第六章自動(dòng)按頻率減負(fù)荷裝置

第六章自動(dòng)按頻率減負(fù)荷裝置第一頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一節(jié)概述裝置的主要任務(wù)—當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生某些故障時(shí)，按照預(yù)定的控制準(zhǔn)則迅速作出反應(yīng)，采取必要措施避免事故擴(kuò)大。B系統(tǒng)A電廠12事故情況

當(dāng)電廠A發(fā)生故障一回線發(fā)生三相短路迅速切除系統(tǒng)B的部分負(fù)荷迅速減少輸送功率

措施調(diào)度人員

第二頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五安全裝置的意義系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大事故嚴(yán)重性擴(kuò)大a、故障則系統(tǒng)減少PA。若備用不足必須切負(fù)荷。b、若故障切除，則還有暫穩(wěn)極限問題。第三頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五電力系統(tǒng)安全裝置的種類水輪機(jī)低頻自啟自動(dòng)切機(jī)電氣制動(dòng)自動(dòng)解列裝置自動(dòng)低頻減載安全裝置自動(dòng)化安全性保證第四頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五第二節(jié)自動(dòng)低頻減載對(duì)汽機(jī)的影響頻率崩潰電壓崩潰汽輪機(jī)長(zhǎng)時(shí)期低于頻率49～49.5Hz以下運(yùn)行時(shí)，葉片容易產(chǎn)生裂紋，當(dāng)頻率低到45Hz附近時(shí)，個(gè)別級(jí)的葉片可能發(fā)生共振而引起斷裂事故。當(dāng)頻率下降到47～48Hz時(shí)，火電廠的廠用機(jī)械的出力將顯著降低，使鍋爐出力減少，導(dǎo)致發(fā)電廠輸出功率進(jìn)一步減少，致使功率缺額更為嚴(yán)重。從而造成所謂“頻率崩潰”現(xiàn)象。當(dāng)頻率降低時(shí)，勵(lì)磁機(jī)、發(fā)電機(jī)等的轉(zhuǎn)速相應(yīng)降低，加劇了系統(tǒng)無(wú)功不足情況，使系統(tǒng)電壓水平下降，系統(tǒng)電壓水平受到嚴(yán)重影響，當(dāng)某些中樞點(diǎn)電壓低于某一臨界值時(shí)，將出現(xiàn)所謂“電壓崩潰”現(xiàn)象，一、低頻運(yùn)行的后果第五頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五自動(dòng)低頻減載自動(dòng)低頻減載裝置的任務(wù)—當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生較大事故時(shí)，系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重的功率缺額，其頻率下降，采用迅速切除不重要負(fù)荷的辦法來(lái)制止頻率下降，以保障系統(tǒng)安全，防止事故擴(kuò)大。頻率降低較大時(shí)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響對(duì)汽輪機(jī)的影響發(fā)生頻率崩潰現(xiàn)象發(fā)生電壓崩潰現(xiàn)象二、電力系統(tǒng)頻率靜態(tài)特性第六頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五三、電力系統(tǒng)頻率動(dòng)態(tài)特性當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)功率缺額或功率過剩時(shí)，系統(tǒng)頻率的動(dòng)態(tài)特性可用指數(shù)曲線來(lái)描述。第七頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五由于f*

的值與功率缺額Ph*成比例，當(dāng)Ph*不同時(shí)，系統(tǒng)頻率特性如圖中曲線a,b所示。兩曲線表明，在事故初期，頻率的下降速率與功率缺額的標(biāo)么值成比例，Ph*值越大，頻率下降的速率也越大。它們的頻率穩(wěn)定值分別為fa和fb。設(shè)系統(tǒng)功率缺額為Ph，當(dāng)頻率下降至f1時(shí)切除負(fù)荷功率PL，如果PL等于Ph，則發(fā)電機(jī)發(fā)出的功率剛好與切除后的系統(tǒng)負(fù)荷相平衡。系致頻率按指數(shù)曲線恢復(fù)到額定頻率fe運(yùn)行（曲線c)。事故情況下，如果在f1時(shí)切除負(fù)荷功率PL1小于功率缺額Ph，則系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)頻率就低于額定值。設(shè)切除負(fù)荷PL1后，正好使系統(tǒng)頻率維持在f1運(yùn)行，那么它的頻率特性如圖中直線d所示設(shè)系統(tǒng)的頻率下降至f1時(shí)切除負(fù)荷功率PL2，且PL2小于上述情況的PL1，這時(shí)系統(tǒng)頻率將繼續(xù)下降，如果這時(shí)系統(tǒng)的功率缺額所對(duì)應(yīng)的頻率穩(wěn)定值為fb

，系統(tǒng)頻率的變化過程如圖中曲線e所示。比較b、e兩曲線說(shuō)明，如能及早切除負(fù)荷功率，可延緩系統(tǒng)頻率下降過程。第八頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五四、自動(dòng)低頻減載的工作原理1

最大功率缺額及接入自動(dòng)低頻減載裝置的功率值的確定

斷開功率PLmax：功率缺額Phmax：應(yīng)根據(jù)最不利的運(yùn)行方式下發(fā)生事故時(shí)，實(shí)際可能發(fā)生的最大功率缺額來(lái)考慮，例如按系統(tǒng)中斷開最大機(jī)組或某一電廠來(lái)考慮。第九頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五2

自動(dòng)低頻減載裝置的動(dòng)作順序分批斷開負(fù)荷功率采用逐步修正的辦法，按頻率的不同數(shù)值按順序地切除負(fù)荷。第一級(jí)起動(dòng)頻率f1的選擇第一級(jí)的起動(dòng)頻率值宜選擇得高些；考慮電力系統(tǒng)動(dòng)用旋轉(zhuǎn)備用容量所需的時(shí)間延遲。48.549Hz頻率崩潰電壓崩潰末級(jí)起動(dòng)頻率fn的選擇4646.5Hz第十頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五4頻率級(jí)差數(shù)N的選擇3

頻率級(jí)差f的選擇按選擇性確定級(jí)差級(jí)差不強(qiáng)調(diào)選擇性5每級(jí)切除負(fù)荷PLi

的限值6

自動(dòng)低頻減載裝置的動(dòng)作時(shí)延及防止誤動(dòng)作措施第十一頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五頻率測(cè)量元件的最大誤差頻率

對(duì)應(yīng)于t時(shí)間內(nèi)的頻率變化，一般可取0.15Hz頻率裕度，一般可取0.05Hz第十二頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五由于電力系統(tǒng)運(yùn)行方式和負(fù)荷水平是不固定的，針對(duì)電力系統(tǒng)發(fā)生事故時(shí)功率缺額有很大分散性的特點(diǎn)，低頻減載裝置遵循逐步試探求解的原則分級(jí)切除少量負(fù)荷，以求達(dá)到較佳的控制效果。這就要求減小級(jí)差f，增加總的頻率動(dòng)作級(jí)數(shù)N，同時(shí)相應(yīng)地減少每級(jí)的切除功率，這樣即使兩輪無(wú)選擇性起動(dòng)，系統(tǒng)恢復(fù)頻率也不會(huì)過高。

在電力系統(tǒng)中，自動(dòng)低頻減載裝置總是分設(shè)在各個(gè)地區(qū)變電所中，在系統(tǒng)頻率下降的動(dòng)態(tài)過程中，各母線電壓的頻率并不一致，所以分散在各地的同一級(jí)低頻減載裝置，事實(shí)上也有可能不同時(shí)起動(dòng)。但是如果增加級(jí)數(shù)N，減小各級(jí)的切除負(fù)荷功率，則兩級(jí)間的選擇性問題并不突出，所以近來(lái)的趨勢(shì)是采用增加級(jí)數(shù)N的方法。第十三頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五第十四頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五f2EX2t2f1EX1t1fNEXNtNfD1EXD1tD1fD2EXD2tD2fDNEXDNtDNP1P2PNPD1PD2PDN五、自動(dòng)低頻減載裝置原理接線++-++++-第十五頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五自動(dòng)低頻減載自動(dòng)低頻減載的工作原理自動(dòng)低頻減載BECDA最大功率缺額的確定裝置的動(dòng)作順序頻率級(jí)差的選擇后備級(jí)的考慮每級(jí)切除負(fù)荷量限制第十六頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五第三節(jié)其他安全自動(dòng)控制裝置廠用電系統(tǒng)“解列”的應(yīng)用

系統(tǒng)解列的應(yīng)用水輪機(jī)組低頻自起動(dòng)裝置自動(dòng)切機(jī)電氣制動(dòng)自動(dòng)解列裝置第十七頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五fCZ跳閘fGGGG1#2#3#4#TDL廠用電廠用電系統(tǒng)“解列”的應(yīng)用第十八頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五盡量保持解列后各部分系統(tǒng)