電力系統(tǒng)自動低頻減負荷裝置課程設(shè)計

1、 電力系統(tǒng)自動化電力系統(tǒng)自動化 課程設(shè)計（論文）課程設(shè)計（論文）題目：題目：電力系統(tǒng)自動低頻減負荷裝置設(shè)計（電力系統(tǒng)自動低頻減負荷裝置設(shè)計（4） 院（系）：院（系）： 電氣工程學(xué)院電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級：專業(yè)班級： 電氣電氣084084 學(xué)學(xué) 號：號： 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： （簽字）起止時間：起止時間：課程設(shè)計（論文）任務(wù)及評語課程設(shè)計（論文）任務(wù)及評語院（系）：電氣工程學(xué)院 教研室：電氣工程及其自動化注：成績：平時20% 論文質(zhì)量60% 答辯20% 以百分制計算學(xué) 號 學(xué)生姓名 專業(yè)班級電氣084課程設(shè)計題目電力系統(tǒng)自動低頻減負荷裝置設(shè)計（4）課程設(shè)計（論文）任務(wù)基本參

2、數(shù)：某電廠采用雙回線輸送電能，滿負荷運行。當(dāng)其中一條線路故障后，加重另一條線路負擔(dān)，為盡可能保持系統(tǒng)供電經(jīng)濟性與可靠性，切除部分發(fā)電機組，并投入自動低頻減負荷裝置。1 發(fā)電廠共 8 臺機組，每臺 50 萬千瓦；2 切除一條線路后，線路傳輸功率為原來的 75%。4 切除部分機組并投入低頻減載裝置后，要求系統(tǒng)頻率恢復(fù)到 48Hz設(shè)計要求1.闡述自動減負荷裝置作用。2.闡述自動減負荷裝置原理及構(gòu)成。3.整定計算。確定切除幾臺發(fā)電機組不投自動減負荷裝置，發(fā)電機組切除后系統(tǒng)頻率是多少？投入自動減負荷裝置的負荷總功率。確定自動減負荷級數(shù)，及各級動作頻率。確定每級最佳切除負荷大小。4.利用單片機（或 PLC

3、 等）實現(xiàn)對接入低頻減負荷裝置負荷的控制。5.對結(jié)果進行分析總結(jié)。進度計劃1、布置任務(wù)，查閱資料，理解掌握自動低頻減負荷原理及要求。 （1 天）2、設(shè)計自動低頻減負荷裝置。 （1 天）3、確定切除發(fā)電機組，確定投入自動減負荷裝置的負荷總功率。 （1 天）4、確定自動減負荷級數(shù)，及各級動作頻率。 （1 天）5、確定每級最佳切除負荷大小，驗證結(jié)果的正確性。 （1 天）6、利用單片機（或PLC等）實現(xiàn)對接入低頻減負荷裝置負荷的實時控制。 （3天）7、對結(jié)果進行分析總結(jié)。 （1天）8、撰寫、打印設(shè)計說明書（1天）指導(dǎo)教師評語及成績平時： 論文質(zhì)量： 答辯： 總成績： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日摘 要隨

4、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量精度差，特別是當(dāng)系統(tǒng)正常運行中電壓下降或者頻率瞬時變化較大時可能會誤動作，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，系統(tǒng)的有功將嚴(yán)重缺額，電力系統(tǒng)的頻率會很快下降，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，必要時按頻率下降進行負荷的切除。本文通過對低頻減負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，并進行了運行分析與整定計算。通過電力系統(tǒng)的靜態(tài)頻率特性與動態(tài)頻率特性的分析計算，確定了符合要求的實驗裝置。關(guān)鍵詞：低頻減載；整定計算；頻率特性；目 錄第

5、1 章 緒論 .1 電力系統(tǒng)自動低頻減負荷裝置概況 .1 系統(tǒng)頻率的事故限額 .1 低頻運行對電力系統(tǒng)的影響 .1第 2 章 自動低頻減負荷裝置 .3 低頻減載的整定內(nèi)容及要求 .3 低頻減載的主要原則 .3 低頻減載的控制方式 .5第 3 章 低頻減載裝置的整定計算 .7 低頻減載的工作原理 .7 最大功率額定缺額的確定 .8 各輪動作功率的選擇及計算 .8 各輪動作功率的選擇.8 各輪動作功率的計算.9 特殊輪的功用與斷開功率的選擇.10第 4 章 課程設(shè)計總結(jié) .11參考文獻 .12第 1 章 緒論1.1 電力系統(tǒng)自動低頻減負荷裝置概況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

6、系統(tǒng)頻率大幅度下降。b)所缺功率已經(jīng)大大超過系統(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)這種辦法稱為按頻率自動減負荷。中文簡拼為“ZPJH”，英文為UFLS（Under Frequency Load Shedding） 。一、系統(tǒng)頻率的事故限額（1）系統(tǒng)頻率降低使廠用機械的出力大為下降，有時可能形成惡性循環(huán)，直至頻率雪崩。（2）系統(tǒng)頻率降低使勵磁機等的轉(zhuǎn)速也相應(yīng)降低，當(dāng)勵磁電流一定時，發(fā)送的無功功率會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)頻率變化對用戶的不利影響： 頻率變化將引起異步電動

7、機轉(zhuǎn)速的變化。 系統(tǒng)頻率降低將使電動機的轉(zhuǎn)速和功率降低。（4）汽輪機對頻率的限制。（5）頻率升高對大機組的影響。（6）頻率對核能電廠的影響。二、低頻運行對電力系統(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)定運行的重要因素。低頻運行對電力系統(tǒng)的有以下影響:1、對發(fā)電機和系統(tǒng)安全運行的影響1) 頻率下降時，汽輪機葉片的振動會變大，輕則影響使用壽命，重則可能產(chǎn)生裂紋。對于額定頻率為 50 Hz 的電力系統(tǒng)，當(dāng)頻率降低到 45Hz 附近時，某些汽輪機的葉片可能因產(chǎn)生共振而斷裂，造成重大事故。2) 頻率下降到 47 48Hz 時，由異

8、步電動機驅(qū)動的送風(fēng)機、吸風(fēng)機、給水泵、循環(huán)水泵和磨煤機等火電廠廠用機械的出力隨之下降，火電廠鍋爐和汽輪機的出力也隨之下降，從而使火電廠發(fā)電機發(fā)出的有功功率下降。這種趨勢如果不能及時制止，就會在短時間內(nèi)使電力系統(tǒng)頻率下降到不能允許的程度，這種現(xiàn)象稱為頻率雪崩。出現(xiàn)頻率雪崩會造成大面積停電，甚至使整個系統(tǒng)瓦解。3) 在核電廠中，反應(yīng)堆冷卻介質(zhì)對供電頻率有嚴(yán)格要求。當(dāng)頻率降到一定數(shù)值時，冷卻介質(zhì)泵會自動跳開，使反應(yīng)堆停止運行。4) 電力系統(tǒng)頻率下降使異步電動機和變壓器的勵磁電流增加，使異步電動機和變壓器的無功消耗增加，從而使系統(tǒng)電壓下降。頻率下降還會引起勵磁機出力下降，并使發(fā)電機電動勢下降，導(dǎo)致全系

9、統(tǒng)電壓水平降低。如果電力系統(tǒng)原來的電壓水平偏低，在頻率下降到一定值時，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)電壓雪崩會造成大面積停電，甚至使整個系統(tǒng)瓦解。2、低頻運行對電力用戶的影響（1) 電力系統(tǒng)頻率變化會引起異步電動機轉(zhuǎn)速變化，這會使得電動機所驅(qū)動的加工工業(yè)產(chǎn)品的機械轉(zhuǎn)速發(fā)生變化。有些產(chǎn)品對加工機械的轉(zhuǎn)速要求很高，轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定會影響產(chǎn)品質(zhì)量，甚至?xí)霈F(xiàn)次品和廢品。（2) 電力系統(tǒng)頻率波動會影響某些測量和控制用的電子設(shè)備的準(zhǔn)確性和性能，頻率過低時有些設(shè)備甚至無法工作。(3) 電力系統(tǒng)頻率降低將使電動機的轉(zhuǎn)速和輸出功率降低，導(dǎo)致所帶動機械的轉(zhuǎn)速和出力降低，影響用戶設(shè)備的正常運行。

10、1.2 本文主要內(nèi)容微機低頻減載裝置代替常規(guī)的低頻減載裝置是必然的趨勢。近年來，不少研究單位和廠家研究開發(fā)了不同類型的微機低頻減載裝置，有些采用專用的低頻減載裝置，有些是作為綜合自動化系統(tǒng)的一個獨立模塊，但是，他們存在如下幾點不足：(1)閉鎖條件不盡完善；(2)存在多切負荷的現(xiàn)象：(3)尚不能完全滿足變電站綜合自動化建設(shè)的需要。針對上述現(xiàn)象，本文以某電廠采用雙回線輸送電能，滿負荷運行。當(dāng)其中一條線路故障后，加重另一條線路負擔(dān)，為盡可能保持系統(tǒng)供電經(jīng)濟性與可靠性，切除部分發(fā)電機組，并投入自動低頻減負荷裝置為例，設(shè)計了一種新型的微機自動，低頻減負荷裝置，該裝置有以下特點：(1)采用新的測頻方法，提

11、高了測頻精確度，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，裝置不誤動，電力系統(tǒng)低頻振蕩或受諧波干擾時，不誤動；(3)增加了遠方控制和當(dāng)?shù)卣ǖ墓δ埽?4)為了配合無人值班變電站，增加了重合閘功能：(5)提高了微機裝置的故障自診斷能力，從而提高了裝置的可靠性。第 2 章 自動低頻減負荷裝置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，低頻減載裝置中的低頻繼電器向斷路器發(fā)送斷開信號，通過斷路器迅速斷開相應(yīng)數(shù)量的負荷，使系統(tǒng)頻率在不低于某一允許值的情況下，達到有功功率的平衡，防止事故的進一步擴大。UFLS 方案的整定包括對基本輪和特殊輪各輪

12、頻率定值、延時、功率切除量的確定?；据喌娜蝿?wù)就是在不過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)快速動作，為了防止在系統(tǒng)振蕩或電壓急劇下降時誤動作，一般可帶 0. 20. 5s 的時限。基本輪一般按頻率等距分級，每級切負荷量分別確定；特殊輪的任務(wù)是在防止基本輪動作后，避免頻率長時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)一定時延動作，使頻率值盡快恢復(fù)至 49. 550Hz。特殊輪通常按時間分級。一個好的 UFLS 方案應(yīng)能滿足下列要求:1）在各種運行條件和過負荷條件下均能有效防止系統(tǒng)頻率下降到危險點以下；2）在較短時間內(nèi)使頻率恢復(fù)到正常值，不出現(xiàn)超調(diào)或

13、懸停；3）切除的總負荷盡可能小；4）整個 UFLS 方案的投資費用盡可能低。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)和負荷的快速增長適時重新進行整定。為了積累經(jīng)驗，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。整定時需要按照以下原則:（1)總體要求是使系統(tǒng)能在各種運行方式和可能發(fā)生的最大功率缺額的情況下通過切除一定量的負荷有效地防止系統(tǒng)頻率下降至危險點，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)頻率長期懸浮于某一過高/過低值，不致釀成大型發(fā)電機組解列的惡性循環(huán)事故，嚴(yán)防保留后的系統(tǒng)發(fā)生頻率崩潰。同時，盡量使所切除的負荷數(shù)量應(yīng)盡可能最少。 (2)合理選擇頻率

14、級差、輪數(shù)和延時，保證低頻減載裝置動作的選擇性從盡量減少過切和抑制頻率恢復(fù)時的頻率超調(diào)著眼，低頻減載裝置的各輪間頻率起動值(級差)以略大為好，同時增加輪數(shù)，減少每輪所切負荷數(shù)量，特別是對前幾輪，最好采用動作值穩(wěn)定，返回值高，動作與返回快速的數(shù)字式頻率繼電器作起動元件，并盡可能動作于切除高壓斷路器。如果給定的時延過長，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，頻率繼電器動作快，斷路器動作快，延時適當(dāng)縮短也未為不可?？傊?，要與頻率級差的選定相互協(xié)調(diào)才行。因此，輪數(shù)、輪間頻率級差，每輪所切負荷等應(yīng)按適應(yīng)各種運行結(jié)構(gòu)（大系統(tǒng)解列后的部分系統(tǒng)或孤立網(wǎng)

15、)和各種運行方式（包括低谷負荷期情況，此時系統(tǒng)慣性小，失去一臺大機組或主要的電源聯(lián)絡(luò)線時，占剩余系統(tǒng)容量的份額大)進行優(yōu)選組合。實際一般選 37 輪。如用數(shù)字式頻率繼電器，頻率級差可取為 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，以減少過切。(3)基本輪中首、末級動作頻率的選擇當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重有功功率缺額時。為了使系統(tǒng)頻率不致降低到過低的數(shù)值，低頻減載裝置的最高一輪整定頻率不宜過低。但是由于機組可以長時間運行于 49. 5Hz以上，第一輪低頻起動值應(yīng)當(dāng)?shù)陀?49. 5Hz。同時希望，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

16、復(fù)到 49. 5Hz 及以上時，則頻率下降的全過程中，不應(yīng)使低頻減載裝置動作。低頻減載裝置的首輪動作頻率值的確定必須考慮兩個因素:既要考慮有利于抑制嚴(yán)重功率缺額下頻率的下降深度（從這個角度看首輪動作頻率越高越好)，又要有利于充分利用系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用容量（從這個角度分析首輪動作頻率越低越好)，所以，首輪動作頻率的整定值的確定需要協(xié)調(diào)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組的低頻保護值，同時還要考慮留有 0. 30. 5Hz 左右的余度。以火電機組為主的電力系統(tǒng)末級動作頻率一般為 47. 5Hz，以水電為主的系統(tǒng)末級動作頻率一般為 46

17、. 5Hz 。 (4)在選擇所切負荷時應(yīng)該考慮a 所切負荷順序的確定調(diào)度部門應(yīng)該按系統(tǒng)切除負荷的重要性排隊，先切除相對容易恢復(fù)到正常運行狀況的次要的負荷，后切除那些難以重新啟動的或者相對重要的負荷。不能切除那些對維持系統(tǒng)安全所必須的或停電后會引起人身傷亡、設(shè)備破壞等事故的負荷。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)的蓄能機組，但計算切除負荷總?cè)萘繒r應(yīng)不計入蓄能機組，因為它不一定處于抽水狀態(tài)。為了避免有時在實施低頻減載的實際系統(tǒng)中，不容易按負荷重要性分開供電而導(dǎo)致個別極重要的小容量負荷被切，應(yīng)該對這樣的負荷設(shè)置自己的緊急備用電源。如果減載量正確，而減載的地點分配不當(dāng)時，可能造成大幅度

18、的長時間的振蕩，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別輪次，使整體低頻切負荷裝置動作行為不合理。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載的可能性，也能減少因單個低頻繼電器的誤動或拒動所造成的影響.所切負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行的發(fā)電機附近。(5)最大有功功率缺額及每輪減載量的確定估計可能最大的有功功率缺額值，往往需要結(jié)合具體系統(tǒng)條件進行分析，也和繼電保護與自動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_大機組或一個大電廠或一條輸電通

19、道方向的全部輸電線路斷開可以認為是引起系統(tǒng)頻率嚴(yán)重下降所必須考慮的一些基本情況.對于實行分層分區(qū)控制的電網(wǎng)，由于各分區(qū)的運行方式不同，安排減載容量須以分區(qū)為基礎(chǔ)分別進行計算。中、小型電力系統(tǒng)中低頻減載裝置上的總負荷大約應(yīng)該為全系統(tǒng)總負荷的 40%一 50%。具體安排每一輪所切負荷量時，一般認為略大于設(shè)計方案規(guī)定的較好，實際運行情況說明，頻率下降時實際切負荷量往往小于規(guī)定要求所切除的容量，原因可能由于實際運行的某些欲切的負荷容量較預(yù)計值小，也可能由于某個頻率繼電器拒絕動作等等。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

20、電線路的保護裝置中?，F(xiàn)在的微機保護裝置幾乎都是面向?qū)ο笤O(shè)置的，每回線路配一套保護裝置，在線路保護裝置中，增加一個測頻環(huán)節(jié)，就可以實現(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載的可能性，而且能減小因當(dāng)頻率繼電器的誤動或拒動所造成的影響。采用專用的低頻減載裝置，將全部饋電線路分為基本輪和特殊輪，然后根據(jù)系統(tǒng)頻率下降的情況去切除負荷。(1)低頻減載裝置應(yīng)滿足的要求切負荷的動作要快，要在系統(tǒng)運行的危險情況出現(xiàn)前抑制頻率的下降。應(yīng)有防止低頻減載裝置誤動的措施低頻減載裝置應(yīng)具有時限閉鎖、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)整閉鎖級頻率定值。雙頻率繼

21、電器串聯(lián)閉鎖方式:該方式主要用于防止一個頻率繼電器發(fā)生損壞時可能出現(xiàn)的誤動，不能用于防止失電后電壓反饋以及系統(tǒng)振蕩過程中的誤動。自動按頻率減負荷裝置所切除的負荷不應(yīng)被自動重合閘再次投入，只有在系統(tǒng)頻率恢復(fù)以后，通過發(fā)送重合閘信號，使被切負荷恢復(fù)運行。用戶連接減載后自動重合閘裝置的順序與低頻減載裝置的順序相反，即應(yīng)將連接于低頻減載裝置的最后輪連接于減載后自動重合閘裝置的起始輪。應(yīng)與低壓減載和連鎖切負荷相配合當(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，電壓可能嚴(yán)重下降不能恢復(fù)，低頻減載裝置可能拒動，在此情況下還應(yīng)該補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(

22、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，應(yīng)首先聯(lián)鎖切除相應(yīng)的集中負荷，然后依靠低頻減載裝置切除部分負荷，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算3.1 低頻減載的工作原理系 圖 3.1 統(tǒng)頻率的變化過程輪” ：計算點f1、f2,fn 點 1：系統(tǒng)發(fā)生了大量的有功功率缺額 點 2：頻率下降到f1，第一輪繼電器起動，經(jīng)一定時間 t1 點 3：斷開一部分用戶，這就是第一次對功率缺額進行的計算。點 3-4：如果功率缺額比較大，第一次計算不能求到系統(tǒng)有功功率缺額的數(shù)值，那么頻率還會繼續(xù)下降，很顯然由于切除了一部分負荷，功率缺額已經(jīng)減小，所有頻率將按 3-4 的

23、曲線而不是 3-3曲線繼續(xù)下降。點 4：當(dāng)頻率下降到f2時，ZPJH 的第二輪頻率繼電器啟動，經(jīng)一定時間t2后 點 5：又斷開了接于第二輪頻率繼電器上的用戶。點 5-6：系統(tǒng)有功功率缺額得到補償。頻率開始沿 56 曲線回升，最后穩(wěn)定在f(2) 。 逐次逼近：進行一次次的計算，直到找到系統(tǒng)功率缺額的數(shù)值（同時也斷開了相應(yīng)的用戶） 。即系統(tǒng)頻率重新穩(wěn)定下來或出現(xiàn)回升時，這個過程才會結(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，也能斷開相應(yīng)的用戶，避免系統(tǒng)的瓦解，使頻率趨于穩(wěn)定。2）對系統(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)中斷開最大容量的機組來考慮；有的

24、要按斷開發(fā)電廠高壓母線來考慮等。 3）系統(tǒng)功率最大缺額確定以后，就可以考慮接于減負荷裝置上的負荷的總數(shù)。要求恢復(fù)頻率fhf可以低于額定頻率。 4）考慮到負荷調(diào)節(jié)效應(yīng)，接于減負荷裝置上的負荷總功率PJH可以比最大功率缺額Pqe小些。 根據(jù)負荷調(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)頻率偏差的相對值， 減負荷前系統(tǒng)用戶的總功率。 3.3 各輪動作功率的選擇及計算3.3.1 各輪動作功率的選擇1）第一級動作頻率*()/%()/%fhffhNfhNfhffhfLNNPPPPPKfffff*qeJHehfLLhfxJHePPffKKfPPf*1qeLxhfJHLhfP

25、K P fPKf*hffxP*NhfhfNffff一般的一級啟動頻率整定在 49Hz2）最后一輪的動作頻率自動減負荷裝置最后一輪的動作頻率最好不低于 463）前后兩級動作的頻率間隔dztsf前后兩級動作的時間間隔是受頻率測量元件的動作誤差和開關(guān)固有跳閘時間限制的3.3.2 各輪動作功率的計算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maxhfifminhfif2) （）是正比于 ZPJH 第i次的計算誤差的 maxhfifminhfif3) 當(dāng) ZPJH 動作后，可能出現(xiàn)的最大誤差為最小時，ZPJH 就具有最高的選擇性。 4) 事實上等于特殊輪的動作頻率。minhffdztsf

26、（2-4）（2-5）MWfKPfKPPffffLLeLqeJHeye15003. 021100003. 02218103. 0505 .4850*3.3.3 特殊輪的功用與斷開功率的選擇1） 第i輪動作后，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 輪減負荷裝置動作 2） 特殊輪的動作頻率fdzts=fhfmin3） 它是在系統(tǒng)頻率已比較穩(wěn)定時動作的，因此其動作時限可以取系統(tǒng)頻率時間常數(shù)Tf的 23 倍，一般為 1525s 4） 特殊輪斷開功率可按以下兩個極限條件來選擇： （1）當(dāng)最后第二輪即 n1 輪動作后，系統(tǒng)頻率不回升反而降到最后一輪，即第 n 輪動作頻率fdzn附

27、近，但又不足使第 n 輪動作時，則在特殊輪動作斷開其所接用戶功率后，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i輪動作后穩(wěn)定在稍低于特殊輪的動作頻率f，特dztsf殊輪動作斷開其用戶后，系統(tǒng)頻率不應(yīng)高于，因此0hfh（2-7）1*min1*min()%(100%)()nLhfdzntskkeLNhfKffPPfKff1*01*0()%(100%)()nLhfdztstskkNLNhfKffPPfKff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

28、之間的關(guān)系。電力系統(tǒng)動態(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)過渡到另一個穩(wěn)定值所經(jīng)歷的時間過程。電力系統(tǒng)的靜態(tài)頻率特性取決于發(fā)電機的靜態(tài)頻率特性和負荷的靜態(tài)頻率特性。 發(fā)電機的靜態(tài)頻率特性是指隨著頻率的升和降，發(fā)電機組發(fā)出功率減少和增加的多少，也稱之為發(fā)電機單位調(diào)節(jié)功率，與發(fā)電機組的調(diào)差系數(shù)有著固%定的關(guān)系。表達式為: （4-1）1100%GGGNNfP PKf 式中: 為額定頻率;Nf 為額定頻率時的機組出力;GNP 為頻率偏移量;f 凡為時的機組出力變化量;GPf表示發(fā)電機組的調(diào)差系數(shù)。%100%NGGNffP P 電力系統(tǒng)的負荷靜態(tài)頻率特性是指隨著頻率的上升和

29、下降，負荷消耗功率的增加或者減少的多少。表達式為: （4-2）LLNLNfP PKf式中: 為時的負荷功率變化量;LPf為系統(tǒng)頻率為時，整個系統(tǒng)的有功負荷。負荷頻率調(diào)節(jié)系數(shù)LNPNf與系統(tǒng)參數(shù)、運行方式、負荷分布以及負荷組成有密切的關(guān)系，一般根LK據(jù)經(jīng)驗給出。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)生功率缺額時與所發(fā)生P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f值，是系統(tǒng)發(fā)電機組和系統(tǒng)負荷共同作用的結(jié)果，其表達式為: (4-3)SGLKKK或者 (4-4)00NSNPPKff式中為發(fā)生功率缺額前的總負荷;0NPP為發(fā)生功率缺額前的系統(tǒng)頻率。0NfP4.2 電力系

30、統(tǒng)動態(tài)頻率特性電力系統(tǒng)動態(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)過渡到另一個穩(wěn)定值所經(jīng)歷的時間過程。下面用分段法分析頻率的動態(tài)變化過程。 系統(tǒng)出現(xiàn)電源斷開至低頻減載裝置第一輪動作切除負荷為止，稱為第一段時間，之后將上一輪切負荷結(jié)束至下一輪切負荷結(jié)束的時間，分別稱為第二段時間、第三段時間、。每段時間開始時刻記為，中止時間記為。下面分析某t0t1段開始時刻的頻率變化率。發(fā)電機轉(zhuǎn)子運動方程的頻率變化值為 (4-5)fMDTdtdfTaf501 (4-6)*PPTLma (4-7)*)1(PKPDLLmT (4-8)ffPPNKLLNL*其中為每次事故(系統(tǒng)出現(xiàn)

31、電源斷開或低頻減載裝置動作切除負荷這兩種PLN*情況皆稱為事故)后剩余系統(tǒng)的負荷在頻率為時的有功功率標(biāo)么值(基準(zhǔn)值為fN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。fb00f因此該段開始時刻的頻率變化率為: (4-9) ffPPMdtdfNKLbLNbmSfb*01501 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Pbm)*( PbLN*率下的負荷有功功率。當(dāng)切除的負荷為單一負荷時將 , , ,分別帶入式(4-9)中，KL *0KL *1KL *2KL *3并令，其中下標(biāo) r=0，1，2，3。代表 , , ,Vdtdfrrfb0VrKL *0KL *1KL *2 所對應(yīng)的在該段初始頻率點的頻率變化率。不難證得。KL *3f0VVVV3210在任意一段的頻率響應(yīng)曲線，因頻率變化不大，時間也很短，可以根據(jù)歐拉法，將第 b 段曲線用折線來代替，直線的斜率為該段開始的頻率變化率。當(dāng)時，該段的頻率響應(yīng)曲線如圖 4-1。由圖 4-1 可見，在頻率下降階段，頻0Vr率變化率越大，抑制頻率下降的效果越好。圖4-1 負荷的頻率響應(yīng)曲線當(dāng)0 時，該段的頻率響應(yīng)曲線如圖 4-2。由圖 4-2 可見，在頻率恢復(fù)階0Vr段，頻率變化率越大，能使頻率恢復(fù)的越快。圖 4-2 負荷的頻率變化曲線當(dāng)切除的負荷