電力系統(tǒng)自動(dòng)低頻減負(fù)荷裝置設(shè)計(jì)(共19頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上洛 陽(yáng) 理 工 學(xué) 院 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 課程設(shè)計(jì)（論文）題目：電力系統(tǒng)自動(dòng)低頻減負(fù)荷裝置設(shè)計(jì)（4） 系 別： 電氣工程與自動(dòng)化系班 級(jí)： B 學(xué) 號(hào)： B 學(xué)生姓名： 張 哲 摘 要隨著電力系統(tǒng)快速發(fā)展，以往的模擬式的低頻減載裝置由于測(cè)量精度差，特別是當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行中電壓下降或者頻率瞬時(shí)變化較大時(shí)可能會(huì)誤動(dòng)作，并且整定不方便，更不能組網(wǎng)，已不能滿足新的要求。電力系統(tǒng)自動(dòng)低頻減載是一種反事故措施，在電力系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重事故時(shí)，系統(tǒng)的有功將嚴(yán)重缺額，電力系統(tǒng)的頻率會(huì)很快下降，為保證電力系統(tǒng)不至于頻率崩潰，必須采取快速明確的措施，必要時(shí)按頻率下降進(jìn)行負(fù)荷的切除。本文通過(guò)對(duì)低頻減

2、負(fù)荷裝置的原理與技術(shù)要求的闡述，確定整定方案和控制方式，并進(jìn)行了運(yùn)行分析與整定計(jì)算。通過(guò)電力系統(tǒng)的靜態(tài)頻率特性與動(dòng)態(tài)頻率特性的分析計(jì)算，確定了符合要求的實(shí)驗(yàn)裝置。關(guān)鍵詞：低頻減載；整定計(jì)算；頻率特性；專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)目 錄第1章 緒論1.1 電力系統(tǒng)自動(dòng)低頻減負(fù)荷裝置概況a)事故情況下，系統(tǒng)可能產(chǎn)生嚴(yán)重的有功缺額，因而導(dǎo)致系統(tǒng)頻率大幅度下降。b)所缺功率已經(jīng)大大超過(guò)系統(tǒng)熱備用容量，只能在系統(tǒng)頻率降到某值以下，采取切除相應(yīng)用戶的辦法來(lái)減少系統(tǒng)的有功缺額，使系統(tǒng)頻率保持在事故允許的限額之內(nèi)。c)這種辦法稱(chēng)為按頻率自動(dòng)減負(fù)荷。中文簡(jiǎn)拼為“ZPJH”，英文為UFLS（Under Frequency L

3、oad Shedding）。一、系統(tǒng)頻率的事故限額（1）系統(tǒng)頻率降低使廠用機(jī)械的出力大為下降，有時(shí)可能形成惡性循環(huán)，直至頻率雪崩。（2）系統(tǒng)頻率降低使勵(lì)磁機(jī)等的轉(zhuǎn)速也相應(yīng)降低，當(dāng)勵(lì)磁電流一定時(shí)，發(fā)送的無(wú)功功率會(huì)隨著頻率的降低而減少，可能造成系統(tǒng)穩(wěn)定的破壞。 （3）電力系統(tǒng)頻率變化對(duì)用戶的不利影響： 頻率變化將引起異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化。 系統(tǒng)頻率降低將使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率降低。（4）汽輪機(jī)對(duì)頻率的限制。（5）頻率升高對(duì)大機(jī)組的影響。（6）頻率對(duì)核能電廠的影響。二、低頻運(yùn)行對(duì)電力系統(tǒng)的影響電力系統(tǒng)頻率反映了系統(tǒng)中有功功率的供需平衡情況，它不僅是電力系統(tǒng)運(yùn)行的重要質(zhì)量指標(biāo)，也是影響電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)

4、行的重要因素。低頻運(yùn)行對(duì)電力系統(tǒng)的有以下影響:1、對(duì)發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)安全運(yùn)行的影響1) 頻率下降時(shí)，汽輪機(jī)葉片的振動(dòng)會(huì)變大，輕則影響使用壽命，重則可能產(chǎn)生裂紋。對(duì)于額定頻率為50 Hz的電力系統(tǒng)，當(dāng)頻率降低到45Hz附近時(shí)，某些汽輪機(jī)的葉片可能因產(chǎn)生共振而斷裂，造成重大事故。2) 頻率下降到47 48Hz時(shí)，由異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的送風(fēng)機(jī)、吸風(fēng)機(jī)、給水泵、循環(huán)水泵和磨煤機(jī)等火電廠廠用機(jī)械的出力隨之下降，火電廠鍋爐和汽輪機(jī)的出力也隨之下降，從而使火電廠發(fā)電機(jī)發(fā)出的有功功率下降。這種趨勢(shì)如果不能及時(shí)制止，就會(huì)在短時(shí)間內(nèi)使電力系統(tǒng)頻率下降到不能允許的程度，這種現(xiàn)象稱(chēng)為頻率雪崩。出現(xiàn)頻率雪崩會(huì)造成大面積停電，甚

5、至使整個(gè)系統(tǒng)瓦解。3) 在核電廠中，反應(yīng)堆冷卻介質(zhì)對(duì)供電頻率有嚴(yán)格要求。當(dāng)頻率降到一定數(shù)值時(shí)，冷卻介質(zhì)泵會(huì)自動(dòng)跳開(kāi)，使反應(yīng)堆停止運(yùn)行。4) 電力系統(tǒng)頻率下降使異步電動(dòng)機(jī)和變壓器的勵(lì)磁電流增加，使異步電動(dòng)機(jī)和變壓器的無(wú)功消耗增加，從而使系統(tǒng)電壓下降。頻率下降還會(huì)引起勵(lì)磁機(jī)出力下降，并使發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)下降，導(dǎo)致全系統(tǒng)電壓水平降低。如果電力系統(tǒng)原來(lái)的電壓水平偏低，在頻率下降到一定值時(shí)，可能出現(xiàn)電壓快速且不斷下降，即所謂的電壓雪崩現(xiàn)象。出現(xiàn)電壓雪崩會(huì)造成大面積停電，甚至使整個(gè)系統(tǒng)瓦解。2、低頻運(yùn)行對(duì)電力用戶的影響（1) 電力系統(tǒng)頻率變化會(huì)引起異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化，這會(huì)使得電動(dòng)機(jī)所驅(qū)動(dòng)的加工工業(yè)產(chǎn)品的機(jī)械轉(zhuǎn)

6、速發(fā)生變化。有些產(chǎn)品對(duì)加工機(jī)械的轉(zhuǎn)速要求很高，轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量，甚至?xí)霈F(xiàn)次品和廢品。（2) 電力系統(tǒng)頻率波動(dòng)會(huì)影響某些測(cè)量和控制用的電子設(shè)備的準(zhǔn)確性和性能，頻率過(guò)低時(shí)有些設(shè)備甚至無(wú)法工作。(3) 電力系統(tǒng)頻率降低將使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出功率降低，導(dǎo)致所帶動(dòng)機(jī)械的轉(zhuǎn)速和出力降低，影響用戶設(shè)備的正常運(yùn)行。1.2 本文主要內(nèi)容微機(jī)低頻減載裝置代替常規(guī)的低頻減載裝置是必然的趨勢(shì)。近年來(lái)，不少研究單位和廠家研究開(kāi)發(fā)了不同類(lèi)型的微機(jī)低頻減載裝置，有些采用專(zhuān)用的低頻減載裝置，有些是作為綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)獨(dú)立模塊，但是，他們存在如下幾點(diǎn)不足：(1)閉鎖條件不盡完善；(2)存在多切負(fù)荷的現(xiàn)象：(3)尚

7、不能完全滿足變電站綜合自動(dòng)化建設(shè)的需要。針對(duì)上述現(xiàn)象，本文以某電廠采用雙回線輸送電能，滿負(fù)荷運(yùn)行。當(dāng)其中一條線路故障后，加重另一條線路負(fù)擔(dān)，為盡可能保持系統(tǒng)供電經(jīng)濟(jì)性與可靠性，切除部分發(fā)電機(jī)組，并投入自動(dòng)低頻減負(fù)荷裝置為例，設(shè)計(jì)了一種新型的微機(jī)自動(dòng)，低頻減負(fù)荷裝置，該裝置有以下特點(diǎn)：(1)采用新的測(cè)頻方法，提高了測(cè)頻精確度，可防止超調(diào)和懸?，F(xiàn)象；(2)改善了閉鎖條件，在變電站的饋電線路故障或變壓器跳閘造成失壓時(shí)，裝置不誤動(dòng)，電力系統(tǒng)低頻振蕩或受諧波干擾時(shí)，不誤動(dòng)；(3)增加了遠(yuǎn)方控制和當(dāng)?shù)卣ǖ墓δ埽?4)為了配合無(wú)人值班變電站，增加了重合閘功能：(5)提高了微機(jī)裝置的故障自診斷能力，從而提高

8、了裝置的可靠性。第2章 自動(dòng)低頻減負(fù)荷裝置2.1 低頻減載的整定內(nèi)容及要求當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重功率缺額時(shí)，低頻減載裝置中的低頻繼電器向斷路器發(fā)送斷開(kāi)信號(hào)，通過(guò)斷路器迅速斷開(kāi)相應(yīng)數(shù)量的負(fù)荷，使系統(tǒng)頻率在不低于某一允許值的情況下，達(dá)到有功功率的平衡，防止事故的進(jìn)一步擴(kuò)大。UFLS方案的整定包括對(duì)基本輪和特殊輪各輪頻率定值、延時(shí)、功率切除量的確定?；据喌娜蝿?wù)就是在不過(guò)切的情況下盡快制止頻率下降，盡可能的使頻率恢復(fù)到接近正常頻率?；据啈?yīng)快速動(dòng)作，為了防止在系統(tǒng)振蕩或電壓急劇下降時(shí)誤動(dòng)作，一般可帶0. 20. 5s的時(shí)限?；据喴话惆搭l率等距分級(jí)，每級(jí)切負(fù)荷量分別確定；特殊輪的任務(wù)是在防止基本輪動(dòng)作后，避

9、免頻率長(zhǎng)時(shí)間懸停在某一不允許的較低值或防止頻率緩慢降低，特殊輪經(jīng)一定時(shí)延動(dòng)作，使頻率值盡快恢復(fù)至49. 550Hz。特殊輪通常按時(shí)間分級(jí)。一個(gè)好的UFLS方案應(yīng)能滿足下列要求:1）在各種運(yùn)行條件和過(guò)負(fù)荷條件下均能有效防止系統(tǒng)頻率下降到危險(xiǎn)點(diǎn)以下；2）在較短時(shí)間內(nèi)使頻率恢復(fù)到正常值，不出現(xiàn)超調(diào)或懸停；3）切除的總負(fù)荷盡可能??；4）整個(gè)UFLS方案的投資費(fèi)用盡可能低。2.2 低頻減載的主要原則低頻減載的方案應(yīng)該根據(jù)電源的建設(shè)和負(fù)荷的快速增長(zhǎng)適時(shí)重新進(jìn)行整定。為了積累經(jīng)驗(yàn)，需要做好每次重大有功功率缺額事件或事故后的總結(jié)分析。整定時(shí)需要按照以下原則:（1)總體要求是使系統(tǒng)能在各種運(yùn)行方式和可能發(fā)生的最

10、大功率缺額的情況下通過(guò)切除一定量的負(fù)荷有效地防止系統(tǒng)頻率下降至危險(xiǎn)點(diǎn)，使故障后的系統(tǒng)能夠快速恢復(fù)至額定頻率，也不使事故后的系統(tǒng)頻率長(zhǎng)期懸浮于某一過(guò)高/過(guò)低值，不致釀成大型發(fā)電機(jī)組解列的惡性循環(huán)事故，嚴(yán)防保留后的系統(tǒng)發(fā)生頻率崩潰。同時(shí)，盡量使所切除的負(fù)荷數(shù)量應(yīng)盡可能最少。 (2)合理選擇頻率級(jí)差、輪數(shù)和延時(shí)，保證低頻減載裝置動(dòng)作的選擇性從盡量減少過(guò)切和抑制頻率恢復(fù)時(shí)的頻率超調(diào)著眼，低頻減載裝置的各輪間頻率起動(dòng)值(級(jí)差)以略大為好，同時(shí)增加輪數(shù)，減少每輪所切負(fù)荷數(shù)量，特別是對(duì)前幾輪，最好采用動(dòng)作值穩(wěn)定，返回值高，動(dòng)作與返回快速的數(shù)字式頻率繼電器作起動(dòng)元件，并盡可能動(dòng)作于切除高壓斷路器。如果給定的時(shí)

11、延過(guò)長(zhǎng)，顯然又不利于輪間的選擇性和抑制最低頻率。一般考慮可以取為0. 20. 3s。如果電網(wǎng)聯(lián)系緊密，頻率繼電器動(dòng)作快，斷路器動(dòng)作快，延時(shí)適當(dāng)縮短也未為不可?？傊c頻率級(jí)差的選定相互協(xié)調(diào)才行。因此，輪數(shù)、輪間頻率級(jí)差，每輪所切負(fù)荷等應(yīng)按適應(yīng)各種運(yùn)行結(jié)構(gòu)（大系統(tǒng)解列后的部分系統(tǒng)或孤立網(wǎng))和各種運(yùn)行方式（包括低谷負(fù)荷期情況，此時(shí)系統(tǒng)慣性小，失去一臺(tái)大機(jī)組或主要的電源聯(lián)絡(luò)線時(shí)，占剩余系統(tǒng)容量的份額大)進(jìn)行優(yōu)選組合。實(shí)際一般選37輪。如用數(shù)字式頻率繼電器，頻率級(jí)差可取為0. 20. 3Hz 。也可考慮高頻率輪間取0. 2Hz，以抑制頻率下降，低頻率輪間取0. 3Hz，以減少過(guò)切。(3)基本輪中首、

12、末級(jí)動(dòng)作頻率的選擇當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重有功功率缺額時(shí)。為了使系統(tǒng)頻率不致降低到過(guò)低的數(shù)值，低頻減載裝置的最高一輪整定頻率不宜過(guò)低。但是由于機(jī)組可以長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行于49. 5Hz以上，第一輪低頻起動(dòng)值應(yīng)當(dāng)?shù)陀?9. 5Hz。同時(shí)希望，當(dāng)發(fā)生一定有功功率缺額，而依靠系統(tǒng)的備用容量可以將頻率恢復(fù)到49. 5Hz及以上時(shí)，則頻率下降的全過(guò)程中，不應(yīng)使低頻減載裝置動(dòng)作。低頻減載裝置的首輪動(dòng)作頻率值的確定必須考慮兩個(gè)因素:既要考慮有利于抑制嚴(yán)重功率缺額下頻率的下降深度（從這個(gè)角度看首輪動(dòng)作頻率越高越好)，又要有利于充分利用系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用容量（從這個(gè)角度分析首輪動(dòng)作頻率越低越好)，所以，首輪動(dòng)作頻率的整定值的確定需要協(xié)調(diào)

13、好這兩者之間的關(guān)系。一般第一輪低頻整定值以49. 1 49. 2為宜。末輪頻率定值的選擇不能低于機(jī)組的低頻保護(hù)值，同時(shí)還要考慮留有0. 30. 5Hz左右的余度。以火電機(jī)組為主的電力系統(tǒng)末級(jí)動(dòng)作頻率一般為47. 5Hz，以水電為主的系統(tǒng)末級(jí)動(dòng)作頻率一般為46. 5Hz 。 (4)在選擇所切負(fù)荷時(shí)應(yīng)該考慮a所切負(fù)荷順序的確定調(diào)度部門(mén)應(yīng)該按系統(tǒng)切除負(fù)荷的重要性排隊(duì)，先切除相對(duì)容易恢復(fù)到正常運(yùn)行狀況的次要的負(fù)荷，后切除那些難以重新啟動(dòng)的或者相對(duì)重要的負(fù)荷。不能切除那些對(duì)維持系統(tǒng)安全所必須的或停電后會(huì)引起人身傷亡、設(shè)備破壞等事故的負(fù)荷。如果系統(tǒng)中有抽水蓄能電站，應(yīng)該首先切除處于抽水狀態(tài)的蓄能機(jī)組，但計(jì)

14、算切除負(fù)荷總?cè)萘繒r(shí)應(yīng)不計(jì)入蓄能機(jī)組，因?yàn)樗灰欢ㄌ幱诔樗疇顟B(tài)。為了避免有時(shí)在實(shí)施低頻減載的實(shí)際系統(tǒng)中，不容易按負(fù)荷重要性分開(kāi)供電而導(dǎo)致個(gè)別極重要的小容量負(fù)荷被切，應(yīng)該對(duì)這樣的負(fù)荷設(shè)置自己的緊急備用電源。b.確定每輪所切負(fù)荷的具體分布如果減載量正確，而減載的地點(diǎn)分配不當(dāng)時(shí)，可能造成大幅度的長(zhǎng)時(shí)間的振蕩，也可能導(dǎo)致系統(tǒng)瓦解。因此，在盡量節(jié)省減載裝置的前提下，要使輪次分布合理，使每個(gè)可能解列區(qū)域內(nèi)包括全部輪次，避免在某些特殊方式下低頻減載裝置失去個(gè)別輪次，使整體低頻切負(fù)荷裝置動(dòng)作行為不合理。低頻減載裝置分散布置，能避免因減載的不均衡而引起的線路過(guò)載的可能性，也能減少因單個(gè)低頻繼電器的誤動(dòng)或拒動(dòng)所造成

15、的影響.所切負(fù)荷盡量分布在可能出現(xiàn)故障的聯(lián)絡(luò)線附近和可能退出運(yùn)行的發(fā)電機(jī)附近。(5)最大有功功率缺額及每輪減載量的確定估計(jì)可能最大的有功功率缺額值，往往需要結(jié)合具體系統(tǒng)條件進(jìn)行分析，也和繼電保護(hù)與自動(dòng)解列裝置等的配置與要求有關(guān)。占系統(tǒng)總?cè)萘勘戎睾艽蟮哪骋慌_(tái)大機(jī)組或一個(gè)大電廠或一條輸電通道方向的全部輸電線路斷開(kāi)可以認(rèn)為是引起系統(tǒng)頻率嚴(yán)重下降所必須考慮的一些基本情況.對(duì)于實(shí)行分層分區(qū)控制的電網(wǎng)，由于各分區(qū)的運(yùn)行方式不同，安排減載容量須以分區(qū)為基礎(chǔ)分別進(jìn)行計(jì)算。中、小型電力系統(tǒng)中低頻減載裝置上的總負(fù)荷大約應(yīng)該為全系統(tǒng)總負(fù)荷的40%一50%。具體安排每一輪所切負(fù)荷量時(shí)，一般認(rèn)為略大于設(shè)計(jì)方案規(guī)定的較好

16、，實(shí)際運(yùn)行情況說(shuō)明，頻率下降時(shí)實(shí)際切負(fù)荷量往往小于規(guī)定要求所切除的容量，原因可能由于實(shí)際運(yùn)行的某些欲切的負(fù)荷容量較預(yù)計(jì)值小，也可能由于某個(gè)頻率繼電器拒絕動(dòng)作等等。2.3 低頻減載的控制方式(1)低頻減載裝置的控制方式目前，低頻減載的控制方式大體有兩種 把低頻減載的控制分散設(shè)在每回饋電線路的保護(hù)裝置中。現(xiàn)在的微機(jī)保護(hù)裝置幾乎都是面向?qū)ο笤O(shè)置的，每回線路配一套保護(hù)裝置，在線路保護(hù)裝置中，增加一個(gè)測(cè)頻環(huán)節(jié)，就可以實(shí)現(xiàn)低頻減載的控制功能了。分散控制不僅能避免減載的不均衡而引起的線路過(guò)載的可能性，而且能減小因當(dāng)頻率繼電器的誤動(dòng)或拒動(dòng)所造成的影響。采用專(zhuān)用的低頻減載裝置，將全部饋電線路分為基本輪和特殊輪，

17、然后根據(jù)系統(tǒng)頻率下降的情況去切除負(fù)荷。(1)低頻減載裝置應(yīng)滿足的要求切負(fù)荷的動(dòng)作要快，要在系統(tǒng)運(yùn)行的危險(xiǎn)情況出現(xiàn)前抑制頻率的下降。應(yīng)有防止低頻減載裝置誤動(dòng)的措施低頻減載裝置應(yīng)具有時(shí)限閉鎖、低電壓、低電流、雙頻率繼電器串聯(lián)閉鎖和滑差閉鎖功能。低頻繼電器應(yīng)能調(diào)整閉鎖級(jí)頻率定值。雙頻率繼電器串聯(lián)閉鎖方式:該方式主要用于防止一個(gè)頻率繼電器發(fā)生損壞時(shí)可能出現(xiàn)的誤動(dòng)，不能用于防止失電后電壓反饋以及系統(tǒng)振蕩過(guò)程中的誤動(dòng)。自動(dòng)按頻率減負(fù)荷裝置所切除的負(fù)荷不應(yīng)被自動(dòng)重合閘再次投入，只有在系統(tǒng)頻率恢復(fù)以后，通過(guò)發(fā)送重合閘信號(hào)，使被切負(fù)荷恢復(fù)運(yùn)行。用戶連接減載后自動(dòng)重合閘裝置的順序與低頻減載裝置的順序相反，即應(yīng)將連

18、接于低頻減載裝置的最后輪連接于減載后自動(dòng)重合閘裝置的起始輪。應(yīng)與低壓減載和連鎖切負(fù)荷相配合當(dāng)具有較大有功功率缺額的地區(qū)電網(wǎng)發(fā)生嚴(yán)重故障或解列后，電壓可能?chē)?yán)重下降不能恢復(fù)，低頻減載裝置可能拒動(dòng)，在此情況下還應(yīng)該補(bǔ)充采用低壓解列或低壓減載裝置。因此，在存在大功率缺額的情況下，低頻減載(UFLS)應(yīng)與低壓減載(UVLS)應(yīng)該相配合。在出現(xiàn)最大功率缺額時(shí)，應(yīng)首先聯(lián)鎖切除相應(yīng)的集中負(fù)荷，然后依靠低頻減載裝置切除部分負(fù)荷，以促使電網(wǎng)頻率的恢復(fù)。第3章 低頻減載裝置的整定計(jì)算3.1 低頻減載的工作原理系 圖3.1 統(tǒng)頻率的變化過(guò)程輪” ：計(jì)算點(diǎn)f1、f2,fn 點(diǎn)1：系統(tǒng)發(fā)生了大量的有功功率缺額 點(diǎn)2：頻率

19、下降到f1，第一輪繼電器起動(dòng)，經(jīng)一定時(shí)間t1 點(diǎn)3：斷開(kāi)一部分用戶，這就是第一次對(duì)功率缺額進(jìn)行的計(jì)算。點(diǎn)3-4：如果功率缺額比較大，第一次計(jì)算不能求到系統(tǒng)有功功率缺額的數(shù)值，那么頻率還會(huì)繼續(xù)下降，很顯然由于切除了一部分負(fù)荷，功率缺額已經(jīng)減小，所有頻率將按3-4的曲線而不是3-3'曲線繼續(xù)下降。點(diǎn)4：當(dāng)頻率下降到f2時(shí)，ZPJH的第二輪頻率繼電器啟動(dòng)，經(jīng)一定時(shí)間t2后 點(diǎn)5：又?jǐn)嚅_(kāi)了接于第二輪頻率繼電器上的用戶。點(diǎn)5-6：系統(tǒng)有功功率缺額得到補(bǔ)償。頻率開(kāi)始沿56曲線回升，最后穩(wěn)定在f(2) 。 逐次逼近：進(jìn)行一次次的計(jì)算，直到找到系統(tǒng)功率缺額的數(shù)值（同時(shí)也斷開(kāi)了相應(yīng)的用戶）。即系統(tǒng)頻率重

20、新穩(wěn)定下來(lái)或出現(xiàn)回升時(shí)，這個(gè)過(guò)程才會(huì)結(jié)束。 3.2 最大功率額定缺額的確定1）保證在系統(tǒng)發(fā)生最大可能的功率缺額時(shí)，也能斷開(kāi)相應(yīng)的用戶，避免系統(tǒng)的瓦解，使頻率趨于穩(wěn)定。2）對(duì)系統(tǒng)中可能發(fā)生的最大功率缺額應(yīng)作具體分析：有的按系統(tǒng)中斷開(kāi)最大容量的機(jī)組來(lái)考慮；有的要按斷開(kāi)發(fā)電廠高壓母線來(lái)考慮等。 3）系統(tǒng)功率最大缺額確定以后，就可以考慮接于減負(fù)荷裝置上的負(fù)荷的總數(shù)。要求恢復(fù)頻率fhf可以低于額定頻率。 4）考慮到負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)，接于減負(fù)荷裝置上的負(fù)荷總功率PJH可以比最大功率缺額Pqe小些。 根據(jù)負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)公式 （2-1）可以得到 （2-2） 或 （2-3） 式中 恢復(fù)頻率偏差的相對(duì)值， 減負(fù)荷前

21、系統(tǒng)用戶的總功率。 3.3 各輪動(dòng)作功率的選擇及計(jì)算3.3.1 各輪動(dòng)作功率的選擇1）第一級(jí)動(dòng)作頻率一般的一級(jí)啟動(dòng)頻率整定在49Hz2）最后一輪的動(dòng)作頻率自動(dòng)減負(fù)荷裝置最后一輪的動(dòng)作頻率最好不低于4646.5Hz3）前后兩級(jí)動(dòng)作的頻率間隔前后兩級(jí)動(dòng)作的時(shí)間間隔是受頻率測(cè)量元件的動(dòng)作誤差和開(kāi)關(guān)固有跳閘時(shí)間限制的3.3.2 各輪動(dòng)作功率的計(jì)算1) 系統(tǒng)頻率的最后穩(wěn)定值在最大恢復(fù)頻率與最小恢復(fù)頻率之間2) （）是正比于ZPJH第i次的計(jì)算誤差的 3) 當(dāng)ZPJH動(dòng)作后，可能出現(xiàn)的最大誤差為最小時(shí)，ZPJH就具有最高的選擇性。 4) 事實(shí)上等于特殊輪的動(dòng)作頻率。3.2負(fù)荷功率與頻率的關(guān)系（2-4）（2

22、-5）3.3.3 特殊輪的功用與斷開(kāi)功率的選擇1） 第i輪動(dòng)作后，系統(tǒng)頻率穩(wěn)定在低于恢復(fù)頻率的低 限fhfmini但又不足使i+1輪減負(fù)荷裝置動(dòng)作 2） 特殊輪的動(dòng)作頻率fdzts=fhfmin3） 它是在系統(tǒng)頻率已比較穩(wěn)定時(shí)動(dòng)作的，因此其動(dòng)作時(shí)限可以取系統(tǒng)頻率時(shí)間常數(shù)Tf的23倍，一般為1525s 4） 特殊輪斷開(kāi)功率可按以下兩個(gè)極限條件來(lái)選擇： （1）當(dāng)最后第二輪即n1輪動(dòng)作后，系統(tǒng)頻率不回升反而降到最后一輪，即第n輪動(dòng)作頻率fdzn附近，但又不足使第n輪動(dòng)作時(shí)，則在特殊輪動(dòng)作斷開(kāi)其所接用戶功率后，系統(tǒng)頻率應(yīng)恢復(fù)到fhfmin以上，因此特殊輪應(yīng)斷的用戶功率為 （2-6）（2）當(dāng)系統(tǒng)頻率在第

23、i輪動(dòng)作后穩(wěn)定在稍低于特殊輪的動(dòng)作頻率f，特殊輪動(dòng)作斷開(kāi)其用戶后，系統(tǒng)頻率不應(yīng)高于，因此（2-7）第4章 電力系統(tǒng)的頻率特性分析4.1 電力系統(tǒng)靜態(tài)頻率特性電力系統(tǒng)頻率特性分為靜態(tài)頻率特性和動(dòng)態(tài)頻率特性。靜態(tài)頻率特性是指穩(wěn)定狀態(tài)下功率和頻率之間的關(guān)系。電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)頻率特性是指有功功率平衡遭到破壞而引起的頻率變化，頻率從正常狀態(tài)過(guò)渡到另一個(gè)穩(wěn)定值所經(jīng)歷的時(shí)間過(guò)程。電力系統(tǒng)的靜態(tài)頻率特性取決于發(fā)電機(jī)的靜態(tài)頻率特性和負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性。 發(fā)電機(jī)的靜態(tài)頻率特性是指隨著頻率的升和降，發(fā)電機(jī)組發(fā)出功率減少和增加的多少，也稱(chēng)之為發(fā)電機(jī)單位調(diào)節(jié)功率，與發(fā)電機(jī)組的調(diào)差系數(shù)有著固定的關(guān)系。表達(dá)式為: （4-1）式

24、中: 為額定頻率; 為額定頻率時(shí)的機(jī)組出力; 為頻率偏移量; 凡為時(shí)的機(jī)組出力變化量;表示發(fā)電機(jī)組的調(diào)差系數(shù)。電力系統(tǒng)的負(fù)荷靜態(tài)頻率特性是指隨著頻率的上升和下降，負(fù)荷消耗功率的增加或者減少的多少。表達(dá)式為: （4-2）式中: 為時(shí)的負(fù)荷功率變化量;為系統(tǒng)頻率為時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的有功負(fù)荷。負(fù)荷頻率調(diào)節(jié)系數(shù)與系統(tǒng)參數(shù)、運(yùn)行方式、負(fù)荷分布以及負(fù)荷組成有密切的關(guān)系，一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)給出。電力系統(tǒng)靜態(tài)頻率特性的物理意義為電力系統(tǒng)發(fā)生功率缺額時(shí)與所發(fā)生的最大頻率偏差 (功率缺額引起的穩(wěn)態(tài)頻率與缺額前的頻率之間的差值)的比值，是系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組和系統(tǒng)負(fù)荷共同作用的結(jié)果，其表達(dá)式為: (4-3)或者 (4-4)式中為發(fā)生

25、功率缺額前的總負(fù)荷;為發(fā)生功率缺額前的系統(tǒng)頻率。4.2 電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)頻率特性電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)頻率特性是指系統(tǒng)由于有功功率平衡遭到破壞而引起系統(tǒng)頻率發(fā)生變化，頻率從正常狀態(tài)過(guò)渡到另一個(gè)穩(wěn)定值所經(jīng)歷的時(shí)間過(guò)程。下面用分段法分析頻率的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。 系統(tǒng)出現(xiàn)電源斷開(kāi)至低頻減載裝置第一輪動(dòng)作切除負(fù)荷為止，稱(chēng)為第一段時(shí)間，之后將上一輪切負(fù)荷結(jié)束至下一輪切負(fù)荷結(jié)束的時(shí)間，分別稱(chēng)為第二段時(shí)間、第三段時(shí)間、。每段時(shí)間開(kāi)始時(shí)刻記為，中止時(shí)間記為。下面分析某段開(kāi)始時(shí)刻的頻率變化率。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程的頻率變化值為 (4-5) (4-6) (4-7) (4-8)其中為每次事故(系統(tǒng)出現(xiàn)電源斷開(kāi)或低頻減載裝置動(dòng)作切除負(fù)荷

26、這兩種情況皆稱(chēng)為事故)后剩余系統(tǒng)的負(fù)荷在頻率為時(shí)的有功功率標(biāo)么值(基準(zhǔn)值為剩余系統(tǒng)的電源有功功率)。 設(shè)該段的初始頻率為，根據(jù)相關(guān)公式能求得在該段的初始階段。因此該段開(kāi)始時(shí)刻的頻率變化率為: (4-9) 其中為該段剩余系統(tǒng)的電源有功功率，為該段剩余系統(tǒng)在額定頻率下的負(fù)荷有功功率。當(dāng)切除的負(fù)荷為單一負(fù)荷時(shí)將 , , ,分別帶入式(4-9)中，并令，其中下標(biāo)r=0，1，2，3。代表 , , , 所對(duì)應(yīng)的在該段初始頻率點(diǎn)的頻率變化率。不難證得。在任意一段的頻率響應(yīng)曲線，因頻率變化不大，時(shí)間也很短，可以根據(jù)歐拉法，將第b段曲線用折線來(lái)代替，直線的斜率為該段開(kāi)始的頻率變化率。當(dāng)時(shí)，該段的頻率響應(yīng)曲線如圖

27、4-1。由圖4-1可見(jiàn)，在頻率下降階段，頻率變化率越大，抑制頻率下降的效果越好。圖4-1 負(fù)荷的頻率響應(yīng)曲線當(dāng)0時(shí)，該段的頻率響應(yīng)曲線如圖4-2。由圖4-2可見(jiàn)，在頻率恢復(fù)階段，頻率變化率越大，能使頻率恢復(fù)的越快。圖4-2 負(fù)荷的頻率變化曲線當(dāng)切除的負(fù)荷為綜合負(fù)荷時(shí)將” ,”分別代入(4-7)式，同理可得:”>”。其它分析過(guò)程跟所切負(fù)荷為單一負(fù)荷時(shí)的分析過(guò)程相同。綜合以上分析可知，在進(jìn)行低頻減載方案的整定時(shí)，應(yīng)設(shè)法使剩余系統(tǒng)的負(fù)荷頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)盡可能大些。而要使盡可能大，就需要盡可能依次切除負(fù)荷有功功率與頻率的低次方成比例的負(fù)荷，也就是說(shuō)應(yīng)該先切除與頻率的0次方成比例的負(fù)荷，在需切負(fù)荷不夠的情況下再依次切除與頻率的1,2,3次方成比例的負(fù)荷;或者是