發(fā)電廠第一章

發(fā)電廠電氣系統(tǒng)32學(xué)時(shí)

東南大學(xué)電氣學(xué)院

主講盧毅2013年9月教材：發(fā)電廠電氣設(shè)備樓樟達(dá)李揚(yáng)合編北京：中國電力出版社

經(jīng)典教材適合3系使用內(nèi)容:發(fā)電廠電氣一、二次設(shè)備的類型、作用、特點(diǎn)、基本工作原理以及與發(fā)電廠運(yùn)行緊密相關(guān)的電力系統(tǒng)的基本知識重要性：電力系統(tǒng)速成課，非常適合參加工作或繼續(xù)讀研的學(xué)生課程簡介相關(guān)課程間的聯(lián)系高電壓技術(shù)繼電保護(hù)及自動裝置變電站綜合自動化發(fā)電廠熱力系統(tǒng)及輔助設(shè)備電力系統(tǒng)分析及短路計(jì)算電氣主接線設(shè)計(jì)（運(yùn)行）廠用電設(shè)計(jì)（運(yùn)行）電氣設(shè)備選擇配電裝置設(shè)計(jì)常用計(jì)算的理論和方法發(fā)電機(jī)運(yùn)行變壓器運(yùn)行廠站的控制與信號發(fā)電廠電氣系統(tǒng)發(fā)電廠電氣第一章電力系統(tǒng)概述第二章發(fā)電廠電氣一次設(shè)備第三章發(fā)電廠的廠用電第四章發(fā)電廠電氣二次設(shè)備第五章電氣設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控與微機(jī)遠(yuǎn)動終端第一章電力系統(tǒng)概述第四節(jié)電力系統(tǒng)短路簡述第三節(jié)電力系統(tǒng)的功率平衡第二節(jié)電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量第一節(jié)電力系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)發(fā)電用戶輸電配電電力系統(tǒng)的基本構(gòu)成電力系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)電能的生產(chǎn)：火電、水電和核電、各種新能源電能的傳輸：交流架空線路或電纜

直流輸電電能的變換和分配：

變電站電能的使用：各種形式的負(fù)荷將電能轉(zhuǎn)換成其他形式的能源。電力系統(tǒng)發(fā)電廠樞紐變電站（電壓等級330kV以上）中間變電站（330—220kV）地區(qū)變電站終端變電站電力系統(tǒng)單線接線圖較大的電力系統(tǒng)總是由各種類型的發(fā)電廠、電力網(wǎng)和電力用戶組成電力系統(tǒng)各組成部分的概念發(fā)電廠：電力系統(tǒng)中電力的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，可根據(jù)一次能源分類，主要有火力、水力和核電等；電力網(wǎng)：按供電范圍、電壓高低可劃分為地方電力網(wǎng)（110kV以下，100km以內(nèi)）和區(qū)域電力網(wǎng)（110kV以上，包含330kV以上超高壓，100km以上）。變電所：電力系統(tǒng)中的中間環(huán)節(jié)，主要用來改變電壓，接受、分配、傳輸和轉(zhuǎn)送電能。樞紐、中間和終端變電所；電力負(fù)荷：電力用戶的用電設(shè)備取用的功率稱為電力負(fù)荷。第一類負(fù)荷：兩個(gè)獨(dú)立電源供電；第二類負(fù)荷：兩回線路供電；第三類負(fù)荷：可以單回線供電；近代電力系統(tǒng)的發(fā)展ΔP----------三相線路的功率損耗，MW；I---------線路電流，A；RL

----------單回線電阻，Ω；P---------三相線路的輸送功率，MW；Ρ----------導(dǎo)線電阻率，Ω·mm2/km；l---------導(dǎo)線長度，km；S----------導(dǎo)線截面積，mm2；cosφ-----負(fù)荷功率因數(shù)；UN

----------三相線路的線電壓，kv。輸電技術(shù)全部發(fā)展史的特征就是不斷提高線路電壓，增大輸送功率和輸送距離。

關(guān)于功率因數(shù)的定義

功率因數(shù)，是用來衡量用電設(shè)備（包括：廣義的用電設(shè)備，如：電網(wǎng)的變壓器、傳輸線路，等等）的用電效率的數(shù)據(jù)。

功率因數(shù)的定義公式：功率因數(shù)＝有功功率/視在功率。

有功功率，是設(shè)備消耗了的，轉(zhuǎn)換為其他能量的功率。

無功功率，是維持設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，但是并不消耗的能量。他存在于電網(wǎng)與設(shè)備之間，是電網(wǎng)和設(shè)備不可缺少的能量部分。但是無功功率如果被設(shè)備占用過多，就造成電網(wǎng)效率低下，同時(shí)，大量無功功率在電網(wǎng)中來回傳送，使得線損高企浪費(fèi)嚴(yán)重。

考核功率因數(shù)的意義：為了減少電網(wǎng)的無功傳送，提高電網(wǎng)效率和安全性。要提高功率因數(shù)，就要求用戶在用電端，給設(shè)備提供無功功率，這種提供無功功率的行為，就是無功補(bǔ)償。提供無功功率的補(bǔ)償設(shè)備，稱之為：無功補(bǔ)償裝置。我國電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃以三峽（26*700MW）建設(shè)為中心，首先形成中部電網(wǎng)。三峽電站將向華東、廣東和華中送電。2010年左右基本形成北、中、南三個(gè)跨區(qū)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)北部電網(wǎng)包括華北、東北、西北和山東電網(wǎng)；中部電網(wǎng)包括華中、華東、川渝和福建電網(wǎng)；南部電網(wǎng)包括廣東、廣西、云南、貴州、香港、澳門電網(wǎng)。2010~2020年期間將形成覆蓋全國的統(tǒng)一聯(lián)合電網(wǎng)。圖示電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的特點(diǎn)電能的生產(chǎn)與消費(fèi)具有同時(shí)性與國民經(jīng)濟(jì)、人民生活密切相關(guān)過渡過程十分短暫，電磁變化迅速地區(qū)性特點(diǎn)強(qiáng)對電力系統(tǒng)的要求充足：滿足負(fù)荷要求

保證對電力負(fù)荷不間斷地供給充足、可靠、優(yōu)質(zhì)而又價(jià)廉的電能可靠：保證供電可靠性

優(yōu)質(zhì)：保證電能質(zhì)量

經(jīng)濟(jì)：運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性能源消耗（煤耗，油耗，水耗）自用電（廠用電率）電能損耗（線損率）

電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)橫向結(jié)構(gòu)：發(fā)電、輸電、變電、配電、用電縱向結(jié)構(gòu)：按電壓等級區(qū)分的分層結(jié)構(gòu)

500kV,220kV,110kV,10kV,3(6)kV,380/220V基本結(jié)構(gòu)：大城市型（高壓環(huán)網(wǎng)）、遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)（西電東輸）基本結(jié)構(gòu)形態(tài)：有備用、無備用兩種電力系統(tǒng)的額定電壓等級（用電設(shè)備）額定電壓技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能，安全可靠運(yùn)行，電力工業(yè)和電工制造業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和統(tǒng)一化。我國電力網(wǎng)（用電設(shè)備）額定電壓等級標(biāo)準(zhǔn)：0.38\3,6\10\35\110\220,330\500,750,1000我國電力系統(tǒng)的電壓等級在西北系統(tǒng)采用330/110/35/10kV。東北地區(qū)采用500/220/63/10kV，其它地區(qū)采用500/220/110/35/10kV，低壓常用0.38/0.22kV電壓等級。電力系統(tǒng)的額定電壓等級線路正常運(yùn)行電壓降不超過10%用戶處電壓波動不得超過其額定電壓正負(fù)5%變壓器一次與額定相同，二次高出10%輸電線路用戶1.05UN1.1UNUN0.95UN1.05UN1.05UN0.95UNUN電

電力系統(tǒng)的額定電等級額定電壓1．用電設(shè)備

用電設(shè)備的額定電壓和電網(wǎng)的額定電壓一致。實(shí)際上，由于電網(wǎng)中有電壓損失，致使各點(diǎn)實(shí)際電壓偏離額定值。為了保證用電設(shè)備的良好運(yùn)行，國家對各級電網(wǎng)電壓的偏差均有嚴(yán)格規(guī)定。顯然，用電設(shè)備應(yīng)具有比電網(wǎng)電壓允許偏差更寬的正常工作電壓范圍。2．發(fā)電機(jī)

發(fā)電機(jī)的額定電壓一般比同級電網(wǎng)額定電壓高出5%，用于補(bǔ)償電網(wǎng)上的電壓損失。

電力系統(tǒng)的額定電壓等級

變壓器的額定電壓分為一次和二次繞組。對于一次繞組，當(dāng)變壓器接于電網(wǎng)末端時(shí)，性質(zhì)上等同于電網(wǎng)上的一個(gè)負(fù)荷(如工廠降壓變壓器)，故其額定電壓與電網(wǎng)一致，當(dāng)變壓器接于發(fā)電機(jī)引出端時(shí)(如發(fā)電廠升壓變壓器)，則其額定電壓應(yīng)與發(fā)電機(jī)額定電壓相同。對于二次繞組，額定電壓是指空載電壓，考慮到變壓器承載時(shí)自身電壓損失(按5%計(jì))，變壓器二次繞組額定電壓應(yīng)比電網(wǎng)額定電壓高5%，當(dāng)二次側(cè)輸電距離較長時(shí)，還應(yīng)考慮到線路電壓損失(按5%計(jì))，此時(shí)，二次繞組額定電壓應(yīng)比電網(wǎng)額定電壓高10%。3.變壓器輸配電電壓等級的確定

需要結(jié)合公式綜合考慮提高電壓減小傳輸電流減小損耗絕緣要求越高投資增加傳輸功率越大,輸送距離愈遠(yuǎn),則選用較高電壓等級較為有利對應(yīng)于某一輸送容量和輸送距離,存在一個(gè)較為經(jīng)濟(jì)合理的輸電電壓各電壓等級下輸送功率和距離（用電設(shè)備）

額定電壓／kV送電容量／MW送電距離／km60.1—0.24～15100.2—26～20 352.0一1020～5011010—5050～150220100—500100～300330200—1000200～6005001000—1800400～10007502000—2500500以上兩個(gè)學(xué)時(shí)電力系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)1電力系統(tǒng)的形成及其優(yōu)越性2電力系統(tǒng)的特點(diǎn)及其要求3電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和額定電壓012電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量電能質(zhì)量指標(biāo)電壓質(zhì)量指標(biāo)電壓頻率指標(biāo)供電可靠性指標(biāo)電壓質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)電氣設(shè)備受電壓影響很大：白熾燈（燈泡的實(shí)際電壓高于其額定電壓時(shí)，其發(fā)光效率雖有提高，但其使

用壽命會縮短；相反，如果電壓低于額定電壓時(shí)，則燈泡發(fā)的光效率降低）異步電動機(jī)（電壓降低—轉(zhuǎn)矩降低—電流增加—溫度升高）電熱裝置電視、廣播、傳真、雷達(dá)我國允許的電壓偏移范圍正負(fù)5%總是存在電壓損失所以需調(diào)壓措施頻率質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)額定50Hz允許偏差我國正負(fù)0.2~0.5Hz有的國家：0.1~0.2Hz影響電動機(jī)轉(zhuǎn)速工業(yè)生產(chǎn)如紡織造紙產(chǎn)生次品，電廠水泵風(fēng)機(jī)出力下降，有可能導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰并聯(lián)運(yùn)行的同一電力系統(tǒng)中，頻率一致，取決于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，該轉(zhuǎn)速取決于有功功率的平衡調(diào)頻措施供電可靠性供電可靠性：向用戶提供質(zhì)量合格的、連續(xù)供電的能力停電：計(jì)劃停電和故障停電可靠性評價(jià)：電源可靠性、送變電可靠性、配電可靠性可靠性提高：提高設(shè)備可靠性；改進(jìn)電力網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；自動裝置的應(yīng)用；提高運(yùn)行人員水平；加強(qiáng)運(yùn)行管理3電力系統(tǒng)的無功平衡

緒論

電壓和頻率是衡量電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，而影響電壓質(zhì)量的直接因素就是無功功率。電力系統(tǒng)中各種用電設(shè)備只有在電壓為額定值時(shí)才能有最好的安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。但是在電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行中，用電負(fù)荷和系統(tǒng)運(yùn)行方式是經(jīng)常變化的，由此引起電壓發(fā)生變化，不可避免地出現(xiàn)電壓偏移。而電力系統(tǒng)的運(yùn)行電壓水平取決于無功功率的平衡，系統(tǒng)中各種無功電源的無功功率輸出應(yīng)能滿足系統(tǒng)負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)損耗在額定電壓下對無功功率的需求，否則就會偏離額定值。

在電力系統(tǒng)中,不可忽視無功功率的平衡對電壓的影響,無功功率的增加或減少,均對系統(tǒng)電壓產(chǎn)生較大的波動及增加電能損耗,必須調(diào)整無功功率的輸出,安裝無功補(bǔ)償裝置等均可保持無功功率的平衡,以保持電壓在正常范圍內(nèi),同時(shí)減少功率損耗。主要內(nèi)容簡單系統(tǒng)的電壓和無功功率調(diào)節(jié)簡單的二機(jī)系統(tǒng)例子表達(dá)電壓和無功的關(guān)系總結(jié)一些普遍意義的規(guī)律系統(tǒng)的無功電源、無功負(fù)荷和無功平衡常見的無功電源及原理無功負(fù)荷舉例電力系統(tǒng)無功平衡的表達(dá)和意義電力系統(tǒng)的調(diào)壓措施調(diào)壓的具體方法和原理有功功率和無功功率有功功率是保持用電設(shè)備正常運(yùn)行所需的電功率，也就是將電能轉(zhuǎn)換為其他形式能量(機(jī)械能、光能、熱能)的電功率。

無功功率

用于電路內(nèi)電場與磁場的交換，并用來在電氣設(shè)備中建立和維持磁場的電功率。它不對外作功，而是轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰?。凡是有電磁線圈的電氣設(shè)備，要建立磁場，就要消耗無功功率。無功舉例：40瓦的日光燈，除需40多瓦有功功率(鎮(zhèn)流器也需消耗一部分有功功率)來發(fā)光外，還需80乏左右的無功功率供鎮(zhèn)流器的線圈建立交變磁場用。無功功率的符號用Q表示，單位為乏(Var)或千乏(kVar)有功舉例：5.5千瓦的電動機(jī)就是把5.5千瓦的電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；單位有瓦(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW)簡單無功關(guān)系舉例GAGBP1Q1P2Q2R+jX（復(fù)阻抗）+IRcos+IXsin而輸電網(wǎng)絡(luò)中X>>RU1-U2=Q2X/U2無功電源線路兩端的電壓降主要決定于線路傳輸?shù)臒o功功率。當(dāng)U1>U2,無功功率將從A傳輸?shù)紹；當(dāng)U1<U2,無功功率將從B傳輸?shù)紸；無功功率依靠調(diào)節(jié)電壓來決定其流向；當(dāng)某點(diǎn)無功不足需要其它部分無功流動來補(bǔ)足，則該點(diǎn)電壓必然降低；當(dāng)某點(diǎn)無功過剩需要流動至其它部分，則該點(diǎn)電壓必然升高；無功功率的物理含義電力線路和電力設(shè)備都是電容電感元件，要正常工作需要不斷的充放電，與外部電路交換能量；無功功率實(shí)質(zhì)是能量轉(zhuǎn)換的最大速率；電感元件消耗無功，電容元件產(chǎn)生無功；系統(tǒng)的無功電源同步發(fā)電機(jī)：同期調(diào)相機(jī)：并聯(lián)電容器：靜止補(bǔ)償器：可同時(shí)發(fā)有功無功，不僅可以發(fā)出感性無功功率，也可以吸收感性無功功率；無原動機(jī)的發(fā)電機(jī)，不能發(fā)有功。

；只能發(fā)出無功功率；利用可控硅開關(guān)控制并聯(lián)電容器組和電抗器的投切，可發(fā)出和吸收無功；同步發(fā)電機(jī)低于額定功率因數(shù)（滯后）運(yùn)行可多發(fā)無功；以超前額定功率因數(shù)（電流超前電壓）運(yùn)行，可以吸收無功；同步發(fā)電機(jī)發(fā)無功的限制所發(fā)無功的大小與有功有關(guān)，多帶無功，有功下降；受發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流不過載的限制對于發(fā)電機(jī)遠(yuǎn)離負(fù)荷中心情況，長距離無功輸送不經(jīng)濟(jì)

在這種情況下，則應(yīng)在用戶中心設(shè)置補(bǔ)償裝置同期調(diào)相機(jī)只提供無功功率，過激運(yùn)行則向系統(tǒng)提供無功，欠激則從系統(tǒng)吸收無功功率；

同步調(diào)相機(jī)相當(dāng)于空載運(yùn)行的同步電動機(jī)。當(dāng)它的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流剛好為某一特定值時(shí)，它發(fā)出的無功功率恰好為零。這時(shí)僅從電網(wǎng)中吸收少量的有功功率用來克服機(jī)械旋轉(zhuǎn)阻力，維持同步速度空轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流大于此特定值時(shí)，稱為過勵(lì)磁。在過勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)，它向系統(tǒng)供給感性無功功率起無功電源的作用；在欠勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)，它從系統(tǒng)吸取感性無功功率起無功負(fù)荷作用。改變勵(lì)磁，可以平滑的調(diào)整供應(yīng)和吸收無功；旋轉(zhuǎn)電機(jī)，消耗有功，運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜，逐步退出；并聯(lián)電容器只能向系統(tǒng)供應(yīng)無功功率；可以成組分散使用，較為靈活；價(jià)格低，損耗小，維護(hù)方便；存在負(fù)效應(yīng)，當(dāng)發(fā)生系統(tǒng)故障使得電壓下降時(shí)，輸出無功減少，導(dǎo)致電壓繼續(xù)下降；Xc—電容器容抗靜止補(bǔ)償器（FC+TCR）不僅可以發(fā)出無功功率，也可以吸收無功功率，可以作為動態(tài)無功電源；可以直接裝在變電所的低壓母線上，也可以通過升壓變壓器接到高壓線路上；由于利用可控硅開關(guān)，使電力系統(tǒng)產(chǎn)生一些附加的高次諧波，影響電能質(zhì)量。系統(tǒng)的無功負(fù)荷系統(tǒng)的無功負(fù)荷，有電感的元件，就要消耗無功；定義：以滯后的功率因數(shù)運(yùn)行的用電設(shè)備，吸收無功功率；主要為異步電動機(jī)，特別是輕載時(shí)無功較多系統(tǒng)綜合功率因數(shù)0.6-0.9,有功為無功0.5-1.3滯后的功率因數(shù)：電流滯后電壓，電路呈感性系統(tǒng)的無功損耗輸電線和變壓器的無功功率損耗；輸電線：

變壓器：不變損耗：激勵(lì)無功損耗，等于空載電流百分?jǐn)?shù)I%，約為1~2；串聯(lián)電抗上的損耗；并聯(lián)電納發(fā)出無功；可變損耗：繞組漏電抗引起，與負(fù)載電流的平方成正比，額定負(fù)載時(shí)基本上等于短路電壓UK%，約為10%。電導(dǎo)是電阻倒數(shù)，電納是電抗的倒數(shù)輸電線的無功功率損耗串聯(lián)電抗上的損耗:線路并聯(lián)電納發(fā)出無功分布電容效應(yīng)：并聯(lián)電抗補(bǔ)償遠(yuǎn)距離輸電引起長線路的電容效應(yīng)使末端電壓升高充電功率與線路電壓平方成正比變壓器的無功損耗變壓器的無功損耗=可變損耗+不變損耗單臺雙繞組：

變壓器：系統(tǒng)無功平衡定義：系統(tǒng)的無功電源所發(fā)出的無功功率與系統(tǒng)的無功負(fù)荷及網(wǎng)絡(luò)中的無功損耗相平衡目的：保持電壓水平的正常要求有一定的無功備用容量

（電源供應(yīng)無功之和、無功負(fù)荷之和、網(wǎng)絡(luò)無功損耗之和如果QB>0,則無功可平衡且有一定結(jié)余，否則無功缺乏不能保證正常電壓水平。保持充足的無功電源是維持電壓質(zhì)量的關(guān)鍵。電力系統(tǒng)的調(diào)壓措施調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流改變端電壓UG；選擇變壓器變比K(改變變壓器分接頭)；改變網(wǎng)絡(luò)參數(shù)R和X（包括串聯(lián)電抗器，無功就地補(bǔ)償?shù)龋淖儫o功功率Q的分布；GUG1:K1K2:1UbP+jQbjQCR+jX兩個(gè)學(xué)時(shí)1有功平衡和頻率調(diào)整緒論

在現(xiàn)實(shí)中系統(tǒng)功率并不是一個(gè)恒定的值，而是隨時(shí)變化的，在系統(tǒng)中，每時(shí)每刻發(fā)電功率和用電功率基本平衡。而功率又是影響頻率的主要因素，當(dāng)發(fā)電功率與用電功率平衡時(shí)，頻率基本穩(wěn)定，當(dāng)發(fā)電功率大于用電功率時(shí)系統(tǒng)頻率則上升，反之則下降，所以系統(tǒng)對有功功率和頻率進(jìn)行調(diào)整。問題思考1.電力系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)發(fā)電和用電有功的平衡？2.電力系統(tǒng)的頻率如何保證？本節(jié)主要內(nèi)容有功功率負(fù)荷的變動和調(diào)整有功功率的平衡有功負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性發(fā)電機(jī)組的靜態(tài)頻率特性電力系統(tǒng)頻率的一次、二次調(diào)整有功電源的特點(diǎn)和調(diào)頻電廠的選擇有功功率負(fù)荷的變動類別變化幅度變化周期例子第一類負(fù)荷變動很小短偶然負(fù)荷變動第二類負(fù)荷變動較大較長電爐,壓延機(jī)械,電力機(jī)車第三類負(fù)荷變動大變化緩慢,持續(xù)生產(chǎn)生活氣象變化引起有功功率負(fù)荷調(diào)整有功功率的調(diào)整實(shí)際上是頻率的調(diào)整發(fā)電機(jī)負(fù)載減小，轉(zhuǎn)速上升，頻率上升發(fā)電機(jī)負(fù)載增大，轉(zhuǎn)速下降，頻率下降類別調(diào)整(調(diào)頻)措施第一類負(fù)荷變動一次調(diào)整發(fā)電機(jī)的調(diào)速器來調(diào)整頻率偏移第二類負(fù)荷變動二次調(diào)整由發(fā)電機(jī)的調(diào)頻器進(jìn)行第三類負(fù)荷變動三次調(diào)整有功功率平衡的基礎(chǔ)上,按最優(yōu)化的原則在各電廠間經(jīng)濟(jì)分配調(diào)速器:根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷的變化,被動的調(diào)節(jié)進(jìn)汽量(氣門開度)或進(jìn)水量(導(dǎo)水葉開度),由于二者的機(jī)械慣性,無法趕上瞬息萬變的電力負(fù)荷變化。調(diào)頻器:作用于調(diào)速器上，主動調(diào)節(jié)進(jìn)汽量或者進(jìn)水量，調(diào)整有功功率輸出，從而調(diào)整頻率。有功功率的平衡和備用容量有功平衡發(fā)電機(jī)總的有功功率=所有有功負(fù)荷+系統(tǒng)的有功損耗+廠用電備用容量：系統(tǒng)可用電源容量大于發(fā)電負(fù)荷的部分。（系統(tǒng)最大負(fù)荷的25%-30%）熱備用：運(yùn)轉(zhuǎn)中的備用容量；旋轉(zhuǎn)備用，調(diào)頻容量，-系統(tǒng)最大有功負(fù)荷的8%-10%短期負(fù)荷波動，日負(fù)荷曲線預(yù)測誤差，偶然事故。冷備用：停機(jī)狀態(tài)但可隨時(shí)啟動的備用容量；檢修備用，國民經(jīng)濟(jì)備用和部分事故備用電力系統(tǒng)功率平衡的條件和手段充足的發(fā)電能力及一定的備用發(fā)電能力;充足的發(fā)電調(diào)節(jié)能力,適應(yīng)負(fù)荷的增減;充分的電力傳輸能力;合理的配網(wǎng)布局,保證用戶電力質(zhì)量;有效的對用戶負(fù)荷的監(jiān)控手段;達(dá)到電力平衡的手段做好規(guī)劃工作,發(fā)輸配環(huán)節(jié)配套建設(shè);功率平衡的必要條件運(yùn)行中實(shí)行計(jì)劃管理,合理利用發(fā)輸配電設(shè)備和一次能源;有功負(fù)荷的頻率靜態(tài)特性不同類型的負(fù)荷對頻率變化的敏感程度不一樣受頻率變化很小的負(fù)荷照明、電爐、整流負(fù)荷與頻率成正比的負(fù)荷切削機(jī)床、球磨機(jī)、壓縮機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)與頻率的二次方成比例的負(fù)荷變壓器的渦流損耗與頻率的三次方成比例的負(fù)荷通風(fēng)機(jī)、靜水頭阻力不大的循環(huán)水泵與頻率的更高次方成比例的負(fù)荷靜水頭阻力很大的循環(huán)水泵有功負(fù)荷的頻率靜態(tài)特性曲線在較小的頻率變化范圍內(nèi)（45-50Hz），有功負(fù)荷-頻率特性可看成是一條直線。KL=tgPLNPfNf電力負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)有利于功率平衡KL*的求?。弘娏ο到y(tǒng)可試驗(yàn)或計(jì)算求取，其取值范圍1~3，當(dāng)頻率變化1%，則負(fù)荷有功相應(yīng)變化？負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率發(fā)電機(jī)的頻率靜態(tài)特性調(diào)速器的作用：增大有功負(fù)荷，輸出功率增加，頻率降低，有功負(fù)荷減小，頻率升高;PGPGNfNf0fKG=-tg發(fā)電機(jī)的頻率特性曲線發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率機(jī)組的調(diào)差系數(shù)調(diào)差系數(shù)：以百分?jǐn)?shù)表示的機(jī)組空載運(yùn)行時(shí)的頻率f0和額定條件下運(yùn)行的頻率fN的差值,發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率可以寫作：定量表明一臺機(jī)組負(fù)荷改變時(shí)相應(yīng)的轉(zhuǎn)速偏移當(dāng)=5%，如有功負(fù)荷頻率偏移1%，則頻率偏移0.05%，汽輪機(jī)：=3%~5%KG*=33.3~20水輪機(jī)：=2%~4%KG*=50~25電力系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整

發(fā)電機(jī)組原動機(jī)的頻率特性和負(fù)荷頻率特性的交點(diǎn)就是系統(tǒng)的原始運(yùn)行點(diǎn)。設(shè)負(fù)荷突然增加

，則由于負(fù)荷突增時(shí)發(fā)電機(jī)功率不能即使隨之變動，機(jī)組將減速，系統(tǒng)頻率將下降。而在系統(tǒng)頻率下降的同時(shí)，發(fā)電機(jī)組的功率將因它的調(diào)速器的一次調(diào)整作用而增大，負(fù)荷的功率將因本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)而減少。前者沿原動機(jī)的頻率特性向上增加，后者沿負(fù)荷的頻率特性向下減少，經(jīng)過一個(gè)衰減的振蕩過程抵達(dá)一個(gè)新的平衡點(diǎn)。

當(dāng)頻率下降時(shí)，負(fù)荷吸收的有功功率隨著下降；當(dāng)頻率升高時(shí)，負(fù)荷吸取的有功功率隨著增加，這種負(fù)荷有功功率隨頻率變化的現(xiàn)象稱為負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)。電力系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整電力系統(tǒng)一次調(diào)頻：僅同時(shí)考慮發(fā)電機(jī)組的單位調(diào)節(jié)功率和負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)。PLO=AO=O’B’+B’A’=KGf+KLf=(KG+KL)f電力系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率KS定義PLO/f=KG+KL=KS(MW/Hz)通過KS可以求取在允許的頻率偏移范圍內(nèi)系統(tǒng)能承受的負(fù)荷增減。有差調(diào)頻：負(fù)荷變動時(shí)，原動機(jī)的轉(zhuǎn)速和頻率將有所變動—隨負(fù)荷增大而降低。一次調(diào)頻就是有差調(diào)頻（采用調(diào)速器調(diào)頻，就是改變發(fā)電機(jī)組的功頻特性，增大汽輪機(jī)的進(jìn)氣量或者水輪機(jī)的進(jìn)水量，增大輸入轉(zhuǎn)矩）。無差調(diào)頻：

負(fù)荷變動時(shí)，原動機(jī)的轉(zhuǎn)速和頻率將保持不變。二次調(diào)頻可實(shí)現(xiàn)無差調(diào)頻（調(diào)頻器來調(diào)頻，這叫二次調(diào)頻）。

電力系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)系數(shù)負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)系數(shù)不可調(diào)一次調(diào)頻效果取決于系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)系數(shù)一次調(diào)頻系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)系數(shù)調(diào)節(jié)調(diào)速器KS不可能很大，一次調(diào)頻效果有限

電力系統(tǒng)頻率的二次調(diào)整電力系統(tǒng)二次調(diào)頻：發(fā)電機(jī)組的調(diào)頻器動作使發(fā)電機(jī)功率頻率特性平行移動來改變發(fā)電機(jī)的有功功率。二次調(diào)頻通過調(diào)頻器的作用將發(fā)電機(jī)的頻率靜態(tài)特性曲線移到運(yùn)行點(diǎn)移到系統(tǒng)頻率為

電力系統(tǒng)頻率的二次調(diào)整PLO=OA=OC+CB+BA=PGO+KGf”+KLf”

OC:機(jī)組二次調(diào)頻增發(fā)功率

CB:機(jī)組一次調(diào)頻增發(fā)功率

BA:由于負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)自動減少的功率PLO-PGO=(KG+KL)f”KS=KG+KL=(PLO-PGO)/f”當(dāng)PLO=PGO，

則f”=0無差調(diào)節(jié)KG為多臺發(fā)電機(jī)組單位調(diào)節(jié)功率

之和二次調(diào)頻時(shí)，負(fù)荷增量基本由一臺或幾臺主調(diào)頻機(jī)組承擔(dān)頻率調(diào)整的策略頻率顯著降低二次調(diào)頻補(bǔ)足功率供給缺額維持頻率不變?nèi)鳖~滿足頻率恢復(fù)正常缺額不滿足一次調(diào)頻發(fā)電機(jī)頻率靜態(tài)特性負(fù)荷頻率靜態(tài)特性頻率改善無差調(diào)節(jié)有差調(diào)節(jié)頻率波動有功功率電源特點(diǎn)火電廠：(1)需支付燃料費(fèi)用(2)最小技術(shù)出力(3)可調(diào)范圍小(4)熱電廠中，熱負(fù)荷輸出功率是強(qiáng)迫功率(5)運(yùn)行效率與蒸汽參數(shù)有關(guān)：高溫高壓>中溫中壓(6)10多分鐘達(dá)到滿負(fù)荷 水電廠：(1)無需支付燃料費(fèi)用(2)受水庫容量限制(3)可調(diào)范圍大。機(jī)組投切增減負(fù)荷不增加能耗，時(shí)間短(4)有強(qiáng)迫功率，視不同水電廠而定(5)1分多鐘以內(nèi)達(dá)到滿載

核電站：(1)一次投資大(2)運(yùn)行費(fèi)用小(3)承擔(dān)急劇負(fù)荷變動、投切時(shí)，需增加能耗，時(shí)間長

承擔(dān)基荷調(diào)頻電廠的要求一次調(diào)頻：二次調(diào)頻：對主調(diào)頻電廠的要求：調(diào)頻容量和范圍；調(diào)整速度；符合安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行原則；聯(lián)絡(luò)線不過載；全系統(tǒng)有調(diào)頻能力的發(fā)電機(jī)組火電廠：功率調(diào)整范圍較窄，較慢的負(fù)荷增減速度水電廠：功率調(diào)整范圍較寬，負(fù)荷增減速度較快，適宜調(diào)頻1~2個(gè)主調(diào)頻電廠,數(shù)個(gè)輔助調(diào)頻電廠，當(dāng)頻率低于一定值參與調(diào)頻。調(diào)頻電廠的選擇

各類發(fā)電廠（機(jī)組）的合理組合基本原則：合理利用水資源，分枯水期與豐水期區(qū)別對待有調(diào)節(jié)能力的水電機(jī)組調(diào)峰基荷調(diào)峰基荷(1)(3)(2)(4)(5)(6)無調(diào)節(jié)水電廠、強(qiáng)迫功率核電站當(dāng)?shù)厝剂匣痣姀S熱電廠可調(diào)高溫高壓中溫中壓問題思考1.電壓調(diào)整和頻率調(diào)整有何區(qū)別？電力系統(tǒng)電壓調(diào)整和頻率調(diào)整的比較頻率調(diào)整電壓調(diào)整調(diào)節(jié)量有功功率無功功率空間性調(diào)節(jié)任何地點(diǎn)有功均有效，頻率具有全局性電壓水平為局部概念經(jīng)濟(jì)性消耗能源不消耗能源偏差要求較小較大時(shí)間性較弱較強(qiáng)（白天分配無功最小化損耗；夜晚吸收無功功率）2電力系統(tǒng)短路簡述本節(jié)主要內(nèi)容短路的基本類型短路的原因短路的后果短路的限制措施短路類型三相短路