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第四节电力系统低频减载

一、概述

1)事故情况下，系统可能产生严重的有功额,因而导致系统频率大幅度下降.

2)所功率已经大大超过系统热备用容量，只能在系统频率降到某值以下，采取切

除相应用户的方法来减少系统的有功额，使系统频率保持在事故允许的限额

之内.

3)这种方法称为按频率自动减负荷.中文简拼为“ZPJH〃，英文为UFLS(Under

FrequencyLoadShedding).

二、系统频率的事故限额

(1)系统频率降低使厂用机械的出力大为下降，有时可能形成恶性循环，直至

频率雪崩.

(2)系统频率降低使励磁机等的转速也相应降低，当励磁电流一定时，发送的

无功功率会随着频率的降低而减少，可能造成系统稳定的破坏.

发生在局部的或某个厂的有功电源方面的事故可能演变成整个电力系统的灾

难.

(3)电力系统频率变化对用户的不利影响主要表现在以下几个方面：

①频率变化将引起异步电动机转速的变化,有这些电动机驱动的纺织、

造纸等机械产品的质量将受到影响，甚至出现残、次品.

②系统频率降低将使电动机的转速和功率降低,导致传动机械的出力降

低.

③国防部门和工业使用的测量、限制等电子设备将由于频率的波动而影

响准确性和工作性能，频率过低时甚至无法工作.“电力工业技术管理

法规〃中规定的频率偏差范围为士0.2〜±0.5Hz.

(4)汽轮机对频率的限制,频率下降会危及汽轮机叶片的平安.由于一般汽轮

机叶片的设计都要求其自然频率充分躲开它的额定转速及其倍率值.系统频率下

降时有可能因机械共振造成过大的振动应力而使叶片损伤.容量在300MW以上的大

型汽轮发电机组对频率的变化尤为敏感.例如我国进口的某350W机组,频率为

48.5Hz时，要求发瞬时信号,频率为47.5Hz时要求30s跳闸，频率为47Hz时,要求

0s跳闸.进口的某6000机组，当频率降至47.5Hz时，要求9s跳闸.

(5)频率升高对大机组的影响.电力系统因故障被解列成几个局部时，有的区

域因有功严重缺额而造成频率下降，但有的区域却因有功过剩而造成频率升高,从

而危及大机组的平安运行.例如美国1978年的一个电网解列，其中1个区域频率

升高,六个电厂中的14台大机组跳闸.我国进匚某600W机组，当频率升至52Hz

时，要求小于O3s跳闸.

(6)频率对核能电厂的影响.核能电厂的反响堆冷却介质泵对供电频率有严

格要求，如果不能满足,这些泵将自动断开,使反响堆停止运行.

综上所述，运行规程要求电力系统的频率不能长时期的运行在49.5〜49Hz以

下；事故情况下不能较长时间的停留在47Hz以下,瞬时值那么不能低于45Hz.

所以在电力系统发生有功功率缺额的事故时，必须迅速断开相应的用户，使频率

维持在运行人员可以沉着处理的水平上,然后在逐步恢复到正常值.由此可见,

按频率自动减负荷装置“ZPJH〃是电力系统一种有力的反事故举措.

三、系统频率的动态特性

电力系统出现功率缺额时，系统的稳定频率/必然低于额定频率/,系统频率从7

变化到了的过程就反映出电力系统的动态频率特性.系统频率变化不是瞬

间完成的，而是按指数规律变化,其表示式

为

f=fs+e-Tf(3-46)

式中/由功率缺额引起的另一个稳定运

行频率图3-23系统的动态频率特性

T/系统频率变化的时间常数,它与系统等值机组惯性常数以及负荷调

节效应系数K有关,一般在4（〜10）间.大系统为较大，小系统%较小.

“轮〃：计算点八广…f・点1：系统发生了大量的有功功率缺额点2：频率下降

到力第一轮继电器起动,经一定时间A才1

点3：断开一局部用户，这就是第一次对功率缺额进行的计算.

点3-4：如果功率缺