第6章__自动按频率减负荷装置.ppt

电力系统自动低频减载及其他安全自动控制装置 安全装置的意义 电力系统安全装置的种类 第二节 自动低频减载 一、低频运行的后果 自动低频减载 自动低频减载的工作原理 电力系统 自动装置原理 第一节 概 述 装置的主要任务—当系统发生某些故障时，按照预定的控制准则迅速作出反应，采取必要措施避免事故扩大。 B系统 A电厂 1 2 事故情况 当电厂A发生故障 一回线发生三相短路 迅速切除系统B的部分负荷 迅速减少输送功率 措施 调度人员 系统规模扩大 事故严重性扩大 a、故障则系统减少PA。若备用不足必须切负荷。 b、若故障切除，则还有暂稳极限问题。 水轮机低 频自启 自动切机 电气制动 自动解 列装置 自动低 频减载 安全装置 自动化安全性保证 对汽机的影响 频率崩溃 电压崩溃 汽轮机长时期低于频率49～49.5Hz以下运行时，叶片容易产生裂纹，当频率低到45Hz附近时，个别级的叶片可能发生共振而引起断裂事故。 当频率下降到47～48Hz时，火电厂的厂用机械的出力将显著降低，使锅炉出力减少，导致发电厂输出功率进一步减少，致使功率缺额更为严重。从而造成所谓“频率崩溃”现象 。 当频率降低时，励磁机、发电机等的转速相应降低，加剧了系统无功不足情况，使系统电压水平下降，系统电压水平受到严重影响，当某些中枢点电压低于某一临界值时，将出现所谓“电压崩溃”现象， 自动低频减载 自动低频减载装置的任务—当系统发生较大事故时，系统出现严重的功率缺额，其频率下降，采用迅速切除不重要负荷的办法来制止频率下降，以保障系统安全，防止事故扩大。 频率降低较大时对系统运行的影响 对汽轮机的影响 发生频率崩溃现象 发生电压崩溃现象 二、 电力系统频率静态特性 三、 电力系统频率动态特性 当系统中出现功率缺额或功率过剩时，系统频率的动态特性可用指数曲线来描述。 由于?f*? 的值与功率缺额?Ph*成比例，当?Ph*不同时，系统频率特性如图中曲线a, b所示。两曲线表明，在事故初期，频率的下降速率与功率缺额的标么值成比例， ?Ph*值越大，频率下降的速率也越大。它们的频率稳定值分别为fa?和fb? 。 设系统功率缺额为?Ph ，当频率下降至f1时切除负荷功率?PL，如果?PL等于?Ph，则发电机发出的功率刚好与切除后的系统负荷相平衡。系致频率按指数曲线恢复到额定频率fe运行（曲线c) 。 事故情况下，如果在f1时切除负荷功率?PL1小于功率缺额?Ph，则系统的稳态频率就低于额定值。设切除负荷?PL1后，正好使系统频率维持在f1运行，那么它的频率特性如图中直线d所示 设系统的频率下降至f1时切除负荷功率?PL2，且?PL2 小于上述情况的?PL1 ，这时系统频率将继续下降，如果这时系统的功率缺额所对应的频率稳定值为fb? ，系统频率的变化过程如图中曲线e 所示。比较b、e两曲线说明，如能及早切除负荷功率， 可延缓系统频率下降过程。 四、 自动低频减载的工作原理 1 最大功率缺额及接入自动低频减载装置的功率值的确定 断开功率?PLmax： 功率缺额?Phmax：应根据最不利的运行方式下发生事故时，实际可能发生的最大功率缺额来考虑，例如按系统中断开最大机组或某一电厂来考虑。 2 自动低频减载装置的动作顺序 分批断开负荷功率采用逐步修正的办法，按频率的不同数值按顺序地切除负荷。 第一级起动频率f1的选择 第一级的起动频率值宜选择得高些； 考虑电力系统动用旋转备用容量所需的时间延迟 。48.5 ? 49 Hz 频率崩溃 电压崩溃 末级起动频率fn的选择 46 ? 46.5 Hz 4 频率级差数N 的选择 3 频率级差?f 的选择 按选择性确定级差 级差不强调选择性 5 每级切除负荷?PLi 的限值 6 自动低频减载装置的动作时延及防止误动作措施 频率测量元件的最大误差频率 对应于?t时间内的频率变化，一般可取0.15Hz 频率裕度，一般可取0.05Hz 由于电力系统运行方式和负荷水平是不固定的，针对电力系统发生事故时功率缺额有很大分散性的特点，低频减载装置遵循逐步试探求解的原则分级切除少量负荷，以求达到较佳的控制效果。这就要求减小级差?f，增加总的频率动作级数N，同时相应地减少每级的切除功率，这样即使两轮无选择性起动，系统恢复频率也不会过高。 在电力系统中，自动低频减载装置总是分设在各个地区变电所中，在系统频率下降的动态过程中，各母线电压的频率并不一致，所以分散在各地的同一级低频减载装置，事实上也有可能不同时起动。但是如果增加级数N，减 小各级的切除负荷功率，则两级间的选择性问题并不突出，所以近来的趋势是采用增加级数N的方法。 f2 EX2 ?t2 f1 EX1 ?t1