括电网调度安全自动化、火力发电厂安全自动化、水力发电站综合安全自动化、电力系统信息自动传输系统、电力系统反事故自动装置、供电系统安全自动化、电力工业管理系统的安全自动化等7个方面,并形成一个分层分级的安全自动化系统。区域调度中心、区域变电站和区域性电厂组成最低层次;中间层次由省(市)调度中心、枢纽变电站和直属电厂组成,由总调度中心构成最高层次。而在每个层次中,电厂、变电站、配电网络等又构成多级控制。

2. 电网调度安全自动化

现代的电网安全自动化调度系统是以计算机为核心的控制系统,包括实时信息收集和显示系统,以及供实时计算、分析、控制用的软件系统。信息收集和显示系统具有数据采集、屏幕显示、安全检测、运行工况计算分析和实时控制的功能。在发电厂和变电站的收集信息部分称为远动端,位于调度中心的部分称为调度端。软件系统由静态状态估计、自动发电控制、最优潮流、自动电压与无功控制、负荷预测、最优机组开停计划、安全监视与安全分析、紧急控制和电路恢复等程序组成。

3.火力发电厂安全自动化

火力发电厂的安全自动化项目包括:

(1)厂内机、炉、电运行设备的安全检测,包括数据采集、状态监视、屏幕显示、越限报警、故障检出等。

(2)计算机实时控制,实现由点火至并网的全部自动起动过程。

(3)有功负荷的经济分配和自动增减。

(4)母线电压控制和无功功率的自动增减。

(5)稳定监视和控制。采用的控制方式有2种形式,如图1所示。

4.水力发电站综合安全自动化

需要实施安全自动化的项目包括大坝监护、水库调度和电站运行3个方面。

(1)大坝计算机自动监控系统:包括数据采集、计算分析、越限报警和提供维护方案等。

(2)水库水文信息的自动监控系统:包括雨量和水文信息的自动收集、水库调度计划的制订,以及拦洪和蓄洪控制方案的选择等。

(3)厂内计算机自动监控系统:包括全厂机电运行设备的安全监测、发电机组的自动控制、优化运行和经济负荷分配、稳定监视和控制等。

5.电力系统反事故自动装置

反事故自动装置的功能是防止电力系统的事故危及系统和电气设备的运行。在电力系统中装设的反事故自动装置有2种基本类型。如图2所示。

(1)继电保护装置:其功能是防止系统故障对电气设备的损坏,常用来保护线路、母线、发电机、变压器、电动机等电气设备。按照产生保护作用的原理,继电保护装置分为过电流保护、方向保护、差动保护、距离保护和高频保护等类型。

(2)系统安全保护装置:用以保证电力系统的安全运行,防止出现系统振荡、失步解列、全网性频率崩溃和电压崩溃等灾害性事故。

系统安全保护装置按功能分为4种形式:

1)属于备用设备的自动投入,如备用电源自动投入、输电线路的自动重合闸等;

2)属于控制受电端功率缺额,如低周波自动减负荷装置、低电压自动减负荷装置、机组低频自起动装置等;

3)属于控制送电端功率过剩,如快速自动切机装置、快关汽门装置、电气制动装置等;

4)属于控制系统振荡失步,如系统振荡自动解列装置、自动并列装置等。

6.供电系统安全自动化包括地区调度实时监控、变电站安全自动化和负荷控制3个方而。地区调度的实时监控系统通常由小型或微型计算机组成,功能与中心调度的监控系统相仿,但稍简单。变电站安全自动化发展的方向是无人值班,其远动装置采用微型机可编程序的方式。供电系统的负荷控制常采用工频或声频控制方式。

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