GFWKF型振蕩解列裝置說明書

1、GFWK-F型失步振蕩解列柜 （華能蘇州熱電廠）使 用 說 明 書北京華瑞泰系統(tǒng)控制技術有限公司二OO六年九月目 錄第一部分 GFWK-F型振蕩解列裝置柜一、概述1二、用途及主要功能2三、裝置輸入的模擬量及電氣量測量方法4四、主要技術參數5第二部分 FWK-F型振蕩解列裝置一、用途及主要功能9二、失步解列的判別方法（工作原理）9三、裝置的硬件配置231裝置的硬件框圖232裝置的結構及正面布置233輸出中間板（1SZ）244出口繼電器板（12CKZ）255打印電源切換板（DYQH）276打印接口板（DYK）297裝置的背板接線圖29四、裝置軟件配置、面板操作及裝置的回路自檢291裝置的軟件結構3

2、02裝置面板的顯示及操作303裝置的回路自檢39第三部分 現場安裝調試、運行與維護一、現場安裝調試40二、現場運行與維護41第四部分 組屏設計圖（共15頁） 第一部分 GFWK-F型振蕩解列裝置柜一、概述華能蘇州熱電有限責任公司共有二臺發(fā)電機，通過二回聯絡線（L1L2）并網運行，有三種運行方式：方式一（正常方式）：寒能線（L1線）、寒華線（L2線）運行，母聯處于合閘狀態(tài)。方式二（單回線方式）：L1（/L2）線檢修，L2（/L1）線單線運行，母聯處于合閘狀態(tài)。方式三 110KV母（或母）檢修，L1線、L2線均運行在母（/母）上，母聯處于分閘狀態(tài)。注：為避免形成電磁環(huán)，方式三時L1線、L2線應只和

3、對側變電所的同一段母線相連。當電廠與主系統(tǒng)失去同步，發(fā)生失步振蕩，振蕩電流的幅值接近機端三相短路電流的幅值，并且系統(tǒng)在失步過程中某些地區(qū)，尤其是振蕩中心附近的電壓、頻率將大幅度變化，對機組和用電負荷的安全威脅很大，甚至引起大面積停電事故。因此從電網運行角度及結合電廠的實際情況考慮，要求系統(tǒng)發(fā)生振蕩事故時，在方式一、方式二情況下解列電廠相應的聯絡線，在方式三情況下則解列電廠一次送出斷面，即雙線均解列。為此裝設一面GFWK-F型失步振蕩解列裝置柜，以保證系統(tǒng)和電廠的安全運行。考慮雙重化配置的要求，所以柜上裝設二套同型號（FWK-F）的失步振蕩解列裝置，并規(guī)定上、下裝置對應的端子排分別單獨排列在屏后

4、左、右側。寒華線110KV母110KV母2PT寒能線L1L21PT#1G1T2T60MW#2G60MW圖1 華能蘇州熱電廠系統(tǒng)接線圖二、用途與主要功能 柜上二套裝置功能完全相同，以下僅以介紹1裝置為例。華能蘇州熱電廠安裝一臺GFWK-F型失步振蕩解列裝置柜，為實現雙重化配置的要求，柜上裝設兩套FWK-F型振蕩解列裝置，按“二取一邏輯”執(zhí)行，即任意一套裝置動作時，均能實施解列。（一）振蕩解列功能1. 每套裝置測量兩條聯絡線所對應的110kV母或母的三相電壓、兩條聯絡線的三相電流、有功功率、無功功率和相位角。當振蕩中心落在預定的動作范圍內，裝置根據相位角振蕩判據、振蕩周期次數，有選擇地切除相應的聯

5、絡線本側開關，并另輸出一付接點閉鎖重合閘或備自投。2裝置判保護區(qū)范圍采用低電壓定值ULS，在系統(tǒng)發(fā)生失步振蕩事故時，當振蕩中心落在預定的動作范圍內裝置能正確動作，當振蕩中心不在預定的動作范圍內則可靠地不誤動。3裝置具有振蕩周期次數定值Ns(110)，可方便地與其他安裝點裝置配合。4裝置具有振蕩中心位置方向選擇功能：正方向或無方向。利用相位角判斷失步振蕩具有方向性的特點，可以獲得良好的選擇性，有利于保護范圍整定計算的配合。對電廠而言，若選擇為無方向，則動作區(qū)范圍可包括電廠升壓變壓器。5在選擇為正方向情況下，當失步振蕩中心落在裝置安裝處背后附近時，裝置仍能可靠動作。6裝置具有判失步振蕩事故前功率方

6、向選擇功能，例如：可選擇有功功率從母線流向線路為允許解列的方向。7對于周期大于等于0.15s的失步振蕩，裝置能正確判斷失步振蕩周期次數并正確動作。8裝置能正確判別加速失步（f1f2）、減速失步（f1f2）。9裝置應在確認系統(tǒng)失步（失步振蕩中心兩側電勢角擺過180度）后動作。10裝置不會在兩側電勢角在180度附近時開斷斷路器，而是在兩側電勢角為230360度內才斷開斷路器。11采用相位角原理可保證在系統(tǒng)發(fā)生各種故障、轉換性故障、同步振蕩等非失步振蕩情況下不誤動作。12裝置采用3U0s、3I0閉鎖措施可保證系統(tǒng)在非全相運行時，裝置不誤動作；在非全相消除后立即解除閉鎖，確保系統(tǒng)仍處于失步振蕩狀態(tài)，裝

7、置能正確動作。13失步解列采用相位角啟動（相位角穿過90°或270°）、功率突變量dP啟動，可保證快速和慢速失步振蕩情況下均能可靠啟動。14相位角判據的特點：（1）不受運行方式的影響。該判據已考慮了各種運行情況，還考慮了振蕩中心位置的改變，因此實際應用時一般就不必再去關心運行方式的變化。例如，不必關心潮流大小或方向的改變，不必關心發(fā)電機組、變壓器的停投。（2）輸出線路短路或同步振蕩時，相位角判據不會誤檢測。（3）整定簡單，且運行中不需要改變。該判據使用的定值主要是判保護區(qū)范圍的低電壓定值ULS及振蕩周期次數定值Ns，這些定值對于具體系統(tǒng)來說是很容易給定的，不必進行復雜的整定

8、計算，只需進行類似低電壓保護的計算，投運前一次整定后運行中一般是不需要改變的，故運行維護簡單。（4）用相位角判斷失步振蕩具有方向性，利用其方向性可以獲得良好的選擇性，有利于保護范圍整定計算的配合。15裝置能適應電廠雙線并列和單線（或雙線分列）方式，雙線并列方式失步解列時應解列電廠一次送出斷面（雙線均解列）。（二）其他功能1. 每套裝置的每一條線的失步振蕩解列功能可通過控制字及功能投退壓板予以投退。注：當控制字為“1”（投入），但功能壓板退出時，閉鎖（退出）解列功能，反之亦然；僅在控制字為“1”、功能壓板亦投入時，才開放投入解列功能。2兩套裝置的解列功能為“或”邏輯，由二付并聯的跳閘接點實現解列

9、作用，即均通過輸出1跳閘接點解列L1線，或通過輸出2跳閘接點解列L2線。注：每一付跳閘接點單獨設有跳閘壓板控制。3. 裝置出口回路設有總閉鎖措施，而且閉鎖元件（或稱啟動元件）與動作輸出元件完全獨立，只有啟動元件判出事故啟動，其接點閉合后才給出口繼電器提供電源，開放閉鎖。4. 每套裝置均能自動記錄兩次事故過程中電壓、電流、功率、相位角的變化（事故記錄和數據記錄），便于事故分析和掌握事故時的動態(tài)過程。記錄內容在斷電后不會消失。5. 屏上配一個帶漢字庫的打印機，事故后自動打印出事故記錄和數據記錄。6. 裝置配有RS485串行通訊口及以太網口各一個，通信規(guī)約為電力行業(yè)標準DL/T6087-5-103（

10、IEC60870-5-103）規(guī)約；10M/100M以太網接口，符合TCP/IP協議。當裝置發(fā)生任何動作或異常狀況時，可立即將事件記錄、異常內容通過485接口或以太網口傳至后臺信息管理機。7. 裝置具有與GPS系統(tǒng)實現秒脈沖或分脈沖靜態(tài)接點對時的功能，對時誤差小于1mS。為避免GPS裝置靜態(tài)接點長期在DC220V下翻轉導通和截止容易損壞的缺點，本裝置另專門配有對時所需的DC24V電源。8. 采用3U0S、3Ios、失壓等多種閉鎖措施，以防止由于短路故障、PT斷線、CT斷線、電壓的異常情況可能引起的誤動作，并發(fā)中央告警信號。9. 具有完善的自檢措施及整組自試功能，使現場運行維護更為簡單、方便。正

11、常運行自檢發(fā)現異常后會閉鎖出口并發(fā)中央告警信號，保證了裝置的安全性。10. 主機板上具有濾除高次諧波的二階帶通濾波器，可有效防止沖擊負荷、電氣化鐵路等諧波源的影響。11. 裝置的電壓電流定值、功率定值及時間定值均連續(xù)可調。此外，定值顯示及設定修改方便、準確、直觀，定值存放在EEPROM內，斷電后定值不會消失。面板上設有定值允許設置開關，只有該開關撥在允許位置時才能寫進新的定值；定值設置開關在“允許”位置時，裝置不進行事故判斷，定值修改完畢后必須及時將該開關撥回“禁止”位置；并且僅在設置開關撥回“禁止”位置時方可返回主菜單。12. 裝置面板上的信號燈可準確反映出裝置的運行、啟動、動作、異常等情況

12、。13. 通過大面板上的9個按鍵，可以選擇各種顯示菜單、修改整定值、設定日期時間、召喚打印、結束打印、進行整組檢查試驗及動作信號的復歸。14. 通過裝置面板上的液晶顯示屏以菜單方式顯示時間、正常運行測量值、整定值、事件記錄及數據記錄等。自檢發(fā)現異常或裝置動作后，均會立即發(fā)出中央告警信號，并在當前顯示菜單屏幕上顯示異常的內容，或自動停止顯示當前菜單，改為顯示動作的內容。三、裝置輸入的模擬量及電氣量測量方法1. 裝置輸入的模擬量裝置測量兩條聯絡線對應的110kV母或母的三相相電壓: 1MUa、1MUb、1MUc、2MUa、2MUb、2Muc,兩條聯絡線(寒華線、寒能線)的三相電流：1Ia、1Ib、

13、1Ic、2Ia、2Ib、2Ic。說明：每回聯絡線可能運行在母上，亦可能運行在母上，因此應由電廠切換箱（或保護屏）供給本屏、裝置的交流電壓。交流電流、交流電壓、直流電壓均通過屏后試驗型端子后，再引入裝置。交直流電壓通過空氣開關再和裝置相連。該空氣開關具有高分斷能力，同時具有過流反時限脫扣性能和短路瞬時脫扣性能，用以防止短路事故損壞裝置、外部PT或直流電源設備。2. 電氣量測量方法2.1 電壓、電流、功率的測量方法裝置的微機部分對輸入的交流電壓MUa、MUb、MUc及交流電流Ia、Ib、Ic的瞬時值進行采樣，采樣周期為1.667ms（20 ms采樣12點），然后按以下算法計算出電壓、電流有效值、有

14、功及無功功率值。MUAK kMUBK k MUCK k MUK×(MUAKMUBKMUCK) k3U0 k(相當3U0MUAMUBMUC) IAK A3I0 A(相當3I0IAIBIC) P MW (三相對稱時,P3MUAKIAKCos)Q MVAR(三相對稱時,Q3MUAKIAKSin) 2.2 相位角的測量方法裝置相位角的測量方法：先計算出有功功率P及無功Q，再用以下公式求出。這一測量方法具有良好的連續(xù)性及抗擾動性。相位角：tg = Q / P四、主要技術參數：1. 額定參數a交流電流：5A。CT變比在定值設置時，只需將CT一次側額定電流值In 輸入即可。b. 交流電壓：相電壓1

15、00/V。PT變比在定值設置時，只需將母線PT一次側額定相電壓值Un輸入即可。變比正確設定后，裝置顯示的電壓、電流、功率值為實際系統(tǒng)的一次值。c. 直流電源電壓：220V，允許變化范圍±20。2. 過載能力a交流電流回路：2倍額定電流，連續(xù)工作；10倍額定電流，允許10S；40倍額定電流，允許1S。b. 交流電壓回路：1.2倍額定電壓，連續(xù)工作。c. 直流電源回路：80120額定電壓，連續(xù)工作。d. 交流電源回路：80120額定電壓范圍內，連續(xù)工作。3對直流逆變電源的要求： a. 將輸入直流電源的正負極顛倒，裝置應無損壞，并能正常工作。 b. 裝置在各種負荷情況下，當在突然上電、突然

16、斷電、電源拉弧、電源電壓緩慢上升或緩慢下降，不應誤動和誤發(fā)信號。 c. 逆變電源在CPU用5V電源故障而其它輸出正常的情況下，裝置不應誤動作。 d. 在通入工作電壓和負荷電流的情況下，裝置在直流電源回路出現各種異常情況時不應誤動作，在拉合直流電源以及插拔熔絲發(fā)生重復擊穿的火花時不應誤動作。4. 整屏功率消耗 a交流電流回路：In=5A時，每相不大于1VA。b. 交流電壓回路：額定相電壓時，每相不大于1VA。c. 直流電源回路：正常工作時，不大于24W；出口動作時，不大于30W。5. 整定范圍a. 電壓整定范圍： 低壓20100Un。b. 功率定值整定范圍：5100Pn。6. 測量精度a. 電壓

17、有效值測量相對誤差小于±1%。（電壓20120%Un，頻率4951Hz）b. 電流有效值測量相對誤差小于±2%。（電流0.21.2In，頻率4951Hz）c. 有功功率測量相對誤差小于2%（電壓20120%Un，電流0.21.2In，頻率4951Hz）d. 相位角測量誤差小于±2度。e. 動作延時時間誤差小于0.02S（0.199.9秒范圍內）7. 動作時間失步振蕩判出時間：相位角原理判據一般需要0.660.7個振蕩周期，解列出口的延時以振蕩周期次數N進行整定，一般整定Ns=34。失步解列出口接點在振蕩平息后（即解列后）延時6S返回。8. 事件記錄及數據記錄 裝置

18、具有事件記錄和數據記錄功能，可存貯兩次記錄內容，該記錄內容在斷電后不丟失。8.1 裝置可連續(xù)記錄兩次事件（當前事件記錄和上次事件記錄），內容包括發(fā)生的動作事件及發(fā)生時間。8.2 裝置可連續(xù)記錄兩次事件的數據（當前數據記錄和上次數據記錄），記錄時間長度為啟動前-0.2秒至啟動后30秒鐘。數據記錄在內存中步長為0.02秒一點，但在打印或閱讀液晶屏的數據記錄時，可在定值菜單中“數據閱讀間隔”一項選擇所需的時間間隔變化倍數，共有1、2、5、10四檔，即數據記錄有 0.02秒、0.04秒、0.1秒、0.2秒四種間隔供選擇。9. 裝置輸入量9.1 模擬量見組屏圖10、11頁及前面三中的說明。9.2 輸入開

19、關量（見組屏圖15頁）開入1：供接入自動對時GPS脈沖信號用。開入2：屏面上“L1線失步解列功能投入”壓板1SLP（/3SLP），退出該壓板則閉鎖#1（/#2）裝置的L1線失步解列功能。開入3：信號復歸開關量，即裝于屏面上手動復歸按鈕的常開接點，用來復歸裝置內部自保持信號繼電器及動作后液晶屏所顯示的動作內容。開入4：屏面上“L2線失步解列功能投入”壓板2SLP（/4SLP），退出該壓板則閉鎖#1（/#2）裝置的L2線失步解列功能。10. 裝置輸出量10.1 出口繼電器及輸出接點（見組屏圖13頁）每套裝置有8個出口繼電器，14CKJ繼電器接于輪，用于解列L1線本側開關；58CKJ繼電器接于輪，用

20、于解列L2線本側開關。1CKJ（5CKJ）出口繼電器輸出兩對接點，一對接點作用于L1（L2）線的跳閘，另一對接點供L1（L2）線的重合閘裝置放電用。出口跳閘接點及重合閘放電接點均允許接通5A。由于出口跳閘接點配置有電流自保持繼電器，所以出口跳閘接點可以經保護裝置的操作箱回路作用于斷路器跳閘線圈，也可直接作用于斷路器跳閘線圈。 10.2 中央信號輸出接點（見組屏圖14頁）本裝置輸出兩組信號。一組為本地中央信號，包括動作信號（磁保持）、PT斷線信號、異常信號、直流電源消失信號各一對接點；另一組為遠傳（遙信）監(jiān)視信號，也包括動作信號（磁保持）、PT斷線信號、異常信號、直流電源消失信號各一對接點。動作

21、信號由運行人員手動復歸，其余信號在該狀態(tài)消除后自動復歸。11. 介質強度和絕緣電阻a. 絕緣電阻：裝置的帶電部分和非金屬部分及外殼之間，以及各獨立回路之間，用1000V的搖表測量其絕緣電阻，絕緣電阻應大于10兆歐。b. 介質強度：在試驗的標準大氣壓下，裝置應能承受高電壓2.5kV (峰值)，頻率為50Hz，歷時1分鐘的工頻耐壓試驗而無擊穿、閃絡及元器件損壞現象。 c. 抗沖擊電壓：符合IEC255-21-2標準。在試驗的標準大氣壓下，裝置的直流電源輸入回路、交流輸入回路、輸出接點回路對地以及回路之間，應能承受1.2/50us的標準雷電波的短沖擊電壓試驗，開路試驗電壓5 kV，裝置應無絕緣損壞。

22、 d. 絕緣耐壓標準：符合DL478及GB/T15145。12. 抗電磁干擾性能:a. 脈沖干擾性能：符合IEC255-22-3標準。要求能承受試驗電源頻率為100kHz及1MHz，共模2500V，差模1000V的衰減振蕩波脈沖干擾檢驗。b. 快速瞬變干擾試驗：符合IEC255-22-4IV級標準及符合國標GB/T139624-92要求。 c. 電磁兼容性能符合國標：GB6162及GB/T15145。13. 耐濕熱性能及抗沖擊、碰撞擊性能：符合國標GB7261。14. 振動：裝置應能承受GB7261規(guī)定的嚴酷等級為1級的振動耐久能力試驗。15. 連續(xù)通電：裝置調試后，出廠前應進行96小時連續(xù)通

23、電試驗，各項參數和性能應滿足要求。16. 使用環(huán)境條件海拔高度:1000m。 環(huán)境溫度:控制室工作溫度為-5+40。 地震烈度:8度，水平加速度為0.25g，垂直加速度為0.125g。 空氣最大相對濕度:日平均相對濕度不超過95%，月平均相對濕度不超過90%。 貯存、運輸極限環(huán)境溫度：裝置的貯存、運輸及安裝允許的環(huán)境溫度為:-25+70，在不施加任何激勵量的條件下，不出現不可逆變化。溫度恢復后，裝置性能滿足各項絕緣要求。防護等級：IP4X。第二部分 FWK-F型振蕩解列裝置一、用途及主要功能1.振蕩解列功能1每一套裝置均測量二回聯絡線的三相電壓（110kV母或母的三相電壓）、三相電流、有功功率

24、、無功功率和相位角。當系統(tǒng)失去同步，發(fā)生振蕩時，若振蕩中心落在預定的動作范圍內，裝置根據相位角振蕩判據，振蕩周期次數，有選擇地切除聯絡線本側開關，使系統(tǒng)解列運行，防止事故進一步擴大。2.裝置具有振蕩中心位置方向選擇功能：正方向或無方向。3.裝置具有判失步振蕩事故前功率方向選擇功能，例如：可選擇有功功率從母線流向線路為允許解列的方向。4.采用原理先進、可靠的相位角失步振蕩判據，其優(yōu)點：（1）不受運行方式的影響。該判據已考慮了各種運行情況，還考慮了振蕩中心位置的改變，因此實際應用時一般就不必再去關心運行方式的變化。例如，不必關心潮流大小或方向的改變，不必關心發(fā)電機組、變壓器的停投。（2）輸出線路短

25、路時，相位角判據不會誤檢測。（3）整定簡單，且運行中不需要改變。該判據使用的定值主要是判保護區(qū)范圍的低電壓定值ULS及振蕩周期次數定值Ns，這些定值對于具體系統(tǒng)來說是很容易給定的，不必進行復雜的整定計算，只需進行類似低電壓保護的計算，投運前一次整定后運行中一般是不需要改變的，故運行維護簡單。（4）用相位角判斷失步振蕩具有方向性，利用其方向性可以獲得良好的選擇性，有利于保護范圍整定計算的配合。5. 裝置具有完善的自檢措施及整組自試功能，使現場運行維護更為簡單、方便。二、失步解列的判別方法（工作原理）1.概述同步運行的電力系統(tǒng)如果穩(wěn)定裕度不夠，在受到擾動后系統(tǒng)的某一部分將可能與主系統(tǒng)失去同步，發(fā)生

26、失步振蕩。系統(tǒng)在失步過程中某些地區(qū)、尤其是振蕩中心附近的電壓、頻率將大幅度變化，對用電負荷及發(fā)電機組的安全威脅很大，甚至引起大面積停電事故。為了防止系統(tǒng)穩(wěn)定破壞，除在運行方式上進行合理安排以外，還應采取穩(wěn)定控制措施，使系統(tǒng)在受到擾動時不失去同步。當系統(tǒng)一旦失步后，一般采取盡快在事先安排的解列點上將電網解列為兩個部分，防止事故進一步擴大?？紤]到一些電網在失步后通過在送端切機、受端切負荷的措施，系統(tǒng)能夠再次拉入同步，因此失步解列又分為快速解列和延時解列兩種。如果系統(tǒng)內多處安裝有失步振蕩解列裝置，則解列裝置之間還應有一個選擇和配合的問題，一定要避免多處同時解列。本裝置采用原理先進、有多年成功運行經驗

27、的相位角失步振蕩判據，不受電網運行方式的影響，不需要進行復雜的整定計算，各解列點之間配合方便，運行維護簡單。尤其對環(huán)網結構或多回平行線，F型裝置具有其它原理的解列裝置無法相比的優(yōu)越性。2.系統(tǒng)失步振蕩過程中相位角的變化規(guī)律對于圖2-1所示的兩機等值系統(tǒng)，E1、E2為兩側等值電源的電勢，f1、f2為等值電源的頻率，M點為失步解列裝置的安裝點。當f1f2時，A側為送端，反之f1f2時，A側為受端。當E1E2時，無功從A流向B，反之E1E2時，無功從B流向A。F型裝置定義潮流正方向從M流向B（從母線流向線路）。振蕩中心在AB兩點之間，定義振蕩中心在MB之間時處于裝置檢測的正方向，振蕩中心在AM之間時

28、處于裝置檢測的反方向。E1E2圖2-1 兩機等值系統(tǒng)圖 經過仿真分析計算，可以得到以下各種工況時電壓UM與電流I之間相位角的變化規(guī)律：2.1 振蕩中心在裝置安裝處的正方向（即MB之間），M點處于送端（f1f2）（1）初始無功為送出方向時，M點相位角的變化如圖2-2-a所示，0°180°，相位角每個周期在0°180°內從小往大變，達到最高點后迅速降到最低點。（2）當初始無功為零時，M點相位角的變化如圖2-2-b所示，0°180°，每個周期從0°變到180°，相位角在達到180°后突變到0°。（3）

29、當初始無功為受進時，M點相位角的變化如圖2-2-c所示，0°360°，每個周期從0°變到360°，相位角在180° 360°之間的變化時間很短暫。以上三種情況下相位角變化的共同點是每個周期都經過0°180°。 180°90°360°0°180°(a) E1E2180°90°360°0°180°(b) E1=E2360°270°180°90°0°360°180

30、°(c) E1E2圖2-2 振蕩中心在MB之間，M點處于送端（f1f2）2.2 振蕩中心在MB之間，M點處于受端 （f1f2）M點初始無功Q0、Q0、Q0三種工況下相位角的變化分別如圖2-3中a、b、c所示，三種工況的共同點是相位角每個周期都經過180° 0°。180°90°0°360°180°(a) E1E2180°90°360°0°180°(b) E1=E2360°270°(c) E1E290°360°0°180

31、°180°圖2-3 振蕩中心在MB之間，M點處于受端 (f1f2)2.3 振蕩中心在AM之間，M點處于送端（f1f2）M點初始無功Q0、Q0、Q0三種工況下相位角的變化分別如圖2-4中a、b、c所示，三種工況的共同點是相位角每個周期都經過360° 180°。 360°180°90°0°270°360°180°(a) E1E2180°270°360°180°360°(b) E1=E2180°180°270°3

32、60°360°(c) E1E2圖2-4 振蕩中心在AM之間，M點處于送端（f1f2）2.4 振蕩中心在AM之間，M點處于受端 (f1f2)M點初始無功Q0、Q0、Q0三種工況下相位角的變化分別如圖2-5中a、b、c所示，三種工況的共同點是相位角每個周期都經過180° 360°。360°180°180°270°360°90°0°(a) E1E2180°360°180°270°360°180°180°360°3

33、60°270°(b) E1=E2(c) E1E2圖2-5 振蕩中心在AM之間，M點處于受端（f1f2）2.5 振蕩中心在M點，M點處于送端（f1f2）不論初始無功的方向如何, 變化軌跡基本是方波形狀，在0°與180°兩個狀態(tài)之間來回翻轉，見圖2-6中a表示。2.6 振蕩中心在M點，M點處于受端 (f1f2)不論初始無功的方向如何, 變化軌跡基本是方波形狀，在180°與0°兩個狀態(tài)之間來回翻轉，見圖2-6中b表示。180°180°180°180°90°90°360°3

34、60°0°0°(a) M點處于送端（f1f2）(b) M點處于受端（f1f2）圖2-6 M點處于振蕩中心時相位角的變化2.7 結論：失步振蕩時相位角的變化規(guī)律（1）振蕩中心在裝置安裝處的正方向，當M點處于送端時，從0°到180°周期變化；當M點處于受端時，從180°到0°周期變化。（2）振蕩中心在裝置安裝處的反方向，當M點處于送端時，從360°到180°周期變化；當M點處于受端時，從180°到360°周期變化。（3）裝置安裝點恰好在振蕩中心附近時，在0°與180°兩

35、個狀態(tài)之間來回翻轉。注：相位角在0° 360°范圍內變化的情況出現在圖2-2-c,圖2-3-c，圖2-4-a, 圖2-5-a中,其中圖2-2-c的M點處于有功為送出而無功為受進，而圖2-5-a的M點處于有功為受進而無功為送出,這二種工況一般不會出現，更為重要的是不符上述規(guī)律出現的時間很短暫，因此可利用規(guī)律（1）（3）作為經歷了一個振蕩周期及振蕩中心位置方向的判據。（4）在E1和E2擺開180°、即功角180°時，振蕩電流I最大，且相位角穿越90°或270°，可利用此特點作為相位角起動判據。3.相位角失步振蕩判據 首先把四個象限的角度劃

36、分六個區(qū)：12為區(qū)，290°為區(qū)，90°3為區(qū)，34為區(qū)，4270°為區(qū)，270°1為區(qū)。系統(tǒng)正常情況下一般運行在區(qū)或區(qū)。根據上述失步振蕩過程中在各種工況下相位角的變化規(guī)律，把作為正方向判斷區(qū)（見圖2-7-a），把作為反方向判斷區(qū)（見圖2-7-b），把作為振蕩中心附近判斷區(qū)（見圖2-7-c）。BEFDCA（b）反方向判斷區(qū)（a）正方向判斷區(qū)（c）振蕩中心判斷區(qū)圖2-7 相位角判斷區(qū)劃分 相位角失步振蕩判據：振蕩中心位 置相位角變化區(qū)間M點為送端（f1f2）M點為受端（f1f2）在MB之間（正方向）A： 0°90°180°B：

37、 180°90°0°在AM之間（反方向）C： 360°270°180°D： 180°270°360°M點 E： 0°180°0°F： 180°0°180°圖2-8 相位角失步振蕩判據（1）判斷振蕩中心在正方向A.正常運行在區(qū)時（送端），從區(qū)開始按順序經過區(qū)、區(qū)、區(qū)，則判斷振蕩中心在正方向并認為經歷了一個振蕩周期。B.正常運行在區(qū)時（受端），從區(qū)開始按順序經過區(qū)、區(qū)、區(qū)，則判斷振蕩中心在正方向并認為經歷了一個振蕩周期。（2）判斷振蕩中心在反方向C.

38、正常運行在區(qū)時（送端），從區(qū)開始按順序經過區(qū)、區(qū)、區(qū)，則判斷振蕩中心在反方向并認為經歷了一個振蕩周期。D.正常運行在區(qū)時（受端），從區(qū)開始按順序經過區(qū)、區(qū)、區(qū)，則判斷振蕩中心在反方向并認為經歷了一個振蕩周期。（3）判斷振蕩中心就在安裝處附近振蕩中心相位角變化規(guī)律如圖2-6所示，此時將可能檢測不到穿過、（或、）兩個區(qū)，判據改為：E.正常運行在區(qū)時，從區(qū)開始突變到區(qū)再突變回到區(qū)，作為一個失步振蕩周期。F.正常運行在區(qū)時，從區(qū)開始突變到區(qū)再突變回到區(qū)，作為一個失步振蕩周期。G.為了判斷裝置安裝地點是否處在振蕩中心附近，再采用低電壓輔助判據，當電壓UM的電壓包絡線的最小值UML（有效值）20UN時，則

39、認為M點處在振蕩中心附近（圖2-9-b）。該判據固化在程序中，不必整定。uMtuMt0tt0UMUM20UNUML(a) 振蕩中心00tt(b) 振蕩中心附近圖2-9 振蕩中心處振蕩電壓波形同時滿足E、G或F、G時，判為失步振蕩，且振蕩中心就在安裝處附近。4.保護區(qū)范圍內的判斷及選擇性配合 對于失步振蕩解列裝置來說其保護區(qū)是指系統(tǒng)發(fā)生失步振蕩時，振蕩中心落在該區(qū)范圍內，裝置應能動作，換言之，振蕩中心不在預定的保護范圍內裝置應不動作。確定保護范圍時，需要考慮的因素是： （1）是否與同一系統(tǒng)內其他解列裝置相配合，如有其他解列裝置，應劃分各裝置的保護區(qū)范圍。 （2）一般應考慮保護本線路全長并包括正、

40、反方向相鄰線路的一部分。4.1 判失步低電壓定值ULS振蕩中心處電壓包絡線的最低電壓值為零，離振蕩中心越遠，電壓包絡線的最低電壓值UL（有效值）就越高。對于一個具體的系統(tǒng)來說，振蕩中心確定了，系統(tǒng)各點的UL值是可以計算出來的，因此設定振蕩中心落在保護區(qū)的邊界上，可以求出解列裝置安裝點（M點）處的UML值，考慮一定的可靠系數K，就可確定：判失步低電壓定值ULSKUML，式中可靠系數K1，系考慮運行方式的某些可能變化。電壓包絡線最低電壓出現在1/2振蕩周期時刻（E1和E2反相,功角180°時），這個電壓的檢測在先，失步振蕩周期的判斷在后（相位角原理的判據一般需2/3個振蕩周期），因此對N

41、1的快速解列而言，檢測電壓包絡線最低電壓的時間不會延緩對失步振蕩周期的判斷。4.2 振蕩中心位置方向選擇功能振蕩中心方向:N（Y只允許正方向，N無方向），當選擇Y時，振蕩中心在安裝點背后時， F型裝置就不能動作。因此，2F裝置可根據檢查電壓有效值的最低值及相位角判據的方向性來確定保護區(qū)的范圍，這樣將有利于保護范圍的選擇性配合。由于運行方式改變，網絡結構變化，振蕩中心位置總有些移動，所以2F裝置另外又規(guī)定：當檢測到電壓包絡線最低電壓值小于20UN時，裝置判為振蕩中心落在安裝點附近，此時沒有方向性。即此時不受振蕩中心方向選擇功能的控制，即使其設置為Y，振蕩中心落在安裝點背后附近，失步解列仍能出口動

42、作。4.3 振蕩周期次數NS的選定振蕩周期次數NS是本判據的又一個重要參數，當經過NS個振蕩周期時就發(fā)出解列命令。系統(tǒng)內幾套解列裝置保護區(qū)有重疊時，可用NS值的不同來配合以保證選擇性，希望慢動的裝置取較大的NS值，一般取NS34或更大；需快速解列時，NS選為12（不推薦NS1）；如果希望失步振蕩后，通過采取措施（如送端切機，受端切負荷）使失步的系統(tǒng)再拉入同步，只有經過規(guī)定的振蕩周期次數以后仍拉入不了同步時才進行解列，這種情況下NS可取510。注1：失步振蕩判出時間。相位角原理的判據一般需2/3個振蕩周期，解列出口的延時是以振蕩周期次數NS進行整定的。最短NS1，解列出口的時間為0.60.7個振

43、蕩周期，例如f150HZ，f248HZ，NS1時，振蕩周期1/（5048）0.5秒，SB出口時間（0.60.7）×0.50.30.35秒。相同的NS時，快速振蕩（f1和f2相差大時）出口快，慢速振蕩（f1和f2相差很?。┏隹诼?。解列出口接點在振蕩平息后（即解列后）延時6S返回。注2：快速解列判據（2F5型）。某些電網希望在判出失步時盡快將電網解列，此時可采用“快速解列判據”：只要判出相位角按順序穿到第三區(qū)時（對應功角擺過180°），就發(fā)出解列命令。為了保證動作的安全性，一般不推薦使用此判據，若特別需要時訂貨時應注明，才提供此功能。5.裝置啟動判據：相位角啟動或功率突變量dP

44、啟動 滿足二個啟動判據之一時，裝置就判為允許啟動，啟動燈點亮。啟動回路在振蕩平息后（即解列后）延時6S返回。（1） 相位角啟動判據：相位角穿過90°或270°，且此時三相電流均大于35額定電流。 越過90°或270°時，Cos正負變號，有功功率由正變負或由負變正，故又可稱為“功率變號”啟動。由于穿越90°或270°發(fā)生在功角180°、E1與E2反相時，此時振蕩電流I最大，可保證三相電流均大于35額定電流；穿越0°（360°）時，亦會穿越90°或270°，此時電流I最小，故穿越0

45、6;時，不能啟動失步解列。相位角啟動判據已固化在程序中，無需進行設定。（2）功率突變量啟動判據：PtPt-5sdPs,且5秒前的功率P-5sPos（功率突變量啟動前5秒時刻的初始功率必須大于定值Pos）。裝置一直在檢測功率Pt值，功率突變量啟動要求相差5秒的二個時刻內的功率差dP dPs,即要求5秒內功角擺開一定角度，亦即要求相位角差d足夠大（P與Cos成正比）。對于（f1f2）差值較大的快速振蕩而言，功率突變量判據先啟動；對于小擾動引起的失步振蕩，（f1f2）差值很小，dP不能啟動，則只能等到E1與E2反相時由相位角啟動判據來啟動。短路故障或PT斷線時，dP亦會啟動，所以試驗時常能看到啟動燈

46、點亮。定值Pos為允許功率突變量啟動的事故前功率定值，一般取為0.1倍額定功率值，用以防止聯絡線輕功率時誤解列聯絡線。定值Pos不控制相位角啟動判據，但相位角啟動判據中“三相電流均大于0.35倍額定電流”的要求，亦可防止誤切。裝置一直在檢測功率Pt值，因此P-5s是一個動態(tài)值而非初始工況功率（事故后E1和E2不同步，功率Pt值不斷變化，但功率突變量啟動時刻可能大于5秒），這樣可保證本線路初始為輕負荷，在其它線路切除而功率轉移到本線路時，裝置仍能可靠起動，不會發(fā)生拒動現象。6.閉鎖判據（1）當三相電壓不平衡、PT回路異常及不對稱短路，出現3Uo3Uos時，立即閉鎖失步解列。（2）當三相電流不平衡

47、、CT回路異常及不對稱短路，出現3Io3Ios時，立即閉鎖失步解列。定值3Ios 整定時應躲開最大振蕩電流下CT可能飽和產生的不平衡3Io值。由于CT斷一相或斷二相時，3Io等于相電流值，所以建議3Ios定值選取較大值（略小于最小負荷電流值）。注：由于PT、CT回路出現異常時，會閉鎖失步解列，所以PT、CT回路斷線引起異常時，應盡快查清斷線原因，使PT、CT回路恢復正常。7.事故前潮流方向判據 根據系統(tǒng)需要，還可以選擇裝置啟動前5秒時刻的潮流方向作為解列的條件。在裝置內部，功率突變啟動及相位角啟動的判別在潮流方向判別之前，并且一旦dP/啟動，裝置會自動記憶住P-5s值（包括功率數值及功率的正負

48、號）。因此如果dP/啟動前5秒時刻的潮流方向不滿足允許解列的方向，則振蕩過程中功率Pt值（包括功率方向）不斷變化，裝置亦不會誤開放失步判斷回路。判失步振蕩的事故前功率方向選擇判據為P0:Y, P0:N(Y該方向允許動作，N該方向不允許動作)。當P0: Y, P0: N時，有功功率從母線流向線路允許解列；當P0: N, P0: Y時，有功功率從線路流向母線允許解列；當P0: Y, P0: Y時，無方向要求；當P0: N, P0: N時，裝置退出不能工作，等同退出振蕩解列功能壓板。8.相位角判據的優(yōu)點（1）不受運行方式的影響。該判據已考慮了各種運行情況，還考慮了振蕩中心位置的改變，因此實際應用時一

49、般就不必再去關心運行方式的變化。例如，不必關心潮流大小或方向的改變；不必關心發(fā)電機組、變壓器的停投；不必關心環(huán)網是開環(huán)還是閉環(huán)運行。（2）輸出線路短路時，相位角判據不會誤檢測。（3）整定簡單，且運行中不需要改變。該判據使用的定值主要是判保護區(qū)范圍的低電壓定值ULS及振蕩周期次數定值NS，這些定值對于具體系統(tǒng)來說是很容易給定的，不必進行復雜的整定計算，只需進行類似低電壓保護的計算，投運前一次整定后運行中一般是不需要改變的，故運行維護簡單。（4）用相位角判斷失步振蕩具有方向性，利用其方向性可以獲得良好的選擇性，有利于保護范圍整定計算的配合。9.失步解列判別框圖根據上述，裝置同時滿足下列條件時發(fā)出解

50、列聯絡線命令。（1）啟動前5秒時刻的潮流方向和設置的方向一致。（2）裝置處于啟動狀態(tài)（功率突變量啟動或相位角啟動） ·相位角啟動：相位角穿過90°或270°，且此時三相電流均大于0.35倍額定電流。 ·功率突變量啟動：PtPt-5sPs,且P-5sPos。（3）裝置安裝點處電壓包絡線的最低電壓值UML符合動作條件：·振蕩中心位置方向設置“N”時，出現低電壓：UMLULS（判失步振蕩保護范圍） ·振蕩中心位置方向設置“Y”時，當振蕩中心在正方向，且UMLULS；當振蕩中心在反方向，且UML20UN（判振蕩中心失步）。（4）振蕩周期次數N

51、NS。（5）3Uo3Uos（3Uos用來判PT回路異常及不對稱短路）。（6）3Io3Ios（3Ios用來判CT回路異常及不對稱短路）。根據上列動作條件，可畫出失步解列判別框圖一或框圖二（兩者畫法不同）。 圖2-10失步解列判別框圖一 圖2-11失步解列判別圖二三、裝置的硬件配置1. 裝置的硬件框圖一個單元處理機插件DCJ最多能對8個模擬輸入量進行采樣和計算，故交流信號12MUa、12MUb、12MUc、 12Ia、12Ib、12Ic經交流變換器(12YLH)變換隔離后送至二個單元處理機插件12DCJ進行采樣和計算，然后再將計算后的數據傳輸給CPU。CKZSZ失步解列出口中央信號（動作、PT斷線

52、、異常）DYK打印機CPU顯示/鍵盤數據總線同步啟動線1MUa1MUb1Ia1Ic1Ib1MUc1DCJ1YLH交流變換回路數據總線同步啟動線2MUa2MUb2Ia2Ic2Ib2MUc交流變換回路2YLH2DCJ圖2-12 硬件示意圖2. 裝置的結構及正面布置裝置的正面布置見組屏圖2、3頁。裝置由穩(wěn)壓電源插件（DY）、交流變換插件（12YLH）、主機插件（CPU）、單元處理機（12DCJ）、通信插件（TCJ）、輸出中間繼電器插件（1SZ）、出口繼電器插件（12CKZ）、打印電源切換板（DYQH）和打印接口插件(DYK)組成。交流變換插件裝有電壓、電流變換器，將引入的電壓、電流信號降低為12DC

53、J板可以采樣的信號。2.1 鍵盤大面板上有九個按鍵，其中“ ”表示上移，“ ” 表示下移，“ ”表示左移，“ ”表示右移，“”表示加1，“”表示減1，“確認”表示對所選項進行確認，“返回”鍵表示返回主菜單，紅色的“復位”鍵表示復位，在CPU運行出現程序紊亂、死機時按“復位”鍵則重新初始化。通常情況下，請不要隨意按紅色的“復位”鍵。另外，鍵盤左下方還有一只定值設置開關，當開關撥在“允許”檔時，“運行”燈熄滅，裝置不進行事故判斷。2.2 大面板上指示信號燈（1）左側四個指示燈分別表示主機CPU板運行、啟動、動作、異常的狀態(tài)。啟動、動作及異常燈均不保持，該狀態(tài)消失，信號燈也熄滅。其中異常包括PT斷線、CT斷線等所有異常。（2）右側七個指示燈分別為啟動、解列L1線、解列L2線、備用、動作、PT斷線、異常。除解列L1線、解列L2線及動作燈保持到手動復歸時外，其他燈均不保持，該