按频率自动减负荷

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,按频率自动减负荷装置,AFL,1,电力系统的频率特性,低频运行的危害,系统频率长期低于49.5,Hz,时，,汽轮机的叶片,会发生共振，导致机械损伤，甚至断裂，造成事故。,火电厂,厂用机械出力下降,，发电厂出力减少，有功缺额加剧，频率进一步下降。,若不能及时处理,，会造成系统,频率崩溃。,引起发电机转速下降。对,某些励磁系统来说，励磁电压相应降低，,系统电压随之下降，严重时造成系统电压崩溃。,影响,测量仪表准确性和用户产品质量,。,按频率自动减负荷装置：,当系统频率降低时，根据频率下降的程度自动断开相应负荷，阻止频率降低，并使系统频率迅速恢复到给定的数值。,2,电力系统的频率特性,负荷的静态频率特性,电力系统的总有功负荷,P,L .,和系统频率,f,之间的关系。根据负荷消耗的有功功率与频率的关系。,电力系统的负荷一般分为三类：,负荷消耗的有功功率与频率无关；,负荷消耗的有功功率与频率的一次方成正比；,负荷消耗的有功功率与频率的二次、三次、高次方成正比。,3,负荷的调节效应,由负荷的静态频率特性可见，系统的频率下降时，负荷消耗的有功功率随之减少；反之增高。这种负荷消耗的有功功率随频率变化的现象，称为负荷的调节效应。,负荷的调节效应系数,K,L,=,P,L .,/ f,式中：,P,L ., P,L., P,L.N,（ P,L.N,为系统额定频率时的总有功功率）；,f f f,N,实际常用百分数或标么值表示：,K,L,=,P,L .,/ f,（ P,L., P,L.N,）/P,L.N, /(f f,N,) / f,N,= P,L .*,/ f,*,0,f f,N,P,L .,P,L .N,P,L .,P,L .,f,负荷的静态频率特性,110%,100%,4,物理意义：系统频率每变化1，系统消耗的有功功率相应变化,K,L,K,L,与地区和季节有关,负荷的调节效应的存在,有利于补偿有功功率的缺额,，有利于电力系统的稳定运行。其结果,是将运行于一个较低的频率下,。,系统有功功率缺额较大时，,仅靠负荷调节效应,，会使系统运行频率很低，破坏电力系统的安全运行。因此，,必须借助于,AFL,切除一部分不重要负荷，,保证电力系统安全运行。,5,电力系统的动态频率特性,系统出现有功功率缺额而频率下降时，系统频率由额定频率变化到一个新的稳定频率的过程。,f = f,+ ( f,N, f,) e,- t / T,f,对按频率自动减负荷装置的基本要求,系统出现有功功率缺额,P,L a,时，,仅靠负荷调节效应,，,新的稳定频率为,（ P,L ., P,L . N,）/ P,L . N, = K,L,(f,f,N,) / f,N,计及,P,L a,P,L .,N, P,L . ,，,有,6,f,f,N,1(1/ K,L,) (P,L a,/ P,L . N,) （1）,例如：正常时总负荷500,MW，,K,L,=1.5，,切除发电功率,60MW（,P,L a,=60MW）， f,=501(1/1.5)(60/500)=46Hz,频率水平较低，必须由,AFL,切除负荷。,设切除负荷,P,c u t,=50,MW，,f,f,N,1(1/ K,L,) (P,L a,- P,c u t,),/ （P,L . N,-P,c u t,),f,=49.3Hz,7,基本要求：,AFL,动作后，应使系统频率回升到恢复频率内。我国电力系统规定恢复频率不低于49.5,Hz,。,为使,AFL,充分发挥作用，应有足够的负荷接于,AFL,上。,按式（1）计算出现最严重功率缺额,P,L a .m a x,时，系统恢复到恢复频率时应接入的负荷数,P,c u t . M a x,。,P,c u t . M a x,=(,P,L a .m a x,K,L,f,*,P,L . N,) / (1 K,L,f,*,),f,*,=(f f,N,) / f,N,8,AFL,应根据系统频率下降的程度切除负荷,AFL,切负荷宜采用分级切除，逐步逼近的办法。,AFL,切除负荷时，应先切除不重要的负荷，必要时再切除较为重要的负荷。,AFL,装置各级动作频率确定应符合系统要求,首级动作频率。考虑系统稳定性同时兼顾能充分发挥旋转备用的作用，一般不超过49.1,Hz。,末级动作频率。由系统允许的最低频率下限决定，并留有0.30.5,Hz,的裕度。,9,动作频率级差,（1）强调选择性。,（2）不强调选择性，减小级差。 0.10. 3,Hz,动作级数,N,动作时间。为防止系统频率短时波动时误动，带0.150.5秒延时。,AFL,应设附加级,附加级设较长延时（因此时频率已较稳定，一般为1020秒），动作频率取恢复频率下限。必要时附加级可以分成若干级，各级动作频率相同，用延时区分各级动作顺序。,10,按频率自动减负荷装置,AFL,配置,根据系统结构和负荷的分布情况，分散装设在相关的发电厂和变电所,系统频率下降到,f,i,时，全系统所有第,i,轮,AFL,均动作，断开相应负荷。,AFL,误动作原因及防止误动措施,11,误动原因,旋转备用未充分发挥作用,供电电源中断，负荷反馈,防止,AFL,误动的措施,给,AFL,适当延时，防止频率短时波动和旋转备用未充分发挥作用前误动。,加快保护、,AAT、ARC,动作时间，缩短供电中断时间，防止负荷反馈。,增加低电压或低电流闭锁，供电中断时闭锁,AFL,采用频率变化闭锁,12,d f/d t 3Hz/s,时，可以认为是功率缺额引起的频率下降,d f/d t 3Hz/s,时，可以认为是负荷反馈引起的频率下降,采用按频率自动重合闸纠正其误动,非功率缺额引起,AFL,误动作，频率回升快（,d f/d t,大）；功率缺额引起,AFL,动作后频率回升慢。根据频率变化率将误切的负荷投入。,微机型,AFL,介绍,功能,正常频率监视,频率闭锁功能：系统频率高于49.6,Hz,时闭锁跳闸出口中间继电器,13,频率变化闭锁：,d f/d t 3Hz/s,时闭锁跳闸出口中间继电器,低频率动作：设有四级动作出口，动作后切除相应负荷,频率变化量动作：,d f/d t,大于整定值时，动作后切除相应负荷,低电压和低电流闭锁：电压和电流小于整定值时闭锁跳闸出口中间继电器，并发信号,硬件结构和原理,14,T=N/f,c,f =f,c,/N,15,