提高交流输电系统稳定性的措施

王力

摘要：输电系统稳定性是衡量电力供输质量的主要标准，也是输电系统安全可靠运行的主要基础。随着社会的发展，随着人们生活质量的提高，对于电能也提出了新的要求，因此确保供电质量已成为电力企业研究和工作的主要重点。本文从输电系统安全可靠运行的重要因数出发，阐述了输电系统稳定运行的重要性，从而得出了提高交流输电系统稳定性的具体措施。

关键词：输电系统稳定性；静态暂态措施

一、输电系统稳定性的重要性

输电系统运行的稳定性是输电系统安全运行的重要保障。近些年，输电系统的规模越来越大，大大增大了输电距离和输送容量，而系统的稳定性就出现了一些问题。输电系统稳定性是限制交流电流远距离输电送电距离和输送能力的决定因素，所以必须提高输电系统的稳定性，从而提高输送能力。在暂态稳定角度分析，发电机会因为输电系统受到扰动发电机的不平衡而产生剧烈的相对运动，当发电机的相对角的振荡超过一定限度时，发电机便会失去同步，稳定性就会遭到破坏。在静态稳定角度，让输电系统不发生自发振荡，正确选择调节器的参数，就会使输电系统具有较高的功率极限，系统运行也会很稳定。所以，想要提高输电系统稳定性和输送能力，就必须尽可能提高输电系统的功率极限和减小发电机相对运行的振荡幅度。

二、提高交流输电系统稳定性的措施

（一）调节设备适应系统

设备的使用要具备一定的前瞻性。由于電力系统的运行方式经常发生变化，电力系统的规模和结构也是不断扩大和变化的，所以设备也需要经常更替，而设备的更替会影响电力系统的参数和特性。必须充分考虑其适应性，在电力系统的结构和运行参数在允许的范围内，按照一定的电力系统规模和运行参数设计提高稳定性，有时只要适当改变提高稳定措施的参数，或者调整整定值，就可以适应新的情况。在应用以微型计算机为控制核心的提高稳定性装置中，这种适应性更强。此外还要提高稳定装置的可取性。自动化中的误动作和拒动作问题很可能造成严重的后果，所以采用的稳定装置要具备一定的可取性。重要装置双重化，能在装置出现故障时自动切换，或者并联设备，用设有不同原理的后备等都可以提高可取性

（二）改善电网结构及减小线路电抗

电网结构是输电系统安全稳定运行的基础，增加输电线路的回路数，减小线路电抗加强系统的联系都是能够改善电网结构的方法。此外，当输电线路通过的地区原来就有输电系统时，要想使长距离的输电线路中间点的电压得到维持，可以把中间系统与输电线路连接成为较大的联合输电系统，也将输电线路分成两段缩小了电气距离。中间系统能与输电线交换有功功率，起到互为备用的作用。在输电系统中间接入配有先进的自动励磁调节器的调相机，就可以维持调相机端点电压甚至变压器高压母线电压恒定。这样，输电系统就等值地被分割为两段，每一段的电气距离将远小于整个输电系统的电气距离输电系统的稳定性得到提高。现在因为调相机维护工作困难，已逐步被静止补偿器所替代。通过采用分裂导线、提高线路额定电压等级以及采用串联电容器补偿等方法，来减小线路高输电系统的稳定性。

（三）快速切除短路和自动重合闸

快速切除故障是提高暂态稳定最根本、最有效、简单易行的措施。快速切除故障能够减小加速面积，增大减速面积，提高了发电机之间并列运行的稳定性。也可使负荷中的电动机端电压迅速回升减少了电动机失速和停顿的危险，提高了负荷的稳定性。继电保护装置动作时间和断路器动作时间的总和就是切除故障时间。在切除故障线路中的0.06s中，保护装置动作时间为0.02s断路器动作时间为0.04s.在高压输电线路的短路故障中，通过自动重合闸装置马上重新投入，大多数情况下可以恢复正常运行，并且成功率很高。因为高压输电线路的短路故障绝大都是瞬时性的。超高压输电线路的故障可以采用按相动作的单相重合闸装置，这种故障大多数是单相接地。单相重合闸装置自动选出故障相切除，经过不太长时间就可以重新合闸。因为只切除一相，送电端的发电厂和受端系统没有完全失去联系，故提高了系统的暂态稳定性。

（四）系统解列与异步运行和再同步

在提高系统稳定性后也可能存在破坏系统稳定的事故，有可能出现未能预料的严重事故，使系统仍有可能失去稳定。虽然已经采用合理的方法提高系统的稳定性，但是未能预料的事故也是有可能发生的。遇到这种问题可以采取系统解列、异步运行和再同步等应急措施，以减少损失，尽快恢复对用户的正常供电。在系统稳定破坏己不可避免时尽量限制事故扩大，减少稳定破环造成的危害，就是系统解列。为了把各部分可以继续同步运行、保全系统的大部分，需要把已经失去同步的输电系统，在适当的节点或解列点断开某些断路器，使系统分解为若干独立子系统，各自保持同步的部分。消除事故后，调整好把各部分并联起来，使其恢复系统正常运行方式。正确选择解列点很重要，应为避免系统的某一部分的频率和电压大幅度下降，甚至崩溃，而另一部分的频率和电压上升很高的问题出现，需要让解列后各部分的电源和负荷基本上平衡。允许因稳定破坏而转入异步运行的汽轮发电机继续留在系统中工作，并采取措施促使发电机恢复同步运行，这是针对系统稳定的破坏不是由发电机本身的故障而引起的解决方案。但这种短期异步运行方式主要适用于有功功率储备较欠缺、无功功率储备较充裕的输电系统中的隐极式同步汽轮发电机。在发电机异步运行时，可向系统中送出部分有功功率并要从系统中吸取无功功率，就可以大大地改变系统中的无功功率的平衡关系，降低系统的电压水平。针对个别汽轮发电机因励磁系统的故障而失磁的问题，在故障不危及发电机组的继续运行且系统中无功电源充足时，可以不立即切除失磁的发电机，而让它在系统中短时间异步运行，待消除励磁系统故障后，重新投入励磁，使它恢复正常的同步运行。

三、结语

随着大容量机组和远距离输电线路的不断增多和发展，电力系统的稳定性问题日益突出，所以从电力系统的规划设计到日常的远行维护进行电力系统稳定性的研究分析，并提出相应的提高和控制稳定的措施，以保证电力系统的安全经济远行，尽可能避免大面积的停电事故。无论采取何种措施，既要兼顾经济性，还要充分考虑其适应性及可行性。输电系统的根本任务是尽可能的为用户提供安全、稳定、经济的电力，所以必须提高交流输电系统稳定性，确保输电系统安全稳定运行。

参考文献：

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