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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,*,第六章,自动按频率减负荷装置,第一节,概述,一、电流系统频率偏移的原因,当发电厂发出的有功功率不能满足用户要求而出现功率缺额的时候，系统频率就会下降；当发电厂发出的有功功率超过了负荷的需求，出现盈余时，频率就会上升，超过额定频率。电力系统正常运行时，必须维持频率在,50,(0.1,0.2)Hz,的范围内。,在非事故情况下，负荷变化引起的的频率偏移将由电力系统的频率调整来限制。,对于负荷变化幅度小，变化周期短,所引起的频率偏移，一般由发电机的调速器进行调整，这就是电力系统频率的,一次调整,。,对于负荷变化幅度大，变化周期长所引起的频率偏移，单靠调速器的作用，不能把频率偏移限制在规定的范围内，必须有调频器参加调频。这种有调频器参与的频率调整称为,二次调整,。,这种在系统频率降低时，自动切除负荷的装置就叫做,自动按频率减负荷装置,（,AFL,），利用这种装置，才能防止电网的频率崩溃，保证系统的安全、稳定运行。,二、电力系统频率偏移的危害,1,、汽轮机在频率低于,49-49.5HZ,以下长期运行时，叶片容易产生裂纹，当频率降低到,45Hz,附近时，叶片可能因发生共振而断裂。,2,、当频率下降到,47-48HZ,时，火电厂的常用机械的出力将降低，使得锅炉的出力减少，导致发电厂发出的功率减少，因此系统的功率缺额会更严重，于是系统频率进一步下降，这样形成的连锁反应将使发电厂的运行受到破坏，这种趋势如果不能及时制止，就会在短时间内使电力系统频率下降到不能允许的程度，这种现象称为,频率雪崩,，或称为频率崩溃。,3,、当频率降低时，在系统中运行的发电机、励磁机等的转速相应降低，造成发电机的空载电动势下降，使系统的电压水平下降。当频率低到,45-46HZ,时，系统的电压水平将受到严重影响，系统运行的稳定性可能遭到破坏。这时，如果电力系统发生短路故障或无功负荷增大等事故情况下，可能出现电压快速而不断地下降，这种情况称为,电压雪崩,，或电压崩溃。,4,、频率时电能质量的重要指标之一，频率降低会对所有用户产生影响，例如影响某些测量仪表的准确性，使企业生产率下降，产品的次品率上升等等。,三、限制频率下降的措施,（,1,）动用系统中的旋转备用容量,；,（,2,）应迅速启动备用机组,；,（,3,）按频率自动减去负荷。,电力系统中常常设置自动按频率减负荷装置（简称,AFL,）， 或称低频减载装置，按频率下降的程度自动切除部分负荷，以阻止频率的下降。,四、负荷的频率调节效应,电力系统的负荷，一般可分为如下三类：,第一类：负荷消耗的有功功率与频率无关，如电热、照明、整流器负荷等，即,P,I*,K,0,为常数。,第二类：负荷消耗的有功功率与频率的一次方成正比，如碎煤机、卷扬机、金属切削机等负荷，其轴转矩为常数，即,P,II*,K,1,f,*,。,第三类：负荷消耗的有功功率与频率的二次方、三次方、高次方成正比，如通风泵、水泵等负荷，即,所以，电力系统总的有功负荷,P,L,可以认为由上述三种负荷组成，即,：,当频率下降时，系统总有功负荷消耗的有功功率随之减少；当频率上升时，系统总有功负荷消耗的有功功率随之增加，这种现象称为,负荷的频率调节效应,。,K,L,为负荷的频率调节效应系数。因其反映的是系统频率变化时，对应负荷有功功率的变化量，可用来衡量负荷的频率调节效应的大小。,例：,一电力系统在某一运行方式时，运行机组的总额定容量为,450MW,，此时系统中负荷功率为,430MW,，负荷调节效应为,K,L,1.5,，设这时发生事故，突然切除额定容量为,100MW,的发电机组，如不采取措施，求事故情况下的稳定频率值。,五、电力系统功率缺额时频率的变化过程,电力系统由于有功功率平衡遭到破坏引起系统频率发生变化，频率从正常状态过渡到另一个稳定值所经历的时间过程，称为电力系统的,动态频率特性,。其如图,6-2,所示。,图,6-2,电力系统频率的动态特性,由图可知，系统的频率变化不能突变，而是按一定指数规律变化。,从,f,N,变化到,f,1,所经过的时间,t,1,为,第二节,AFL,的工作原理,一、装置的原理接线,图,6-3,自动按频率负荷装置示意图,二、,AFL,装置切除负荷功率总值的确定,例如，在额定运行情况下，假设系统总有功负荷保持不变，当出现,12%,P,L.N,的功率缺额，若仅依靠负荷调节效应进行调节，取负荷调节效应系数,K,2,，则系统的稳定频率为,？,令,在上例中，若,AFL,装置动作，使系统的稳定频率恢复为,f,R,49.5Hz,，则,AFL,装置切除的负荷为,？,假设系统最严重的功率缺额,P,V.max,。如果在此情况下要求,AFL,动作后的恢复频率为,f,R,，则实际接到,AFL,装置的负荷总功率,P,DE.max,可由下式确定,例：,某系统的负荷总功率为,P,L.N,5000MW,，设想系统最大的功率缺额为,P,v.max,=1200MW,，设负荷调节效应系数为,K,L,2,，自动低频减载装置动作后，希望系统恢复频率为,f,R,=48Hz,，求接入低频减载装置的功率总数,P,DE,。,max,。,例：,某联合系统中，正常情况下,f,N,=50HZ,，,A,系统自己发电,500MW,，,B,系统支援,A,系统,180MW,。,A,系统的负荷调节效应因数,K,L,=2,。设,B,系统因母线故障，与,A,系统完全解列，而,A,系统只有,30MW,的旋转备用容量，试问：,1,、如果,A,系统未装设自动按频率减负荷装置，其频率下降至何值？,2,、若,A,系统装设有,AFL,，切除了,100MW,负荷后，,A,系统的频率值将是多少？,
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