1、電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理 水電學(xué)院電力系 王德意6.2 其他安全自動(dòng)控制裝置6.2.1 自動(dòng)解列裝置6.2.2 水輪機(jī)組低頻自啟動(dòng)裝置6.2.3 自動(dòng)切機(jī)與電氣制動(dòng)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定裝置電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定措施維持系統(tǒng)穩(wěn)定制止失步運(yùn)行防止過(guò)負(fù)荷防止頻率過(guò)低防止頻率過(guò)高防止電壓過(guò)低防止電壓過(guò)高恢復(fù)操作電氣制動(dòng)串聯(lián)強(qiáng)補(bǔ)快控汽門切發(fā)電機(jī)切負(fù)荷解列系統(tǒng)強(qiáng)勵(lì)PSS投切電抗器水輪發(fā)電機(jī)低頻自啟動(dòng)6.2.1 自動(dòng)解列裝置系統(tǒng)互聯(lián)更安全、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)解列系統(tǒng)大幅振蕩時(shí)，避免事故擴(kuò)大廠用電解列 避免電網(wǎng)頻率下降引起廠用機(jī)械的處理不足，避免系統(tǒng)向頻率崩潰發(fā)展。系統(tǒng)解列 控制事故范圍6.2.1 自動(dòng)解列裝置廠用電解列廠用電解列

2、正常時(shí)：廠用正常時(shí)：廠用電母線與電網(wǎng)電母線與電網(wǎng)相連相連 系統(tǒng)低頻時(shí)：系統(tǒng)低頻時(shí)：廠用電母線與廠用電母線與系統(tǒng)解列，廠系統(tǒng)解列，廠用電由用電由1，2號(hào)號(hào)發(fā)電機(jī)供給。發(fā)電機(jī)供給。GG12G3G4廠用電6.2.1 自動(dòng)解列裝置系統(tǒng)低頻解列系統(tǒng)低頻解列與系統(tǒng)低頻減載是一對(duì)矛盾與系統(tǒng)低頻減載是一對(duì)矛盾有些互聯(lián)電網(wǎng)為了避免故障時(shí)互相影響，在頻率降低并有些互聯(lián)電網(wǎng)為了避免故障時(shí)互相影響，在頻率降低并不嚴(yán)重時(shí)不嚴(yán)重時(shí)(例如例如48.5Hz)即進(jìn)行解列。這種作法是不可取的。即進(jìn)行解列。這種作法是不可取的。因?yàn)檎切枰鹿手г畷r(shí)，卻取消了這種支援作用。因?yàn)檎切枰鹿手г畷r(shí)，卻取消了這種支援作用。國(guó)外互聯(lián)電網(wǎng)使

3、用低頻解列較多，這和他們的體制有關(guān)，國(guó)外互聯(lián)電網(wǎng)使用低頻解列較多，這和他們的體制有關(guān)，因?yàn)榛ヂ?lián)的各方一般屬于不同的業(yè)主，互相支援是受限因?yàn)榛ヂ?lián)的各方一般屬于不同的業(yè)主，互相支援是受限制的。制的。但是近年的趨勢(shì)，這種互聯(lián)系統(tǒng)也是將解列的頻率向下但是近年的趨勢(shì)，這種互聯(lián)系統(tǒng)也是將解列的頻率向下調(diào)，例如由調(diào)，例如由49Hz改到改到48Hz，以便進(jìn)行更多的相互支援。以便進(jìn)行更多的相互支援。至于頻率嚴(yán)重下降至于頻率嚴(yán)重下降(例如降到例如降到47Hz以下以下)將發(fā)電機(jī)或部分系將發(fā)電機(jī)或部分系統(tǒng)解列以保證最重要負(fù)荷的供電。統(tǒng)解列以保證最重要負(fù)荷的供電。 6.2.1 自動(dòng)解列裝置系統(tǒng)低頻解列系統(tǒng)低頻解列 AB

4、系統(tǒng)互聯(lián)：抗擾動(dòng)能力強(qiáng)系統(tǒng)互聯(lián)：抗擾動(dòng)能力強(qiáng) 當(dāng)當(dāng)B系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重功率缺額系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重功率缺額時(shí)，時(shí)，A系統(tǒng)向系統(tǒng)向B系統(tǒng)提供旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)提供旋轉(zhuǎn)備用容量備用容量 聯(lián)絡(luò)線輸送功率限值限制了聯(lián)絡(luò)線輸送功率限值限制了A系統(tǒng)的支援作用系統(tǒng)的支援作用 B系統(tǒng)頻率下降嚴(yán)重，則必系統(tǒng)頻率下降嚴(yán)重，則必須將兩系統(tǒng)解列，避免擴(kuò)大須將兩系統(tǒng)解列，避免擴(kuò)大事故范圍。事故范圍。6.2.1 自動(dòng)解列裝置系統(tǒng)失步解列系統(tǒng)失步解列發(fā)電機(jī)的振蕩和失步發(fā)電機(jī)的振蕩和失步：同步發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，定子磁極和轉(zhuǎn)子磁極之間可看成有彈性的磁力線聯(lián)系。當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，功角將增大，這相當(dāng)于把磁力線拉長(zhǎng)；當(dāng)負(fù)載減小時(shí)，功角將減小，這相當(dāng)于磁力線縮短

5、。當(dāng)負(fù)載突然變化時(shí)，由于轉(zhuǎn)子有慣性，轉(zhuǎn)子功角不能立即穩(wěn)定在新的數(shù)值，而是在新的穩(wěn)定值左右要經(jīng)過(guò)若干次擺動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為同步發(fā)電機(jī)的振蕩。振蕩的類型：振蕩的幅度越來(lái)越小，功角的擺動(dòng)逐漸衰減，最后穩(wěn)定在某一新的功角下，仍以同步轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行，稱為同步振蕩另一種是振蕩的幅度越來(lái)越大，功角不斷增大，直至脫出穩(wěn)定范圍，使發(fā)電機(jī)失步，發(fā)電機(jī)進(jìn)入異步運(yùn)行，稱為非同步振蕩。6.2.1 自動(dòng)解列裝置系統(tǒng)失步解列功角的計(jì)算方法系統(tǒng)失步解列功角的計(jì)算方法 設(shè)機(jī)組的等值阻抗為設(shè)機(jī)組的等值阻抗為Zg,電流為電流為Ig,線路阻抗為線路阻抗為Zl,線路線路電流為電流為Il,系統(tǒng)的等值阻抗為系統(tǒng)的等值阻抗為Zs,則可以求出本側(cè)

6、的等值則可以求出本側(cè)的等值電勢(shì)電勢(shì)E1與系統(tǒng)的等值電勢(shì)與系統(tǒng)的等值電勢(shì)E2、功角功角: E1=UA +IZg E2=UA Izl =arg(E1 /E2) 6.2.2 水輪機(jī)組低頻自啟動(dòng)裝置為提高電網(wǎng)頻率穩(wěn)定水平及電網(wǎng)解列后的快速恢復(fù)供電為提高電網(wǎng)頻率穩(wěn)定水平及電網(wǎng)解列后的快速恢復(fù)供電能力，水電廠應(yīng)配置低頻自啟動(dòng)裝置（功能）。能力，水電廠應(yīng)配置低頻自啟動(dòng)裝置（功能）。一般該功能融合在機(jī)組控制系統(tǒng)中。一般該功能融合在機(jī)組控制系統(tǒng)中。操作過(guò)程：當(dāng)系統(tǒng)頻率低于操作過(guò)程：當(dāng)系統(tǒng)頻率低于49.0赫茲時(shí)，低頻自啟動(dòng)裝置赫茲時(shí)，低頻自啟動(dòng)裝置和低頻調(diào)相改發(fā)電裝置按整定方案動(dòng)作，將調(diào)相機(jī)組改和低頻調(diào)相改發(fā)電裝置按整定方案動(dòng)作，將調(diào)相機(jī)組改發(fā)電，并啟動(dòng)備用機(jī)組，逐臺(tái)并網(wǎng)發(fā)電，按頻率增加出發(fā)電，并啟動(dòng)備用機(jī)組，逐臺(tái)并網(wǎng)發(fā)電，按頻率增加出力，直至系統(tǒng)頻率