电力系统连锁故障分析

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6kV高压开关柜运行中的常见故障及处理对策

6kV高压开关柜运行中的常见故障及处理对策

6kV高压开关柜运行中的常见故障及处理对策摘要:6kv高压开关柜是供电系统的重要组成部分,开关柜工况直接影响供电系统的运行安全。

目前,6kV开关柜的使用还存在许多问题,需要采取有效措施处理和解决故障,以保证供电安全。

本文从6kV开关柜运行过程中的常见故障和处理对策入手,分析相关的问题,并给出了有效的建议。

关键词:6Kv;开关柜;故障;对策引言6kv高压开关柜在电力系统运行过程中起到了相应的保障作用,一旦线路出现故障,就能够及时断开连接设备,确保设备及操作人员的安全。

随着经济及技术的发展,6kV开关柜的安全性与质量得到明显提升,但是在日常运行过程中,仍旧存在相应的问题,需要采取合理措施予以解决。

1 6kV高压开关柜的作用分析6kv高压开关柜由柜体和断路器二大部分组成,具有架空进出线、电缆进出线、母线联络等功能。

柜体由壳体、电器元件(包括绝缘件)、各种机构、二次端子及连线等组成。

分为金属封闭铠装式开关柜、金属封闭间隔式开关柜、金属封闭箱式开关柜和敞开式开关柜。

6kv高压开关柜主要实现的功能有:一是正常电路或6kv及以下设备的开关、断开、具有传递和逆转电力负载的功能;二是6kv高压开关柜能成功地将两端的电力线路从电力系统中分离出来;三是6kv高压开关柜能从电力系统中退出故障设备和故障线段,确保整个电力系统的安全可靠;四是6kv高压开关柜实现出口系统线路或设备的可靠接地,达到确保全线及设备安全的目的;五是6kv高压开关柜还具有测量6kv电力系统电压、电流参数、以及故障警报。

2 6kV高压开关柜常见故障2.1高压开关柜的发热故障6kV开关柜的发热故障是一种非常常见的故障类型。

高压开关柜由于长期工作,如果不能很好地控制,就会发生加热故障。

在实际运行过程中,发热主要是由导电电路引起的,如导体加热、联合加热和涡流加热等。

如果这些加热条件发生,并且产生的热量很大,就不能及时排出。

然后,6kV开关柜的温度会急剧升高,在稳定上升后,加热条件非常明显,容易发生故障。

电力二次系统接地故障诊断分析

电力二次系统接地故障诊断分析

电力二次系统接地故障诊断分析摘要:在经济快速发展的背景下,中国已经开始全面建设智能电网,常规变电站和常规电网在南方电网中得到了广泛应用。

但常规站易发生交流串联成直流、直流接地等安全事故,不利于变电站的安全运行。

智能变电站具有二次系统升级和优化的优势。

二次系统是智能变电站最大的特点,它关系到整个变电站运行的安全稳定。

因此,在二次系统工作中,相关技术人员需要综合考虑各种因素,选择合理的系统接地方式,有序地进行生产组织工作。

确保各生产环节的有序进行。

这样,一方面能够为变电站的稳定运行提供保障,另一方面也能有效延长相关电力设备的使用周期。

关键词:电力;二次系统;接地故障;诊断引言现阶段,中国电力工业蓬勃发展,各地大量新建自动化变电站,站内配备多个继电保护装置,实行变电站无人值守模式,这对于降低变电站运行维护成本,改善变电站运行条件具有重要的现实意义。

与此同时,电力二次系统受到高电压等级一次设备、现场电磁环境、雷电流等因素影响,常发生继电保护装置误动、拒动等故障,威胁到变电站安全运行。

开展对二次系统接地技术的应用研究,保障变电站安全平稳运行。

1.变电站二次系统组网方案1.1总体优化方案1)在风险分析中,需要考虑二次系统故障对主系统的影响,优化二次系统组网方案可以有效降低网络风险。

2)二次装置风险与参与功能实体的类型、数量和节点程度有关。

在日常操作维护中,被保护设备的节点程度大,涉及的功能类型复杂。

在二次系统组网优化方案中,应重点关注保护功能和参与相关功能的二次设备。

在此基础上,设计了智能变电站二次系统组网方案。

在保证变电站二次系统整体结构不变的基础上,对智能变电站的保护跳闸方式和模拟量采集方式进行了优化。

将间隔交换机设置在各个间隔中,间隔交换机在系统中相连的设备有终端装置、保护装置以及测控装置,间隔交换机之间通过中心交换机相连,构成全站GOOSE网络。

将同源冗余星型双网配置在智能变电站的二次系统中,其主要目的是提高系统的可靠性。

适用于连锁故障的交直流电网静态等值方法

适用于连锁故障的交直流电网静态等值方法

点 的 等值 功率 。但是 , 在 连锁 故 障模 型 中, 通 常需 要 进行 初 始故 障设 ) , 并 根 据线 路 及节 点 容 量 判 断
统 的潮 流结 果 , 可 以对 外部 系统 进行 网络 等值 , 从 而
第3 3卷 第 3期
2 0 1 4年 3月
电 工 电 能 新 技 术
Ad v a n c e d Te c h n o l o g y o f El e c t r i c a l En g i n e e r i ng a nd En e r g y
Vo 1 . 33,No. 3 Ma r .2 O1 4
关键 词 :交直 流 电 网;连锁 故 障 ;扩展 Wa r d等值
中图 分 类 号 : T M 7 4 4 文 献标 识 码 : A 文 章 编 号 :1 0 0 3 . 3 0 7 6 ( 2 0 1 4 ) 0 3 0 - 0 0 1 — 0 6
1 引 言
目前 , 我 国 已逐步 形成 了跨 区 域 、 交 直 流互联 电 力 网络格 局 。大 规 模 互 联 电力 系 统 在 减 小 备 用 容 量、 提 高 系统 运行 效 率 和 经 济性 方 面 取 得 了理 想 的 效果… , 但 同时也 使实 时 获 取 全 网信 息 变 得 更 加 困 难, 计 算规 模 更 大 、 耗 时 更 多 。更 为 严 重 的 是 , 电网
适 用 于 连 锁 故 障 的交 直 流 电 网静 态 等 值 方 法
张 振 安 ,张 雪 敏 ,曲昊 源 ,李 晓萌 ,姚 锐 ,张 翔 昱
( 1 . 国 网河 南省 电力公 司 电力科 学研 究院 ,河 南 郑 州 4 5 0 0 5 2 ;

电力系统稳定性分析与控制策略研究

电力系统稳定性分析与控制策略研究

电力系统稳定性分析与控制策略研究 摘要:随着全球能源需求的不断增长,电力系统作为现代社会不可或缺的基础设施,其安全稳定运行对于保障经济社会的可持续发展具有至关重要的作用。电力系统的稳定性是指系统在遭受扰动后,能够恢复到正常运行状态的能力。这种能力直接关系到电力供应的可靠性,是评价电力系统性能的重要指标。基于此,本篇文章对电力系统稳定性分析与控制策略进行研究,以供参考。

关键词:电力系统;稳定性分析;控制策略 引言 电力系统稳定性是电力系统运行的核心问题之一,它关系到电力系统的安全、可靠和经济运行。随着电力系统规模的不断扩大和电力市场化的推进,电力系统的稳定性问题变得尤为突出。电力系统稳定性分析与控制策略的研究,旨在通过理论分析、仿真模拟和实际应用,确保电力系统在正常运行和受到扰动时能够保持稳定,避免发生连锁故障和大面积停电事故。

1电力系统稳定性特点 电力系统稳定性包括多个维度,如静态稳定性、暂态稳定性、动态稳定性等。静态稳定性关注系统在小扰动下的稳定性,暂态稳定性关注系统在大扰动后的恢复能力,动态稳定性则关注系统在长时间尺度上的稳定性能。电力系统是一个由发电、输电、变电、配电和用电等多个环节组成的复杂网络。系统的稳定性受到多种因素的影响,包括发电机的动态特性、输电线路的传输能力、负荷特性、控制系统的响应速度等。电力系统的运行状态是动态变化的,受到负荷变化、发电机出力调整、网络拓扑变化等因素的影响。稳定性分析需要考虑系统的动态响应过程。电力系统中的许多元件,如发电机、变压器、电力电子设备等,其动态行为通常是非线性的。这使得电力系统稳定性分析和控制策略设计变得复杂。现代电力系统通常是跨区域、跨国家的互联系统。互联系统的稳定性不仅取决于单个地区的系统特性,还受到相邻区域系统状态的影响。 2电力系统稳定性分析 2.1功角稳定性 功角稳定性是电力系统稳定性的一个关键方面,它涉及同步发电机之间以及发电机与系统参考节点之间的同步运行能力。在电力系统中,同步发电机通过共享相同的电网频率(通常为50或60赫兹)来保持同步。功角(也称为同步角或转子角)是衡量发电机转子相对于系统参考角度位置的物理量,它反映了发电机输出功率与系统需求之间的相位关系。需要建立电力系统的动态模型,包括发电机的转子运动方程、励磁系统模型、以及系统的网络方程。在模型中引入扰动,如短路故障、发电机突然失去负载或增加负载等。使用仿真软件对系统在扰动后的动态响应进行模拟,分析功角的变化情况。根据仿真结果评估系统的功角稳定性。如果系统在扰动后能够恢复到稳定的运行状态,则认为系统具有功角稳定性。

电力介数的理论技术的若干方面思考

电力介数的理论技术的若干方面思考

电力介数的理论技术的若干方面思考电网工作人员的专业技术是合理利用电力资源的有效保证。

然而,随着经济发展需求的不断加快,对现有电力系统的应用技术提出了新的要求。

电力技术需求的主要体现是对电气介数的电网连锁故障的预警和防御。

对于这一要求,近几年我国电力系统与电力企业在电网连锁故障的防御问题上存在缺失,这就造成了电力灾害以及电网事故的频频发生。

所以,电网工作人员在对此问题加强重视的同时,还要分析电气介数的电网连锁故障建模的实践过程。

只有对电网连锁故障发生的原因有个系统的认识后,才能提高电网专业技术在电力系统中的引用,进而提高电力资源的利用效率。

一、电气介数的电网连锁故障建模实践(一)共性建模电气介数能够反映和展现出全网潮流传播的实际占用节点情况,这与加权介数的技术理论相似。

都是通过对占用节点的亮化作用来体现出全网在潮流传播方面的价值,并以此价值来思考电气介数系统中具有普遍适合性的建模生成。

在网络中信息数据量庞大,这在一定程度上会影响建模的生成。

所以,为了降低对建模的影响,要注意控制对节点被最短路径所占用的次数。

并根据电路原理的理论基础,使电网介数能够在所有的路径中进行传播。

这种共性建模的作用主要表现在两种情况下,一种是模型的调整系数是常数,而共性模型的获取方法是正比于当前节点的电网介数。

所以,如果模型的实验还是不断的按照比例来调整,那么就很容易导致调整状态的减小或者是变慢。

这在很大程度上增加了线路阻抗调整次数,严重的影响了调整速度。

另一种是共性建模利用电气介数成功代替了加权介数,并作为节点过载退出了运行判断依据。

与此同时,还增大了线路阻抗,降低了相应的传输容量。

这种建模的物理理论背景更加负荷电力系统的实际应用情况。

(二)算法流程电气介数的故障建模是通过精密的数学演算和检验来实现的,如果对演算过程的重视度不够就不能保证其准确性,那么完成的建模就发挥不出其应有的作用。

综上所述,电力系统的连锁故障的建模过程的數学演算流程是以下内容。

电力系统运行状态分析及控制

电力系统运行状态分析及控制

电力系统运行状态分析及控制摘要:社会经济的快速发展和科学技术的不断进步,对电力系统的运行状态分析和控制已经引起了人们的高度关注,电力系统在现实生活中发挥着十分重要的作用。

基于此,本文重点介绍了电力系统运行状态和控制,以期为电力部门提供参考依据。

关键词:电力系统运行状态分析控制引言社会经济的发展和科技的进步在很大程度上推动了人们生活水平的提升,人们的日常生产生活与电力息息相关。

而电力系统在国家工业化发展进程中也占据了重要位置。

只有确保电力系统可以安全、稳定、可靠的运行,才能为工业生产和人们生活供应提供所需的电能。

近些年来,因电力系统运行造成的安全事故经常出现,严重威胁着人们生命财产安全和社会经济的发展。

所以,只有确保电力系统安全运行,不管是对电力系统本身还是人们的生产生活,都具有重要的现实意义。

1、电力系统运行的状态分析1.1电力系统运行的正常状态对于一个完整的电力系统来说,主要是由变压器、用电设备、输配电线路以及发电机五部分组成。

电力系统运行的主要特点是用电、配电、发电、输电同时进行。

因此,为了向用户提供质量合格的连续电能,通过电力系统发电机发出的与电力系统负荷消耗中无功功率和有功功率的时间始终是同步进行,同时还要确保线路上的功率潮流、发电机发出的有功和无功功率与系统之间的各级电压要在安全运行的范围内进行。

为了保证电力系统这种正常运行的状态,应具备两个基本要素:其一,应在相同频率下保持电力系统中的所有发电机可以同步运行;其二,对于电力系统中的所有电气设备可以满足各种工况下保持正常的状态。

电力系统在正常运行的过程中,可以有能力选择必要或紧急备用的措施进行调节,确保在正常干扰的状态下电力系统不会有任何意外情况出现,也不会使频率和电压偏差超过允许的范围或者电力系统中的相关设备出现过载等。

为了使电力系统可以由正常运行状态转变为正常连续运行状态,可以采取正确的措施调节电力系统的较小负荷变化。

实际上,电力系统在正常运行的情况下可以进行经济运行调度,这样最终的安全性能也会提升。

电力系统的安全隐患与建议

电力系统的安全隐患与建议

随着我国用电负荷提高,跨区域、大容量、远距离特高压直流输电工程集中投产,电力系统形态及运行特性发生了重大变化,电力系统安全面临着诸多新问题,如电源电网发展规划不协调、交直流电网发展不协调、新能源大规模集中并网带来不稳定性、自然灾害和外力破坏频发,发生大面积停电事故的风险加大等。

一、特高压交流发展相对滞后,“强直弱交”存在重大安全隐患。

近年来,特高压直流工程集中投产,已建在建达16回,与此相对应的特高压交流工程建设相对滞后,已建在建仅8回,且多为输电工程,特高压交流尚未成网,难以发挥作用,依靠现有的500千伏主网架无法承受特高压直流故障带来的巨大功率冲击。

华北—华中两大电网仅通过1000千伏长南单线联系,电网结构薄弱,不能满足±800千伏哈郑直流安全稳定运行要求。

长南线南送500万千瓦。

哈郑直满流率运行方式下,哈郑直流单极、双极闭锁故障,都会突破长南线静稳极限650万千瓦,导致电网失稳,震荡解列装置动作后,频率跌至49.3赫兹至48.5赫兹以下,低频减载切除991万千瓦负荷后才能保住电网稳定。

为避免直流单、双极闭锁故障后电网失稳,分别需要联切河南200万千瓦和540万千瓦负荷,否则将造成较大电网事故。

电力系统的安全隐患与建议文 | 侯艳丽当前电力系统形态与运行特征发生了重大变化,电力系统安全面临诸多新问题,应如何消除这些安全隐患?在交流电网得不到配套加强的情况下,±800千伏酒湖直流投运后,华北—华中电网安全稳定问题进一步突出。

酒泉—湖南特高压直流工程2015年5月获得核准并开工建设,计划2018年建成投运。

酒湖和哈郑直流工程输电走廊相同,沿线灾害较多,增加了直流两极及以上故障的概率。

考虑一回直流单极闭锁、另一回直流双极闭锁或两回直流同时双极闭锁,华中电网失去的直流功率将达到1200万千瓦或1600万千瓦,均会导电网失稳、长南线振荡解列后,华中电网低频减载置动作,将切除荷1032万千瓦,势必造成重大电网事故。

电力安全事故典型案例分析

电力安全事故典型案例分析

电力安全事故典型案例分析目录一、概述 (2)1. 电力安全事故的定义与特点 (2)2. 电力安全事故的分类 (3)3. 电力安全事故的影响 (4)二、电力设备故障引发的事故案例 (6)1. 变压器故障引发的事故 (6)1.1 运行维护不当导致变压器损坏 (7)1.2 设备老化引发变压器爆炸 (9)2. 输电线路故障引发的事故 (10)2.1 导线断裂导致线路跳闸 (10)2.2 绝缘子破损引发短路事故 (12)3. 电气控制设备故障引发的事故 (13)3.1 控制器故障导致设备异常运行 (14)3.2 电动机故障引发的生产线停机 (15)三、电力系统调度失误引发的事故案例 (16)1. 调度员误操作导致电网事故 (17)2. 电网运行方式不合理引发事故 (18)3. 雷雨天气对电网运行产生影响的事故 (19)四、电力用户设备故障引发的事故案例 (21)1. 用户设备短路引发电网故障 (22)2. 用户设备过载导致供电中断 (23)3. 用户设备接入电网时的问题引发事故 (24)五、电力安全事故应急处理与防范措施 (24)1. 应急预案的制定与实施 (25)2. 事故原因分析与调查 (27)3. 防范措施的落实与改进 (28)六、结论 (29)1. 电力安全事故的严重性与防范的重要性 (30)2. 提高电力系统安全运行的建议 (30)3. 加强电力安全事故预警与应对机制建设的必要性 (31)一、概述电力安全事故是电力工业领域中的重要问题,对于社会生产、人民生活以及经济发展都具有重大影响。

这些事故往往是由于设备故障、人为操作失误、管理不善等原因导致的,其后果可能包括电力供应中断、设备损坏、人员伤亡以及巨大的经济损失。

对电力安全事故典型案例分析的研究,是为了揭示事故成因,总结经验教训,提升安全防范意识和应急处理能力,从而减少电力安全事故的发生。

本报告旨在对电力安全事故典型案例进行深入剖析,从而为相关行业人士提供借鉴和参考。

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案例分析报告电力系统连续故障分析申请人:丁银琴学科(专业):电力系统及其自动化指导教师:赵进全2011年03月摘要电力系统连锁故障是由于系统中某一个元件发生故障,导致一系列其他元件停运的连锁反应。

它是一种发生概率较低但危害性极为严重的事故。

严重的电力系统连锁故障会导致整个电力网络的解列,引发大面积停电,给社会带来极大的经济损失。

随着电力系统的不断发展,电力网络的逐步形成,电网的运行越来越接近其极限水平,因此对电力系统连锁故障的研究与分析非常必要。

关键词:电力系统连锁;分析故障模型;故障模式搜索目录摘要1.提出问题 (1)1.1电力系统连锁故障的背景 (1)1.2电力系统连锁故障发生的机理 (2)2.分析成因 (4)2.1引发连锁故障的相关因素 (4)2.1.1自然因素 (4)2.1.2人为因素 (4)2.1.3设备缺陷 (4)2.1.4电网结构因素 (5)2.1.5混合因素 (5)3.解决问题的方式与方法 (6)3.1电力系统连锁故障分析方法 (6)3.1.1模式搜索法 (6)3.1.2模型分析法 (7)3.1.3综合分析法 (7)3.2基于不确定多属性决策理论的方法 (7)3.2.1创建各种不确定因素的分析决策模型 (8)3.2.2初始故障选择方法 (9)3.3连续故障的选择流程图 (11)4.实际效果 (12)4.1第一阶段 (12)4.2第二阶段 (12)4.2.1重合闸的考虑 (13)4.3不同潮流状态对连锁故障搜索过程影响的考虑 (13)参考文献 (15)致谢 (16)1.提出问题1.1电力系统连锁故障的背景我国的电力发展已步入了大电网、大机组、超高压和自动化、信息化的新阶段,电力已成为经济发展和人民生活不可或缺的生产资料和生活资料,保证安全可靠的电力供应至关重要。

电网瓦解和大面积停电事故不仅会造成巨大的经济损失,影响人民的正常生活,还会危及公共安全,造成严重的社会影响。

连锁故障是造成电力系统崩溃瓦解的主要原因。

电力系统连锁故障是一种发生概率低但后果严重的事故,严重的连锁故障可能导致大面积停电甚至整个系统的崩溃。

随着电力系统的不断发展,电力市场的逐步形成,电网的运行越来越接近其极限水平,对电力系统连锁故障的研究已经成为必要。

电网连锁故障的发生机理是:电网正常运行时每个元件都带有一定的初始负荷,当某一个或几个元件因过负荷而导致故障发生时会改变潮流的平衡并引起负荷在其它节点上的重新分配,将多余的负荷转移加载到其它元件上;如果这些原来正常工作的元件不能处理多余的负荷就会引起新一次的负荷重新分配,从而引发连锁的过负荷故障,并最终导致网络的大面积瘫痪和大规模停电事故的发生。

为更好地理解电网连锁故障的机理,从事电力系统研究的学者尝试从复杂系统理论中寻找新的方法、模型和分析工具,将网络看作包含大量个体及个体之间相互作用的系统,在实际和理想电网模型上讨论网络稳定与脆弱性、扰动传播与控制等多方面问题,首先提出了多种连锁故障的数学模型,有基于人工电力系统的连锁故障模型,有基于复杂网络理论连锁故障模型等;其次提出了衡量电力系统连锁故障的可靠性指标,目前评估电力系统可靠性所用的指标均是对系统冗余度的衡量,无法反映事故的严重程度,所以对系统的连锁反应事故也就无从了解。

因此,必须引入能够客观反映连锁反应事故的新的可靠性指标。

最后提出了多种连锁故障的搜索模式,由于电网故障模式较多,故障参数(包括各种连续参数和离散变量)形式各异,因此连锁故障模式的搜索后果分析十分困难。

近年来,国内外研究人员建立了多种方法和模型,如模式搜索法、模型分析法等。

正确的模型是分析和预防电网连锁故障的基础,合理的可靠性指标是衡量电力系统连锁故障的依据,而正确的搜索模式是处理连锁故障的有效方法,它们对我国电网的发展也有一定的现实意义和积极的指导作用。

1.2电力系统连锁故障发生的机理大停电事故的发展,都是从简单元件故障开始,经过各种因素所产生的连锁效应的叠加才逐步发展成的。

通过对以往发生事故的总结,可将停电初期的模式概括为初始扰动加上后续的突发事件。

大多数情况下,扰动前的系统参数都在正常运行的允许范围内,但存在着一些隐患,如系统负载重、电压水平偏低等,这个时候很小的扰动就有可能引起系统大范围的连锁反应。

电力系统是一个非常复杂的网络系统,鉴于电力对于现代社会正常运转所具备的基本特性,该网络对社会的影响较其他网络更加广泛和深刻。

网络中发生的故障,多数都是小范围的,不会影响到整个系统,但也存在极少数的雪崩式的连锁故障,即从一个很简单的故障开始,触发了一系列连锁反应,而导致网络的大部分甚至整个系统瘫痪。

电力系统连锁故障的成因比较复杂,简单地说其发生机理是:电力系统正常运行时每个元件都带有一定的初始负荷;当某一个或几个元件因为某种原因过负荷而导致故障发生时,会改变潮流的平衡并引起负荷在其它节点上的重新分配,将多余的负荷转移加载到其它元件上;如果这些原来正常工作的元件不能处理多余的负荷就会引起新一次的负荷重新分配,从而引发连锁的过负荷故障,并最终导致网络的大面积瘫痪和大规模停电事故的发生。

若初始故障发生在带有大量负荷的元件上时,其相邻元件不能处理多余负荷的可能性更大,也就更加容易引发连锁故障。

电力系统发生连锁故障是一个连续的复杂的动态过程,涉及到的元件不仅包括发电机、输配电线路、变压器,还包括母线、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等。

母线故障、线路故障、断路器故障、继电保护的误动和拒动以及突然的大负荷转移是引起系统发生连锁反应事故的主要原因。

一旦系统中出现这些触发事故,继电保护将迅速动作切除相应故障线路,但是可能由于这些动作造成系统中其他线路过负荷或母线电压偏离额定值过大,这又将触发更多的继电保护动作,连锁故障就是这样一级故障触发下一级故障,最终导致电网解列、系统崩溃的连锁反应。

简单来说,连锁故障是由于系统中某一个元件故障,导致一系列其他元件停运的连锁反应。

它是一种发生概率较低但危害严重的事故。

严重的连锁故障会导致整个电力网络的解列,引发大面积停电,给社会带来极大的经济损失。

这种连锁故障很难用传统的、基于元件可靠性的原理进行合理的解释。

根据可靠性基本原理,若忽略元件故障间的相互影响,多重故障的发生满足一种“串联”效应,其概率值很小。

事实上,电力系统的灾难性事故接二连三地发生,理论和实际产生了很大差距。

总的来看,初始扰动的后续突发事件是引起连锁故障的最重要原因。

因此,分析连锁故障机理的主要难点之一就是如何描述后续突发事件与初始扰动之间的关系。

从已发生的各种大规模停电的发展过程中可以看到,大部分连锁故障中的后续事件都发生在初始扰动后由于系统拓扑改变引起的潮流波动较大的元件上,如类似“8.14美加大停电”中由于潮流转移导致的相邻线路过载或者类似“8.28伦敦大停电”中的保护误动。

特别需要指出的是,即使是对类似伦敦事件中的由于继电保护隐性故障引发的大停电事故,隐性故障真正表现出来并导致系统中出现连锁故障的原因仍然是功率的较大波动。

2.分析成因2.1引发连锁故障的相关因素引发电力系统连锁故障的主要相关因素包括[18]:自然因素、人为因素、设备缺陷、电网结构因素及混合因素等等。

2.1.1自然因素自然因素:指自然灾害或气候条件恶劣导致系统发生连锁故障。

如加拿大魁北克1989年3月13日发生了一次很强的地磁暴,产生很大的地磁感应电流,引发连锁故障,造成大停电事故;1990年9月20日广东电网因遭受雷击而引发系统连锁故障导致大停电事故等等。

2.1.2人为因素人为因素:指人为的故意破坏或运行人员的误操作等。

如湖北电网1972年7月27日大面积停电事故的直接起因是由于人为过失造成距离保护误动作使该线路断路器跳闸,在事故发展过程中调度人员又错误的只采取局部限电的办法,致使事故进一步扩大,最终导致大面积停电。

2.1.3设备缺陷设备缺陷:指系统中各种元件故障。

如1980年7月27日安徽电网电压互感器爆炸,且保护拒动导致线路纷纷跳闸,造成大面积停电事故;1990年9月20日广东电网在遭受雷击之后一系列保护拒动、误动致使事故进一步扩大。

2.1.4电网结构因素电网结构因素:指网架结构薄弱或规划不合理的系统,当系统受到扰动时易发生稳定破坏。

我国电网易受扰动的几种结构:1)长距离联系阻抗过大的单回路;2)高低压电磁环网;3)弱联系特大环网;4)受端系统过弱;5)主要电源支持;6)头重脚轻结构;7)弱联系联网;8)从主系统受电比重大且联系薄弱的受端或地区电网;9)大用户侧供电结构不合理等。

2.1.5混合因素混合因素:即以上各因素中的几种同时发生或者全部发生。

如1982年8月12日华中电网破坏事件,由于人为采取局部限电的措施,导致其他变电站超过稳定极限,而且在处理过程中遇到导线对树木放电,保护动作跳闸,系统稳定破坏发生振荡,各厂站发电机有功、无功、各级母线电压及联络线上潮流均大幅度周期性摆动。

电力系统很多灾难性事故的发生通常是多个事件叠加的结果,而这多个事件通常表现为由一个初始事件引发的一系列连锁事件。

3.解决问题的方式与方法3.1电力系统连锁故障分析方法由于电网的连锁故障较多,故障参数形式各异,且搜索连锁故障需要模拟保护动作性能和安全自动装置的控制措施,因此连锁故障模式的搜索和后果分析十分困难。

为解决该难题,研究人员通过模式搜索、抽象、简化、降阶、统计等各种方法建立了多种模型分析电力网络连锁故障的机理和行为特点,并取得了许多成果。

3.1.1模式搜索法模式搜索法是通过解析法、随机模拟、状态空间等方法对电网进行故障仿真计算,搜索出导致电网连锁故障的故障模式。

解析法基于确定性判据,如N-1(或N-K)判据,它便于理解和实现,但不便于处理连续参数和不确定因素,处理连锁故障或多重故障比较困难。

为避免盲目的开断选择,一个解决方法就是采用启发式搜索方法,如tie-cutting和Q-reduction指标,并根据该指标分别进行线路和发电机开断的选择,通过仿真计算快速寻找导致电压失稳的连锁故障模式。

随机模拟基于蒙特卡洛概率抽样算法,如果模拟时间足够长,可以搜索所有故障模式。

如Rios、Kirschen等人用该法对电力系统进行仿真,仿真过程中计及了输电线路连锁过载效应、保护的误动作、暂态不稳定发生的概率等。

3.1.2模型分析法模型分析法是将网络看作包含大量个体及个体之间相互作用的系统,在实际和理想电网模型上讨论网络稳定性和脆弱性、扰动传播与控制等多方面问题,进而提出的连锁故障数学模型及其相关的分析计算。

目前常见的连锁故障模型主要分为两大类:1)基于人工电力系统的连锁故障模型,主要包括:OPA模型、CASCADE模型、分支过程模型和隐性故障模型等。

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