按頻率自動減負荷PPT課件

1、按頻率自動減負荷 按頻率自動減負荷裝置AFL 按頻率自動減負荷 電力系統(tǒng)的頻率特性 n低頻運行的危害低頻運行的危害 n系統(tǒng)頻率長期低于系統(tǒng)頻率長期低于49.5Hz時，時，汽輪機的葉片汽輪機的葉片會發(fā)生共振，會發(fā)生共振， 導致機械損傷，甚至斷裂，造成事故。導致機械損傷，甚至斷裂，造成事故。 n火電廠火電廠廠用機械出力下降廠用機械出力下降，發(fā)電廠出力減少，有功缺額加，發(fā)電廠出力減少，有功缺額加 劇，頻率進一步下降。劇，頻率進一步下降。若不能及時處理若不能及時處理，會造成系統(tǒng)，會造成系統(tǒng)頻率頻率 崩潰。崩潰。 n引起發(fā)電機轉速下降。對引起發(fā)電機轉速下降。對某些勵磁系統(tǒng)來說，勵磁電壓相某些勵磁系統(tǒng)來說

2、，勵磁電壓相 應降低，應降低，系統(tǒng)電壓隨之下降，嚴重時造成系統(tǒng)電壓崩潰。系統(tǒng)電壓隨之下降，嚴重時造成系統(tǒng)電壓崩潰。 n影響影響測量儀表準確性和用戶產(chǎn)品質(zhì)量測量儀表準確性和用戶產(chǎn)品質(zhì)量。 n按頻率自動減負荷裝置：按頻率自動減負荷裝置：當系統(tǒng)頻率降低時，根當系統(tǒng)頻率降低時，根 據(jù)頻率下降的程度自動斷開相應負荷，阻止頻率降低據(jù)頻率下降的程度自動斷開相應負荷，阻止頻率降低 ，并使系統(tǒng)頻率迅速恢復到給定的數(shù)值。，并使系統(tǒng)頻率迅速恢復到給定的數(shù)值。 按頻率自動減負荷 電力系統(tǒng)的頻率特性 n負荷的靜態(tài)頻率特性負荷的靜態(tài)頻率特性 電力系統(tǒng)的總有功負荷電力系統(tǒng)的總有功負荷P L .和系統(tǒng)頻率和系統(tǒng)頻率f之間的關

3、系。之間的關系。 根據(jù)負荷消耗的有功功率與頻率的關系。根據(jù)負荷消耗的有功功率與頻率的關系。 電力系統(tǒng)的負荷一般分為三類：電力系統(tǒng)的負荷一般分為三類： n負荷消耗的有功功率與頻率無關；負荷消耗的有功功率與頻率無關； n負荷消耗的有功功率與頻率的一次方成正比；負荷消耗的有功功率與頻率的一次方成正比； n負荷消耗的有功功率與頻率的二次、三次、高次方成正負荷消耗的有功功率與頻率的二次、三次、高次方成正 比。比。 按頻率自動減負荷 n負荷的調(diào)節(jié)效應負荷的調(diào)節(jié)效應 由負荷的靜態(tài)頻率特性可見，系統(tǒng)的頻率下降時，負荷消由負荷的靜態(tài)頻率特性可見，系統(tǒng)的頻率下降時，負荷消 耗的有功功率隨之減少；反之增高。這種負荷

4、消耗的有功耗的有功功率隨之減少；反之增高。這種負荷消耗的有功 功率隨頻率變化的現(xiàn)象，稱為負荷的調(diào)節(jié)效應。功率隨頻率變化的現(xiàn)象，稱為負荷的調(diào)節(jié)效應。 n負荷的調(diào)節(jié)效應系數(shù)負荷的調(diào)節(jié)效應系數(shù)KL= P L ./ f 式中：式中：P L . P L. P L.N （ P L.N 為系統(tǒng)額定頻率時的總有為系統(tǒng)額定頻率時的總有 功功率）；功功率）；f f f N 實際常用百分數(shù)或標么值表示：實際常用百分數(shù)或標么值表示： KL= P L ./ f （ PL. PL.N ）/P L.N /(f f N ) / f N = P L .*/ f* 0 f f N P L . P L .N P L . P L .

5、 f 負荷的靜態(tài)頻率特性 110% 100% 按頻率自動減負荷 物理意義：系統(tǒng)頻率每變化物理意義：系統(tǒng)頻率每變化1，系統(tǒng)消耗的有功功，系統(tǒng)消耗的有功功 率相應變化率相應變化KL KL與地區(qū)和季節(jié)有關與地區(qū)和季節(jié)有關 n負荷的調(diào)節(jié)效應的存在負荷的調(diào)節(jié)效應的存在有利于補償有功功率的缺有利于補償有功功率的缺 額額，有利于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。其結果，有利于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。其結果是將運是將運 行于一個較低的頻率下行于一個較低的頻率下。 n系統(tǒng)有功功率缺額較大時，系統(tǒng)有功功率缺額較大時，僅靠負荷調(diào)節(jié)效應僅靠負荷調(diào)節(jié)效應， 會使系統(tǒng)運行頻率很低，破壞電力系統(tǒng)的安全運會使系統(tǒng)運行頻率很低，破壞電力系統(tǒng)的安

6、全運 行。因此，行。因此，必須借助于必須借助于AFL切除一部分不重要負切除一部分不重要負 荷，荷，保證電力系統(tǒng)安全運行。保證電力系統(tǒng)安全運行。 按頻率自動減負荷 n電力系統(tǒng)的動態(tài)頻率特性電力系統(tǒng)的動態(tài)頻率特性 系統(tǒng)出現(xiàn)有功功率缺額而頻率下降時，系統(tǒng)頻率由額系統(tǒng)出現(xiàn)有功功率缺額而頻率下降時，系統(tǒng)頻率由額 定頻率變化到一個新的穩(wěn)定頻率的過程。定頻率變化到一個新的穩(wěn)定頻率的過程。 f = f + ( f N f ) e - t / T f 對按頻率自動減負荷裝置的基本要求對按頻率自動減負荷裝置的基本要求 n系統(tǒng)出現(xiàn)有功功率缺額系統(tǒng)出現(xiàn)有功功率缺額P L a時，時，僅靠負荷調(diào)節(jié)效應僅靠負荷調(diào)節(jié)效應，

7、新的穩(wěn)定頻率為新的穩(wěn)定頻率為 （ P L . P L . N ）/ P L . N = KL (f f N ) / f N 計及計及P L aP L . N P L . ，有有 按頻率自動減負荷 f f N 1(1/ KL ) (P L a / P L . N ) （1） 例如：正常時總負荷例如：正常時總負荷500MW， KL =1.5， 切切 除發(fā)電功率除發(fā)電功率60MW（ P L a =60MW），）， f=501(1/1.5)(60/500)=46Hz, 頻率水平較低，必須由頻率水平較低，必須由AFL切除負荷。切除負荷。 設切除負荷設切除負荷P c u t =50MW， f f N 1(

8、1/ KL ) (P L a - P c u t) / （P L . N -P c u t ) f =49.3Hz 按頻率自動減負荷 基本要求：基本要求： nAFL動作后，應使系統(tǒng)頻率回升到恢復頻率內(nèi)。動作后，應使系統(tǒng)頻率回升到恢復頻率內(nèi)。 我國電力系統(tǒng)規(guī)定恢復頻率不低于我國電力系統(tǒng)規(guī)定恢復頻率不低于49.5Hz 。 n為使為使AFL充分發(fā)揮作用，應有足夠的負荷接于充分發(fā)揮作用，應有足夠的負荷接于 AFL上。上。 按式（按式（1）計算出現(xiàn)最嚴重功率缺額）計算出現(xiàn)最嚴重功率缺額P L a .m a x 時，時， 系統(tǒng)恢復到恢復頻率時應接入的負荷數(shù)系統(tǒng)恢復到恢復頻率時應接入的負荷數(shù)P c u t

9、. M a x 。 P c u t . M a x =(P L a .m a x KL f* P L . N ) / (1 KL f* ) f*=(f f N ) / f N 按頻率自動減負荷 nAFL應根據(jù)系統(tǒng)頻率下降的程度切除負荷應根據(jù)系統(tǒng)頻率下降的程度切除負荷 AFL切負荷宜采用分級切除，逐步逼近的辦法。切負荷宜采用分級切除，逐步逼近的辦法。 AFL切除負荷時，應先切除不重要的負荷，必要切除負荷時，應先切除不重要的負荷，必要 時再切除較為重要的負荷。時再切除較為重要的負荷。 nAFL裝置各級動作頻率確定應符合系統(tǒng)要裝置各級動作頻率確定應符合系統(tǒng)要 求求 n首級動作頻率?？紤]系統(tǒng)穩(wěn)定性同時

10、兼顧能充首級動作頻率?？紤]系統(tǒng)穩(wěn)定性同時兼顧能充 分發(fā)揮旋轉備用的作用，一般不超過分發(fā)揮旋轉備用的作用，一般不超過49.1Hz。 n末級動作頻率。由系統(tǒng)允許的最低頻率下限決末級動作頻率。由系統(tǒng)允許的最低頻率下限決 定，并留有定，并留有0.30.5Hz的裕度。的裕度。 按頻率自動減負荷 n動作頻率級差動作頻率級差 （1）強調(diào)選擇性。）強調(diào)選擇性。 （2）不強調(diào)選擇性，減小級差。）不強調(diào)選擇性，減小級差。 0.10. 3 Hz n動作級數(shù)動作級數(shù)N n動作時間。為防止系統(tǒng)頻率短時波動時誤動，動作時間。為防止系統(tǒng)頻率短時波動時誤動， 帶帶0.150.5秒延時。秒延時。 nAFL應設附加級應設附加級

11、附加級設較長延時（因此時頻率已較穩(wěn)定，一般附加級設較長延時（因此時頻率已較穩(wěn)定，一般 為為1020秒），動作頻率取恢復頻率下限。必要秒），動作頻率取恢復頻率下限。必要 時附加級可以分成若干級，各級動作頻率相同，時附加級可以分成若干級，各級動作頻率相同， 用延時區(qū)分各級動作順序。用延時區(qū)分各級動作順序。 按頻率自動減負荷 按頻率自動減負荷裝置 nAFL配置配置 n根據(jù)系統(tǒng)結構和負荷的分布情況，分散裝設在相關的發(fā)電根據(jù)系統(tǒng)結構和負荷的分布情況，分散裝設在相關的發(fā)電 廠和變電所廠和變電所 n系統(tǒng)頻率下降到系統(tǒng)頻率下降到f i 時，全系統(tǒng)所有第時，全系統(tǒng)所有第i輪輪AFL均動作，斷開均動作，斷開 相應

12、負荷。相應負荷。 nAFL誤動作原因及防止誤動措施誤動作原因及防止誤動措施 按頻率自動減負荷 n誤動原因誤動原因 n旋轉備用未充分發(fā)揮作用旋轉備用未充分發(fā)揮作用 n供電電源中斷，負荷反饋供電電源中斷，負荷反饋 n防止防止AFL誤動的措施誤動的措施 n給給AFL適當延時，防止頻率短時波動和旋轉備適當延時，防止頻率短時波動和旋轉備 用未充分發(fā)揮作用前誤動。用未充分發(fā)揮作用前誤動。 n加快保護、加快保護、AAT、ARC動作時間，縮短供電中動作時間，縮短供電中 斷時間，防止負荷反饋。斷時間，防止負荷反饋。 n增加低電壓或低電流閉鎖，供電中斷時閉鎖增加低電壓或低電流閉鎖，供電中斷時閉鎖 AFL n采用頻

13、率變化閉鎖采用頻率變化閉鎖 按頻率自動減負荷 d f/d t 3Hz/s時，可以認為是功率缺額引起的頻率下降時，可以認為是功率缺額引起的頻率下降 d f/d t 3Hz/s時，可以認為是負荷反饋引起的頻率下降時，可以認為是負荷反饋引起的頻率下降 n采用按頻率自動重合閘糾正其誤動采用按頻率自動重合閘糾正其誤動 非功率缺額引起非功率缺額引起AFL誤動作，頻率回升快（誤動作，頻率回升快（ d f/d t 大）；功率缺額引起大）；功率缺額引起AFL 動作后頻率回升慢。動作后頻率回升慢。 根據(jù)頻率變化率將誤切的負荷投入。根據(jù)頻率變化率將誤切的負荷投入。 n微機型微機型AFL介紹介紹 n功能功能 n正常頻率監(jiān)視正常頻率監(jiān)視 n頻率閉鎖功能：系統(tǒng)頻率高于頻率閉鎖功能：系統(tǒng)頻率高于49.6Hz時閉鎖跳時閉鎖跳 閘出口中間繼電器閘出口中間繼電器 按頻率自動減負荷 n頻率變化閉鎖：頻率變化閉鎖： d f/d t 3Hz/s時閉鎖跳閘出口時閉鎖跳閘出口 中間繼電器中間繼電器 n低頻率動作：設有四級動作出口，