1、第六章 自動按頻率減負荷裝置,繼電教研室,第一節(jié) 概述,一、電力系統(tǒng)頻率偏移的原因 電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)條件下的頻率 f 是全系統(tǒng)一致的運行參數(shù) 頻率變化是系統(tǒng)負荷與電源之間的功率失去平衡所致。 原動機輸入功率：,機組的動能,1、電網(wǎng)負荷變動情況,每分鐘轉(zhuǎn)數(shù),每秒鐘轉(zhuǎn)數(shù),系統(tǒng)頻率,正常情況,負荷突然變動而使發(fā)電機組電功率增加PL,2、負荷變動時頻率的變化情況,維持系統(tǒng)頻率在規(guī)定范圍內(nèi); 力求使系統(tǒng)負荷在發(fā)電機組之間實現(xiàn)經(jīng)濟分配。,二、電力系統(tǒng)頻率偏移的危害,1、頻率偏移對電力系統(tǒng)的影響,2、頻率偏移對用戶的不利影響,1）汽機葉片損傷 2）可能發(fā)展成“頻率崩潰” 3）可能發(fā)展成“電壓崩潰” 4）頻率低于一定

2、值時，核電廠的反應(yīng)堆冷卻介質(zhì)泵停運,1）影響異步電機的轉(zhuǎn)速和出力，影響工業(yè)生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量,2）電子設(shè)備可能無法正常工作,調(diào)頻與有功功率調(diào)節(jié)是不可分的，應(yīng)滿足安全運行約束；,符合經(jīng)濟運行要求，發(fā)揮能源最大效益；,頻率偏差控制在預(yù)定范圍內(nèi)，保證電能質(zhì)量。,三、限制頻率波動的措施,基本思想：盡快的恢復(fù)功率平衡,具體措施：,1）借助調(diào)速器調(diào)頻器增發(fā)功率,2）動用旋轉(zhuǎn)備用,3）迅速啟動備用機組,4）按頻率自動減負荷,四、電力系統(tǒng)負荷的功率頻率特性,1、基本概念 當系統(tǒng)頻率變化時，整個系統(tǒng)的有功負荷也要隨著改變, 這種有功負荷隨頻率而改變的特性叫做負荷的功率頻率特性。,與頻率變化無關(guān)的負荷，如照明、電弧爐

3、、電阻爐、整流負荷等； 與頻率成正比的負荷，如切削機床、球磨機、往復(fù)式水泵、壓縮機、卷揚機等； 與頻率的二次方成比例的負荷，如變壓器中的渦流損耗，但這種損耗在電網(wǎng)有功 損耗中所占比重較小; 與頻率的三次方成比例的負荷，如通風機、靜水頭阻力不大的循環(huán)水泵等; 與頻率的更高次方成比例的負荷，如靜水頭阻力很大的給水泵等。,系統(tǒng)中各種有功負荷與頻率的關(guān)系，可以歸納為以下幾類：,可作出負荷的靜態(tài)頻率特性曲線，如下圖：,頻率下降時，負荷功率也下降到 ； 頻率上升時，負荷功率也上升到 。 負荷特性有利于系統(tǒng)中有功功率在另一頻率下重新平衡，這種現(xiàn)象稱為負荷調(diào)節(jié)效應(yīng)。,負荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)： 因為頻率變化很小

4、，所以 為一直線,則負荷與頻率的函數(shù)關(guān)系為,3、負荷的有功功率頻率靜態(tài)特性簡化表達,當頻率偏離額定值不大時，負荷有功頻率靜態(tài)特性用一條近似直線來表示。,負荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)或稱為負荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)，表示負荷隨頻率的變化程度。,KL一般在13之間,五、 電力系統(tǒng)頻率變化的動態(tài)特性,當系統(tǒng)中出現(xiàn)功率缺額或功率過剩時，系統(tǒng)頻率的動態(tài)特性可用指數(shù)曲線來描述。,頻率變化過程的數(shù)學表達式為：,則f從fN變化到f1所用時間為：,由以上理論推導(dǎo)可作出以下曲線：,第二節(jié) AFL的工作原理,AFL裝置需要考慮的基本問題：,一、最大功率缺額及接入自動低頻減載裝置的功率值的確定,斷開功率為PDE ：,功率缺額為PV

5、,則,頻率的穩(wěn)定值為：,其中,二、自動低頻減載裝置的動作順序,分批斷開負荷功率采用逐步修正的辦法，按頻率的不同數(shù)值按順序地切除負荷。,第一級起動頻率f1的選擇,第一級的起動頻率值宜選擇得高些； 考慮電力系統(tǒng)動用旋轉(zhuǎn)備用容量所需的時間延遲 。48.5 49 Hz,頻率崩潰 電壓崩潰,末級起動頻率fn的選擇,46 46.5 Hz,1、引入基本級與附加級的原因,2、AFL參數(shù)的確定,4 頻率級差數(shù)N 的選擇,3 頻率級差f 的選擇,按選擇性確定級差 級差不強調(diào)選擇性,5 最大有功缺額與每級的切負荷量,6 AFL的動作延時,0.150.3S,7 特殊級,1）設(shè)置特殊級的目的 2）特殊級的動作時間 取1

6、525S,由于電力系統(tǒng)運行方式和負荷水平是不固定的，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，低頻減載裝置遵循逐步試探求解的原則分級切除少量負荷，以求達到較佳的控制效果。這就要求減小級差f，增加總的頻率動作級數(shù)N，同時相應(yīng)地減少每級的切除功率，這樣即使兩輪無選擇性起動，系統(tǒng)恢復(fù)頻率也不會過高。 在電力系統(tǒng)中，自動低頻減載裝置總是分設(shè)在各個地區(qū)變電所中，在系統(tǒng)頻率下降的動態(tài)過程中，各母線電壓的頻率并不一致，所以分散在各地的同一級低頻減載裝置，事實上也有可能不同時起動。但是如果增加級數(shù)N，減小各級的切除負荷功率，則兩級間的選擇性問題并不突出，所以近來的趨勢是采用增加級數(shù)N的方法。,三、AF

7、L的實現(xiàn),1、目前微機AFL的兩種實現(xiàn)方法： 1）專用AFL裝置 2）分散安裝的AFL裝置（110KV及以下系統(tǒng)）,2、AFL的閉鎖回路與動作回路,第三節(jié) AFL的防誤動措施及其閉鎖,一、AFL可能誤動的情況及防誤措施,1、旋轉(zhuǎn)備用起作用前可能誤動,措施：1）調(diào)整AFL參數(shù)，使級間頻差和動作時限適當增大 2）增長第一級第二級的動作時限 3）利用從合閘彌補，但頻率要恢復(fù)到50Hz,2、供電電源中斷負荷反饋引起的誤動,（1）負荷反饋引起誤動的原因,（2）措施：,1）低電流閉鎖,說明低電流閉鎖原理,2）采用低電壓閉鎖,低電壓閉鎖,說明低電流閉鎖原理,2）采用按頻率自動重合閘糾正,3、TV二次斷線引起誤動,措施：TV斷線閉鎖；低電壓閉鎖,4、故障時諧波和直流分量導(dǎo)致頻率測