[精选]第六章_自动按频率减负荷和其他安全自动装置8326.pptx

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1、中国电力出版社中国电力出版社教材配套电子教案教材配套电子教案电力系统自动装置电力系统自动装置张瑛张瑛 高阳高阳 编制编制第六章第六章 自动按频率减负荷和安全自动装置自动按频率减负荷和安全自动装置中国电力出版社中国电力出版社第一节第一节 自动按频率减负荷概述自动按频率减负荷概述一、低频运行的危害一、低频运行的危害二、限制频率下降的措施二、限制频率下降的措施(1)(1)动用系统中的动用系统中的旋转备用容量旋转备用容量(2)(2)应迅速启动备应迅速启动备用机组用机组(3)(3)按频率自动减按频率自动减去负荷去负荷中国电力出版社中国电力出版社负荷静态频率特性负荷静态频率特性系统总有功负荷与系统总有功负

2、荷与f f的关系的关系1负荷消耗与频率无关3负荷消耗与频率的高次方成正比2负荷消耗与频率的平方成正比中国电力出版社中国电力出版社负荷调节效应负荷调节效应 频率上升或下降频率上升或下降,系统总有功负荷消耗系统总有功负荷消耗的有功功率增加或减少的有功功率增加或减少,称为负荷的调节效称为负荷的调节效应应KLK KL L随负荷类型随负荷类型,季节变化一般在季节变化一般在1-31-3范围内范围内.中国电力出版社中国电力出版社第二节第二节 自动按频率减负荷工作原理自动按频率减负荷工作原理一、不切除负荷的情况下系统频率的稳定值一、不切除负荷的情况下系统频率的稳定值 假假设设电电力力系系统统内内发发生生有有功

3、功功功率率缺缺额额P PV V为为系系统统额额定定总总负负PL.n的的2020时时，系系统统频频率率要要降降低低，如如果果仅仅由由负负荷荷调调节节效效应应来来补补偿偿有有功缺额，由教材（功缺额，由教材（5-45-4）式可得）式可得中国电力出版社中国电力出版社不切除负荷的情况下系统频率的稳定值不切除负荷的情况下系统频率的稳定值系统频率下降值为系统频率下降值为：设设K KL*L*=2,=2,那么：那么：系统的频率会下降到系统的频率会下降到：中国电力出版社中国电力出版社三、系统频率的动态特性三、系统频率的动态特性 电电力力系系统统由由于于有有功功功功率率平平衡衡遭遭到到破破坏坏引引起起系系统统频频率

4、率发发生生变变化化，频频率率从从正正常常状状态态过过渡渡到到另另一一个个稳稳定定值值所所经经历历的的时时间间过过程程，称称为为电电力力系系统统的的动动态态频频率率特特性。性。中国电力出版社中国电力出版社中国电力出版社中国电力出版社二、最大功率缺额的确定二、最大功率缺额的确定 一一般般应应根根据据最最不不利利的的运运行行方方式式下下发发生生事事故故时时，实实际际可可能能发发生生的最大功率缺额来考虑。的最大功率缺额来考虑。设正常运行时系统负荷为设正常运行时系统负荷为P PLnLn，额定频率，额定频率f fn n与恢复频率与恢复频率f fr r之差为之差为f f。中国电力出版社中国电力出版社最大功率

5、缺额的确定最大功率缺额的确定中国电力出版社中国电力出版社求接入自动按频率减负荷装置的功率总数求接入自动按频率减负荷装置的功率总数PPsmaxsmax例例6-1 6-1 某某系系统统的的负负荷荷总总功功率率为为PLnPLn5000 5000 MWMW，设设想想系系统统最最大大的的功功率率缺缺额额PVmaxPVmax为为1000 1000 MWMW（负负荷荷总总功功率率的的2020），设设负负荷荷调调节节效效应应系系数数为为及及K KL*L*2 2，自自动动按按频频率率减减负负荷荷装装置置动动作作后后，希希望望系系统统恢恢复复频频率率为为f fr r48Hz48Hz，求求接接入入自自动动按按频频率

6、率减减负负荷荷装装置置的的功功率率总总数数P Psmaxsmax。中国电力出版社中国电力出版社解解 希望恢复频率偏差的标么值为：希望恢复频率偏差的标么值为：接入自动按频率减负荷装置功率总数为接入自动按频率减负荷装置功率总数为652.2 MW652.2 MW中国电力出版社中国电力出版社三、自动按频率减负荷的分级实现三、自动按频率减负荷的分级实现中国电力出版社中国电力出版社第三节第三节 有关自动按频率减负荷装置的几个问题有关自动按频率减负荷装置的几个问题1 1第一级启动频率第一级启动频率f f1 1的选择的选择一、动作级数与动作频率的确定 一一般般第第一一级级的的启启动动频频率率整整定定在在48.

7、548.549Hz49Hz。在在以以水水电电厂厂为为主主的的电电力力系系统统中中，由由于于水水轮轮机机调调速速系系统统动动作作较较慢慢，所所以以第第一一级级启动频率宜取低值，例如启动频率宜取低值，例如48Hz48Hz。中国电力出版社中国电力出版社2 2末级启动频率末级启动频率f fN N的选择的选择 电电力力系系统统允允许许的的最最低低频频率率受受“频频率率崩崩溃溃”或或“电电压压崩崩溃溃”的的限限制制，对对于于高高温温高高压压的的火火电电厂厂，在在频频率率低低于于464646.5Hz46.5Hz时时，厂厂用用电电已已不不能能正正常常工工作作。在在频频率率低低于于45Hz45Hz时时，就就有有

8、“电电压压崩崩溃溃”的的危危险险。因因此此，末末级级的的启启动动频频率以不低于率以不低于464646.5Hz46.5Hz为宜。为宜。中国电力出版社中国电力出版社3频率级数N和各级动作频率第第i i级动作频率为级动作频率为:中国电力出版社中国电力出版社4 4频率级差的确定频率级差的确定选择频率级差选择频率级差f f，有两种不同的原则，有两种不同的原则按选择性确定级差按选择性确定级差1 这这种种方方法法强强调调各各级级动动作作的的次次序序，要要在在前前一一级级动动作作以以后后还还不不能能制制止止频频率率下下降降的的情情况况下下，后后一一级级才才动动作作，否否则则就就是是误误动作。动作。中国电力出版

9、社中国电力出版社级差不强调选择性级差不强调选择性2中国电力出版社中国电力出版社二、每级最优切除负荷值的确定二、每级最优切除负荷值的确定 某一级自动按频率减负某一级自动按频率减负荷装置动作后，系统的频荷装置动作后，系统的频率能恢复到希望值的附近率能恢复到希望值的附近 中国电力出版社中国电力出版社中国电力出版社中国电力出版社三、自动按频率减负荷的后备级三、自动按频率减负荷的后备级如果出现的情况是：如果出现的情况是：第第i i级级动动作作后后，系系统统频频率率可可能能稳稳定定在在某某一一值值，例例如如图图6 64 4中中的的f fi i，它它既既低低于于我我们们希希望望的的频频率率恢恢复复极极限限值

10、值f fr r，但但又又不不足足以以使使下下一一自自动动按按频频率率减减负负荷荷装装置置启启动动，因因此此要要装装设设后备段，经延时，再切除部分负荷功率后备段，经延时，再切除部分负荷功率中国电力出版社中国电力出版社四、自动按频率减负荷装置误动作的原因四、自动按频率减负荷装置误动作的原因及应采取的措施及应采取的措施1 1、暂态过程引起的误动作、暂态过程引起的误动作1 1当系统发生事故，电压急剧下降期间有可能引起频率继电器误动作2 2为了使自动按频率减负荷装置的动作反应全系统的平均频率，而不是所接母线的频率瞬时值中国电力出版社中国电力出版社1 1 暂态过程引起的误动作暂态过程引起的误动作3为了防止

11、在系统发生振荡时装置的误动作 为为此此，要要求求装装置置有有一一定定的的动动作作时时限限。当当然然，时时限限过过长长不不利利于于各各级级间间的的选选择择性性，也也可可能能在在严严重重故故障障时时会会使使系系统统的的频频率率降降低低到到危危险险的的临临界界值值以以下下。所所以以往往往往采采用用一一个个不不大大的的时时限限(通通常常用用0.10.10.2s)0.2s)以以躲躲过过暂暂态态过过程程可可能能出出现的误动作。现的误动作。中国电力出版社中国电力出版社2 2、负荷反馈引起的误动作、负荷反馈引起的误动作 加电流闭锁加电流闭锁加滑差闭锁加滑差闭锁加电压闭锁加电压闭锁采取的措施采取的措施中国电力出

12、版社中国电力出版社 频频率率下下降降速速度度d df fd dt t3 3（HzHzs s）可可认认为为是是系系统统功功率率缺缺额额引引起起的的频频率率下下降降。而而d df fd dt t3 3（HzHzs s）可可认认为为是是负负荷荷反反馈馈引引起起的的频频率率下下降降。因因此此，采采用用d df fd dt t3 3（HzHzs s）作为滑差闭锁的条件。）作为滑差闭锁的条件。中国电力出版社中国电力出版社第四节第四节 自动按频率减负荷装置自动按频率减负荷装置 微机自动按频率减负荷装置的设置一般分为两种模式：微机自动按频率减负荷装置的设置一般分为两种模式：集中式：集中式：所谓集中式就是在变电

13、站低压母线上的电压互感器二次侧所谓集中式就是在变电站低压母线上的电压互感器二次侧装设微机低频减负荷装置，根据需要可以每段母线配置一个，也装设微机低频减负荷装置，根据需要可以每段母线配置一个，也可以整个变电站共同使用一个。可以整个变电站共同使用一个。分散式：分散式：就是低频减负荷的功能被集成在分散的保护测控单元中，就是低频减负荷的功能被集成在分散的保护测控单元中，由保护测控装置根据整定值的要求通过软件的设置直接出口跳闸。由保护测控装置根据整定值的要求通过软件的设置直接出口跳闸。这里只介绍数字式频率继电器和集中式的微机自动按频率减负荷这里只介绍数字式频率继电器和集中式的微机自动按频率减负荷装置。装

14、置。一、数字式频率继电器一、数字式频率继电器2829中国电力出版社中国电力出版社第五节第五节 电力系统的稳定控制电力系统的稳定控制(一一)自动切除发电机自动切除发电机中国电力出版社中国电力出版社二、电气制动二、电气制动三、自动解列装置三、自动解列装置(一一)厂用电系统厂用电系统“解列解列”的应用的应用32中国电力出版社中国电力出版社（二）（二）系统自动解列系统自动解列(1)(1)尽尽量量保保持持解解列列后后各各部部分分系系统统(子子系系统统)的的功功率率平平衡衡，以以防防止止频频率率、电电压压急急剧剧变变化化。因因此此解解列列点点应应选选在在有有功功功功率率、无无功功功功率率分分点点上上，或或交交换换功功率率最最小小处处。在运行中，根据潮流变化情况进行调整。在运行中，根据潮流变化情况进行调整。(2)(2)适当地考虑操作方便、易于恢复且具有较好的远适当地考虑操作方便、易于恢复且具有较好的远动、通信条件。动、通信条件。