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摘要：對并列运行线路发生相继故障的问题进行研究，由于两故障间隔一定时间发生，第二次故障发生时刻不同对系统造成影响程度也不尽相同。为确定第二次故障时刻与相继故障严重程度之间的关系，以等面积定则为理论基础，分析得到发电频率偏差最大时刻发生第二次故障对系统造成影响最为严重。构建单机无穷大系统对理论分析结果进行校验，同时以托克托单厂外送系统为实例，对不同时刻发生二次故障进行严重程度比对，所得结果均与理论分析结论相一致。
关键词：相继故障；暂态稳定；频率偏差；等面积定则；稳定裕度
0 引言
在对电网特性进行仿真分析过程中应设置同类型故障中最为严重的故障进行校核，以确保实际电网发生同类故障后可稳定运行。对于N-1故障，规定应以线路的三相永久性短路故障作为稳定校核的主要故障类型[1]。而对于N-2故障，安全稳定校核仿真计算过程中通常令线路发生三相永久性短路故障后跳开其相邻线路作为N-2故障。而实际系统中，由于环境、设备等诸多复杂因素影响[2-4]，极有可能在某条线路发生三相永久性短路故障后短时内其相邻线路再次发生三相永久性短路故障，而通过仿真分析实际系统发生此类N-2严重故障后的稳定性，需确定两相继故障间隔时间。并联线路相继发生故障会严重威胁电力系统稳定运行，确定最严重相继故障的间隔时间对系统仿真分析、安全稳定校核以及继电保护装置的配置均具有重要意义[5]。
本文以等面积定则为基础，得到了在发角转子频率最大时并联运行线路发生相继故障最严重的结论。通过BPA对托克托系统算例进行仿真校验，得到的仿真结果与上述结论一致。
1.原理分析
用等面积定则对电网发生相机故障的情况进行简要的分析。PT为原动机的机械功率，正常运行时发电机向无穷大母线输送的有功功率P0与其相等； 为正常运行时发电机的初始功角，与PT相对应； 为发电机功角最大值，发生故障后机组加速，功角增加，必须确保在发电机角度到达极限切除角之前切除故障，否则发电机会失去稳定； 为PT与故障后发电机电磁功率的第二个交点所对应角度，发电机功角在到达此处时必须小于同步速，否则会进入加速区，导致机组失稳。当并联运行线路第一回发生三相永久性短路故障，由于发电机与无穷大母线间的电抗 趋于无穷大，导致发电机机械功率与电磁功率不平衡使发电机功角 从 增加到 。当这个故障后第二回线路又发生三相永久性短路，由于故障没完全恢复，发电机机械功率与电磁功率仍不平衡，此时存在一个初始功角 。 图2显示了第二回线路故障前后功率特性曲线。
由于继电保护装置的整定时间约为0.1s，数值很小，所以（5）式中的 项相对于 项可以忽略，可认为频率偏差 越大，功角 在一定时间内增加的越大。在第一回线路发生故障的基础上第二回线路发生三相永久性短路，发电机功角从 增加到 。则故障期间，由 、 和 所围成的加速面积越大，不利于系统稳定运行。
由以上分析可知，并联运行线路一回发生三相永久性短路故障后，在发电机转子频率偏差最大时另一回发生第二次短路冲击故障，相继故障最为严重。
2 托克托算例分析
托克托电厂是典型的单厂送出系统，上图是托克托单厂送出系统的断面图。其发出电量由四回出线送出至浑源，在浑源分两条通道送出，分别是浑源至安定两回线和浑源 至霸州两回线。用托克托系统作为实际算例进行仿真，以验证上面得到的结论的真实性。
统计了 、 、 、 在不同的极限切除时间下的变化量。从而得到了单机无穷大系统故障发生时刻角速度偏差与故障严重程度的关系。表2列出了 较大时上述变量的对应关系。
3 结论
针对电力系统中存在的相继故障，对其故障过程进行梳理，由于第一次故障后原动机机械功率与电磁功率不平衡导致机组角速度产生偏差，以等面积定则为理论基础，的出了在发电机角速度偏差最大时刻发生第二次故障后果最为严重的结论。
通过托克托单厂送出系统对理论分析结果进行验证，所得仿真结果与理论结果相吻合，表明在发电机角速度偏差最大时刻发生第二次故障，系统发电机功角摆开幅值达到最大，严重影响系统稳定运行。
参考文献
[1] 中华人民共和国国家经济贸易委员会.DL 755-2001，电力系统安全稳定导则[s].北京：中国电力出版社，2001.
29-32.
[2] Bettiol A L，Wehenkel L，Pavella M.Transient Stability -constrained Maximum Allowable Transfer[J].IEEE Trans on power system，1999，14（2）：654-659.
ZHAO Zhen-yuan，CHEN Wei-rong，DAI Chao-hua，et al.
[3] 吴政球，匡文凯，杨洪波.单机等面积法电力系统暂态稳定分析[J].电力系统及其自动化学报，2010，22（4）：64-70.
[4] 李光琦.电力系统暂态分析[M].3版.北京：中国电力出版社，2006：204-210.
关键词：相继故障；暂态稳定；频率偏差；等面积定则；稳定裕度
0 引言
在对电网特性进行仿真分析过程中应设置同类型故障中最为严重的故障进行校核，以确保实际电网发生同类故障后可稳定运行。对于N-1故障，规定应以线路的三相永久性短路故障作为稳定校核的主要故障类型[1]。而对于N-2故障，安全稳定校核仿真计算过程中通常令线路发生三相永久性短路故障后跳开其相邻线路作为N-2故障。而实际系统中，由于环境、设备等诸多复杂因素影响[2-4]，极有可能在某条线路发生三相永久性短路故障后短时内其相邻线路再次发生三相永久性短路故障，而通过仿真分析实际系统发生此类N-2严重故障后的稳定性，需确定两相继故障间隔时间。并联线路相继发生故障会严重威胁电力系统稳定运行，确定最严重相继故障的间隔时间对系统仿真分析、安全稳定校核以及继电保护装置的配置均具有重要意义[5]。
本文以等面积定则为基础，得到了在发角转子频率最大时并联运行线路发生相继故障最严重的结论。通过BPA对托克托系统算例进行仿真校验，得到的仿真结果与上述结论一致。
1.原理分析
用等面积定则对电网发生相机故障的情况进行简要的分析。PT为原动机的机械功率，正常运行时发电机向无穷大母线输送的有功功率P0与其相等； 为正常运行时发电机的初始功角，与PT相对应； 为发电机功角最大值，发生故障后机组加速，功角增加，必须确保在发电机角度到达极限切除角之前切除故障，否则发电机会失去稳定； 为PT与故障后发电机电磁功率的第二个交点所对应角度，发电机功角在到达此处时必须小于同步速，否则会进入加速区，导致机组失稳。当并联运行线路第一回发生三相永久性短路故障，由于发电机与无穷大母线间的电抗 趋于无穷大，导致发电机机械功率与电磁功率不平衡使发电机功角 从 增加到 。当这个故障后第二回线路又发生三相永久性短路，由于故障没完全恢复，发电机机械功率与电磁功率仍不平衡，此时存在一个初始功角 。 图2显示了第二回线路故障前后功率特性曲线。
由于继电保护装置的整定时间约为0.1s，数值很小，所以（5）式中的 项相对于 项可以忽略，可认为频率偏差 越大，功角 在一定时间内增加的越大。在第一回线路发生故障的基础上第二回线路发生三相永久性短路，发电机功角从 增加到 。则故障期间，由 、 和 所围成的加速面积越大，不利于系统稳定运行。
由以上分析可知，并联运行线路一回发生三相永久性短路故障后，在发电机转子频率偏差最大时另一回发生第二次短路冲击故障，相继故障最为严重。
2 托克托算例分析
托克托电厂是典型的单厂送出系统，上图是托克托单厂送出系统的断面图。其发出电量由四回出线送出至浑源，在浑源分两条通道送出，分别是浑源至安定两回线和浑源 至霸州两回线。用托克托系统作为实际算例进行仿真，以验证上面得到的结论的真实性。
统计了 、 、 、 在不同的极限切除时间下的变化量。从而得到了单机无穷大系统故障发生时刻角速度偏差与故障严重程度的关系。表2列出了 较大时上述变量的对应关系。
3 结论
针对电力系统中存在的相继故障，对其故障过程进行梳理，由于第一次故障后原动机机械功率与电磁功率不平衡导致机组角速度产生偏差，以等面积定则为理论基础，的出了在发电机角速度偏差最大时刻发生第二次故障后果最为严重的结论。
通过托克托单厂送出系统对理论分析结果进行验证，所得仿真结果与理论结果相吻合，表明在发电机角速度偏差最大时刻发生第二次故障，系统发电机功角摆开幅值达到最大，严重影响系统稳定运行。
参考文献
[1] 中华人民共和国国家经济贸易委员会.DL 755-2001，电力系统安全稳定导则[s].北京：中国电力出版社，2001.
29-32.
[2] Bettiol A L，Wehenkel L，Pavella M.Transient Stability -constrained Maximum Allowable Transfer[J].IEEE Trans on power system，1999，14（2）：654-659.
ZHAO Zhen-yuan，CHEN Wei-rong，DAI Chao-hua，et al.
[3] 吴政球，匡文凯，杨洪波.单机等面积法电力系统暂态稳定分析[J].电力系统及其自动化学报，2010，22（4）：64-70.
[4] 李光琦.电力系统暂态分析[M].3版.北京：中国电力出版社，2006：204-210.