教材配套電子教案 電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置 張瑛高陽(yáng)編制 第六章自動(dòng)按頻率減負(fù)荷和安全自動(dòng)裝置 第一節(jié)自動(dòng)按頻率減負(fù)荷概述 一 低頻運(yùn)行的危害 二 限制頻率下降的措施 1 動(dòng)用系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)備用容量 2 應(yīng)迅速啟動(dòng)備用機(jī)組 3 按頻率自動(dòng)減去負(fù)荷 負(fù)荷靜態(tài)頻率特性 系統(tǒng)總有功負(fù)荷與f的關(guān)系 負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng) 頻率上升或下降 系統(tǒng)總有功負(fù)荷消耗的有功功率增加或減少 稱為負(fù)荷的調(diào)節(jié)效應(yīng)KL KL隨負(fù)荷類型 季節(jié)變化一般在1 3范圍內(nèi) 第二節(jié)自動(dòng)按頻率減負(fù)荷工作原理 一 不切除負(fù)荷的情況下系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定值 假設(shè)電力系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生有功功率缺額PV為系統(tǒng)額定總負(fù)PL n的20 時(shí) 系統(tǒng)頻率要降低 如果僅由負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)來(lái)補(bǔ)償有功缺額 由教材 5 4 式可得 不切除負(fù)荷的情況下系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定值 三 系統(tǒng)頻率的動(dòng)態(tài)特性 電力系統(tǒng)由于有功功率平衡遭到破壞引起系統(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 稱為電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)頻率特性 二 最大功率缺額的確定 一般應(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 設(shè)正常運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)負(fù)荷為PL n 額定頻率fn與恢復(fù)頻率fr之差為 f 最大功率缺額的確定 求接入自動(dòng)按頻率減負(fù)荷裝置的功率總數(shù) Ps max 例6 1某系統(tǒng)的負(fù)荷總功率為PL n 5000MW 設(shè)想系統(tǒng)最大的功率缺額PV max為1000MW 負(fù)荷總功率的20 設(shè)負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)為及KL 2 自動(dòng)按頻率減負(fù)荷裝置動(dòng)作后 希望系統(tǒng)恢復(fù)頻率為fr 48Hz 求接入自動(dòng)按頻率減負(fù)荷裝置的功率總數(shù) Ps max 解希望恢復(fù)頻率偏差的標(biāo)么值為 接入自動(dòng)按頻率減負(fù)荷裝置功率總數(shù)為652 2MW 三 自動(dòng)按頻率減負(fù)荷的分級(jí)實(shí)現(xiàn) 第三節(jié)有關(guān)自動(dòng)按頻率減負(fù)荷裝置的幾個(gè)問(wèn)題 1 第一級(jí)啟動(dòng)頻率f1的選擇 一 動(dòng)作級(jí)數(shù)與動(dòng)作頻率的確定 一般第一級(jí)的啟動(dòng)頻率整定在48 5 49Hz 在以水電廠為主的電力系統(tǒng)中 由于水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)作較慢 所以第一級(jí)啟動(dòng)頻率宜取低值 例如48Hz 電力系統(tǒng)允許的最低頻率受 頻率崩潰 或 電壓崩潰 的限制 對(duì)于高溫高壓的火電廠 在頻率低于46 46 5Hz時(shí) 廠用電已不能正常工作 在頻率低于45Hz時(shí) 就有 電壓崩潰 的危險(xiǎn) 因此 末級(jí)的啟動(dòng)頻率以不低于46 46 5Hz為宜 第i級(jí)動(dòng)作頻率為 4 頻率級(jí)差的確定 選擇頻率級(jí)差 f 有兩種不同的原則 這種方法強(qiáng)調(diào)各級(jí)動(dòng)作的次序 要在前一級(jí)動(dòng)作以后還不能制止頻率下降的情況下 后一級(jí)才動(dòng)作 否則就是誤動(dòng)作 二 每級(jí)最優(yōu)切除負(fù)荷值的確定 某一級(jí)自動(dòng)按頻率減負(fù)荷裝置動(dòng)作后 系統(tǒng)的頻率能恢復(fù)到希望值的附近 三 自動(dòng)按頻率減負(fù)荷的后備級(jí) 如果出現(xiàn)的情況是 第i級(jí)動(dòng)作后 系統(tǒng)頻率可能穩(wěn)定在某一值 例如圖6 4中的fi 它既低于我們希望的頻率恢復(fù)極限值fr 但又不足以使下一自動(dòng)按頻率減負(fù)荷裝置啟動(dòng) 因此要裝設(shè)后備段 經(jīng)延時(shí) 再切除部分負(fù)荷功率 四 自動(dòng)按頻率減負(fù)荷裝置誤動(dòng)作的原因及應(yīng)采取的措施 1 暫態(tài)過(guò)程引起的誤動(dòng)作 為了使自動(dòng)按頻率減負(fù)荷裝置的動(dòng)作反應(yīng)全系統(tǒng)的平均頻率 而不是所接母線的頻率瞬時(shí)值 1暫態(tài)過(guò)程引起的誤動(dòng)作 為此 要求裝置有一定的動(dòng)作時(shí)限 當(dāng)然 時(shí)限過(guò)長(zhǎng)不利于各級(jí)間的選擇性 也可能在嚴(yán)重故障時(shí)會(huì)使系統(tǒng)的頻率降低到危險(xiǎn)的臨界值以下 所以往往采用一個(gè)不大的時(shí)限 通常用0 1 0 2s 以躲過(guò)暫態(tài)過(guò)程可能出現(xiàn)的誤動(dòng)作 2 負(fù)荷反饋引起的誤動(dòng)作 頻率下降速度df dt 3 Hz s 可認(rèn)為是系統(tǒng)功率缺額引起的頻率下降 而df dt 3 Hz s 可認(rèn)為是負(fù)荷反饋引起的頻率下降 因此 采用df dt 3 Hz s 作為滑差閉鎖的條件 第四節(jié)自動(dòng)按頻率減負(fù)荷裝置 微機(jī)自動(dòng)按頻率減負(fù)荷裝置的設(shè)置一般分為兩種模式 集中式 所謂集中式就是在變電站低壓母線上的電壓互感器二次側(cè)裝設(shè)微機(jī)低頻減負(fù)荷裝置 根據(jù)需要可以每段母線配置一個(gè) 也可以整個(gè)變電站共同使用一個(gè) 分散式 就是低頻減負(fù)荷的功能被集成在分散的保護(hù)測(cè)控單元中 由保護(hù)測(cè)控裝置根據(jù)整定值的要求通過(guò)軟件的設(shè)置直接出口跳閘 這里只介紹數(shù)字式頻率繼電器和集中式的微機(jī)自動(dòng)按頻率減負(fù)荷裝置 28 一 數(shù)字式頻率繼電器 29 第五節(jié)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定控制 一 自動(dòng)切除發(fā)電機(jī) 二 電氣制動(dòng) 32 三 自動(dòng)解列裝置 一 廠用電系統(tǒng) 解列 的應(yīng)用 二 系統(tǒng)自動(dòng)解列 1 盡量保持解列后各部分系統(tǒng) 子系統(tǒng) 的功率平衡 以防止頻率 電壓急劇變化 因此解列點(diǎn)應(yīng)選在有功功率 無(wú)功功率分點(diǎn)上 或交換功率最小處 在運(yùn)行中 根據(jù)潮流變化情況進(jìn)行調(diào)整 2 適當(dāng)?shù)乜紤]操作方便 易于恢復(fù)且具有較好的遠(yuǎn)動(dòng) 通信條件