第六章

電力系統(tǒng)自動低頻減載及其他安全自動控制裝置

電氣工程系我國保障電網(wǎng)安全運行的“三道防線”第一道防線：高速、準(zhǔn)確地切除故障元件的繼電保護和反應(yīng)被保護設(shè)備運行異常的保護以盡可能快的速度、在盡可能小的范圍內(nèi)切除故障，減少系統(tǒng)產(chǎn)生的不平衡能量我國保障電網(wǎng)安全運行的“三道防線”第二道防線：保障電網(wǎng)安全運行的安全自動裝置自動重合閘裝置過負荷控制：連鎖切機、切負荷，遠方切機、切負荷等。保持穩(wěn)態(tài)輸電能力與輸電需求的平衡。暫態(tài)穩(wěn)定控制：邏輯式連鎖切機、切負荷；利用局部量的穩(wěn)定性預(yù)測與緊急控制裝置；基于離線或在線計算的區(qū)域性穩(wěn)定控制系統(tǒng)；用于保持動態(tài)輸電能力和輸電需求的平衡。我國保障電網(wǎng)安全運行的“三道防線”第三道防線：失步解列與頻率、電壓控制失步解列：在互聯(lián)電網(wǎng)失去同步后，在預(yù)定的地點解列,以各子網(wǎng)能獨立滿足供電需求。頻率控制：通過低周減載、開啟備用機組等滿足頻率要求，通過高周切機保證頻率穩(wěn)定、機組安全。電壓和無功控制：通過低壓減載和增發(fā)無功維持電壓水平，防止電壓崩潰。爭取各自平衡，盡量減少對用戶的損失，維持各子網(wǎng)的安全，創(chuàng)造并網(wǎng)條件。第一節(jié)概述系統(tǒng)規(guī)模擴大事故嚴(yán)重性擴大（連鎖反應(yīng)）a、A電廠故障，則系統(tǒng)減少PA。B系統(tǒng)若備用不足必須切負荷。b、若故障切除一回線路，則還有暫穩(wěn)極限問題。減負荷減發(fā)電第二節(jié)自動低頻減載水輪機低頻自啟自動切機電氣制動自動解列裝置自動低頻減載安全裝置自動化安全性保證這種針對引發(fā)系統(tǒng)性事故的緊急操作任務(wù)必須依靠自動控制裝置完成，屬安全自動控制裝置范疇的內(nèi)容。第二節(jié)自動低頻減載對汽機的影響頻率崩潰電壓崩潰汽輪機長時期低于頻率49～49.5Hz以下運行時，葉片容易產(chǎn)生裂紋，當(dāng)頻率低到45Hz附近時，個別級的葉片可能發(fā)生共振而引起斷裂事故。當(dāng)頻率下降到47～48Hz時，火電廠的廠用機械的出力將顯著降低，使鍋爐出力減少，導(dǎo)致發(fā)電廠輸出功率進一步減少，致使功率缺額更為嚴(yán)重。從而造成所謂“頻率崩潰”現(xiàn)象。當(dāng)頻率降低時，勵磁機、發(fā)電機等的轉(zhuǎn)速相應(yīng)降低，加劇了系統(tǒng)無功不足情況，使系統(tǒng)電壓水平下降，系統(tǒng)電壓水平受到嚴(yán)重影響，當(dāng)某些中樞點電壓低于某一臨界值時，將出現(xiàn)所謂“電壓崩潰”現(xiàn)象，低頻運行的后果第二節(jié)自動低頻減載電力系統(tǒng)頻率靜態(tài)特性負荷頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)（例6-1）電力系統(tǒng)頻率的動態(tài)特性電力系統(tǒng)由于有功功率平衡遭到破壞而引起系統(tǒng)頻率發(fā)生變化,頻率從正常狀態(tài)過渡到另一個穩(wěn)定值所經(jīng)歷的時間過程.當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)功率缺額或功率過剩時，系統(tǒng)頻率fx的動態(tài)特性可用指數(shù)曲線描述，其時間參數(shù)與PGN、PLN、Tx和負荷調(diào)節(jié)效應(yīng)KL*等數(shù)值有關(guān)，一般為4～10S之間。頻率穩(wěn)態(tài)值與功率缺額成正比。過程見圖6-3第二節(jié)自動低頻減載電力系統(tǒng)頻率的動態(tài)特性見圖6-3（1）、不同的功率缺額，頻率下降速率不一樣。如a、b所示。（2）、下降到f1時切除△PL=△Ph時，頻率恢復(fù)到額定頻率fN。如曲線c所示。（3）、下降到f1時切除負荷功率△PL＜△Ph時，則系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)頻率低于額定值，如曲線d所示。（4）、下降到f1時切除負荷功率小于上述情況時，頻率繼續(xù)下降，如曲線e所示比較b、e曲線也可說明，如能及早切除負荷功率，可延緩系統(tǒng)頻率下降過程。第二節(jié)自動低頻減載自動低頻減載的工作原理UFLS（UnderFrequencyLoadShedding）自動低頻減載BECDA最大功率缺額的確定裝置的動作順序頻率級差的選擇后備級的考慮每級切除負荷量限制第二節(jié)自動低頻減載最大功率缺額的確定一般應(yīng)根據(jù)最不利的運行方式下發(fā)生事故時,實際可能發(fā)生的最大功率缺額來考慮并不要求系統(tǒng)頻率恢復(fù)至額定值,一般希望它的恢復(fù)頻率低于額定值,約為49.5~50HZ之間根據(jù)負荷調(diào)節(jié)效應(yīng)可以求出恢復(fù)頻率（例6-2）第二節(jié)自動低頻減載自動低頻減載裝置的動作順序應(yīng)該盡可能少地斷開負荷,采用分批斷開負荷功率采用逐步修正的辦法.也就是將低頻減載裝置的總功率分配在不同的啟動頻率來分批切除.第二節(jié)自動低頻減載第一級啟動頻率的選擇第一級的啟動頻率宜選擇的高些,一般為48.5~49HZ

但也要考慮旋轉(zhuǎn)備用設(shè)備的延時.末級啟動頻率的選擇不低于46~46.5HZ頻率級差級數(shù)大一點好第二節(jié)自動低頻減載頻率級差的選擇關(guān)于級差的選擇，有兩種截然不同的原則：

1、按選擇性確定級差前一級動作以后還不能制止頻率下降的情況下，后一級才動作。第i級斷開負荷后如果頻率不繼續(xù)下降，則第i+1級就不切除負荷，這才算是選擇性。2、級差不強調(diào)選擇性針對電力系統(tǒng)發(fā)生事故時功率缺額有很大分散性的特點，采用試探求解的原則分級切除少量負荷。減少級差，增加動作級數(shù)第二節(jié)自動低頻減載每級切除負荷的限制在同一事故情況下，切除負荷越多，系統(tǒng)恢復(fù)頻率就越高，可見每一級切除負荷的功率受到恢復(fù)頻率的限制。按第i-1級動作切除負荷后，系統(tǒng)的穩(wěn)定頻率正好按第i級的啟動頻率來考慮（圖6-5）。后備段的問題在系統(tǒng)頻率比較穩(wěn)定以后動作的，10~15s

第二節(jié)自動低頻減載自動低頻減載裝置的動作時延及防止誤動作措施單純通過測量系統(tǒng)頻率判斷是否發(fā)生功率缺額，容易誤動作

1,延時，0.1~0.2s,躲過暫態(tài)過程可能出現(xiàn)的誤動.

2,可以引入其他信號進行閉鎖

3,自動重合閘第三節(jié)其他安全自動裝置自動解列裝置有時在事