石化企业电网低频减负荷整定方案分析..doc

2010~2011科协论文 石化企业电网低频减负荷整定方案分析 郝晓添 摘要：低频减载是抑制频率下降的有效方法，一般是根据逐次逼近原理来整定，但石化企业内部电力系统低频减负荷整定方案有其特有的特点，本文对石化企业电力系统低频减载的具体方案进行了整定分析，提出了供企业参考的整定思路。 关键字：低频减载 频率特性系数 负荷缺额 过切 1 概述 低频减载作为电力系统的第三道防线，是一种抑制频率下降的有效方法，将能有效地阻止系统频率的继续下降，从而避免系统出现频率崩溃、电压崩溃等事故。传统的低频减载方案主要是采用逐次逼近的计算方法，按照各轮的动作频率切除预先设定的负荷。 石化企业作为电力网络的一个终端用户，有其特殊性，既有很大负荷量，又自有发电能力；既作为用户参与电力系统低频减载的保护轮次，又有自己的低频减载要求，因此石化企业的低频减载方案是有其特点的。 由于配合关系，广州石化与外电网相连的线路低频保护决定了其第一轮的启动频率及时间。广州石化电力系统低频减负荷方案为：第一轮（起动频率47.7Hz 延时：0.5S），第二轮（起动频率47.5Hz 延时：0.5S），第三轮（起动频率47Hz 延时：0.5S），并确定了每一轮切除的负荷量，如以总负荷为160MW为基准，则第一轮切负荷18.7%，第二轮切负荷23.2%，第三轮切负荷26.0%，现对此整定方案进行详细分析，分为两步，第一步分析动作频率与时间，第二步分析切除的负荷量。 2 方案分析 2.1 动作频率与时间分析 2.1.1 第一轮动作分析 根据《DL428-91电力系统自动低频减负荷技术规定》，在低频时可求得频率的绝对变化如下： (Hz) 其中：Δf------系统频率的变化 f------计算阶段开始时的系统频率 ------总阻尼因素 ------以保留运行发电机力矩为基准的加速力矩标么值，且 ------保留运行的发电机输出有功功率标么值，认为恒定。 ------在系统频率为f时的负荷有功功率标么值； ------发电机组的转子角速度，取标么值； M------保留运行的发电机组惯性常数（s），参考技术规定取为10； ------负荷的频率调节系数，参考技术规定推荐取为1.5； 根据相关文献的统计，负荷的频率调节系数一般为1~3，由于频率调节系数大的负荷从系统吸收的有功功率减少得更快，因此考虑比较严重的情况，即认为广州石化刚性负荷较多，频率调节系数偏小，取1.5（或2）。 由发电机转子运动方程得频率变化率值为： 根据广州石化低频减负荷方案，低频减负荷第一轮启动频率为47.7Hz，对应缺额有功功率应为7%，具体推导如下（均采用标么值计算）： 当有功缺额为7%时，则=1.07，=-0.07， 从此式可以看出，当t越来越大时，Δf越来越趋向于-2.28013（e指数函数特点决定了此时Δf已稳定），即此时f=50+Δf=47.72Hz，系统悬浮在47.7Hz，，因此47.7Hz对应缺额有功功率应为7%。 当有功功率缺额略大于7%时，47.7Hz的第一轮动作，根据技术规定推荐，以最大过切不超过4%，则此时第一轮应切11%负荷，切了11%负荷后，系统此时能忍受缺额为11%+7%=18%，频率此时能悬浮在47.7Hz,即对于系统来说，如果我厂设置了第一轮动作频率为47.7Hz，切除负荷为11%的话，则系统在缺额小于18%大于7%时，通过第一轮低频减负荷保护动作，仍能稳定维持在47.7Hz附近。 当=-18%时，在系统频率下降到47.7Hz后，第一轮低频减负荷保护动作，经0.5S起动断路器，考虑断路器的动作时间0.1S，因此总共需经过0.6S才能动作切除负荷，使得系统频率恢复。以下讨论均按断路器动作时间0.1S考虑。 在系统频率下降到47.7Hz后的0.6S间，可认为系统频率变化率为恒定值，从而可求得第一轮装置切负荷时的系统频率最低值min。 min=47.7+×0.6 =47.7+0.1×{50×（-0.18）+[1+（1.5-1）×1.18] ×(50-47.7)} ×0.6 =47.7+0.1×{-9+1.59 ×2.3} ×0.6 =47.38 此时第一轮切负荷前，系统频率已低于第二轮动作值，第二轮保护已起动。第一轮切负荷后，可求得频率变化率如下： 可见，由于动作时间较长，在18%缺额的情况下，在0.6S后，尽管已切开第一轮负荷，且频率变化率已为正数，频率已往上走，但由于频率已低于47.5Hz，往上走到47.5Hz时，需时（47.5-47.38）÷0.065=1.8S，第二轮已经动作了，因此在如此定值下，系统第一轮无法满足18%的缺额。 经上述同样计算，在14%缺额之下，第一轮动作后系统频率最低只去到47.5H