电力系统自动装置第6章

单击此处编辑母版标题样式,North China Electric Power University,page,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第六章 电力系统自动低频减载,齐郑,教5,B,区102,80798596,内容,一、低频减负荷原理,二、最大功率缺额及切除功率计算,五、低频减负荷相关问题,六、低频减负荷装置简介,四、各轮最佳断开功率,三、装置动作顺序,2024/11/27,2,North China Electric Power University,低频减负荷原理,一、电力系统低频减负荷的重要性,情况,1,：,B,系统负荷突然增加,情况,2,：,A,系统电源突然减少,情况,3,：系统间一条联络线突然切除,结果：出现功率缺额，系统频率降低，可能失稳,2024/11/27,3,North China Electric Power University,低频减负荷原理,二、电力系统频率控制的基本方法,控制频率,发电侧：控制原动机出力,负荷侧：控制负荷大小,一次调频,二次调频,经济运行,低频减负荷,DSM,2024/11/27,4,North China Electric Power University,低频减负荷原理,发生较大事故,机组有功出力增加至上限,功率缺额依然存在,切除部分负荷,三、低频减负荷装置的工作原理,频率恢复,低频减负荷装置,2024/11/27,5,North China Electric Power University,低频减负荷原理,四、切除负荷的原则,1,、对于医院、铁路等重要用户，不能接入装置,2,、对于可以短时停电的用户，可以接入,3,、有次序、按计划的切除负荷,4,、切除负荷量适当,2024/11/27,6,North China Electric Power University,低频减负荷原理,负荷的频率调节效应系数：衡量调节效应的大小。,f,*,P,L*,五、系统的频率静态特性,2024/11/27,7,North China Electric Power University,最大功率缺额及切除功率计算,例：某系统总额定容量,450MW,，此时系统中负荷功率,430MW,，负荷调节效应系数为,K,L*,=1.5,。设此时发生故障，突然切除额定容量,100MW,的发电机组，如不采取措施，求事故情况下的稳态频率。,2024/11/27,8,North China Electric Power University,低频减负荷原理,六、系统的频率动态特性,2024/11/27,9,North China Electric Power University,低频减负荷原理,六、系统的频率动态特性,2024/11/27,10,North China Electric Power University,低频减负荷原理,2024/11/27,11,North China Electric Power University,低频减负荷原理,(1),频率下降值与功率缺额成正比,(2),如果切除负荷等于功率缺额，则频率恢复到原值,(3),如果切除负荷小于功率缺额，则,情况,1,：频率恢复到低于原值的某个值,情况,2,：频率继续下降到某个值,2024/11/27,12,North China Electric Power University,低频减负荷原理,七、低频减负荷装置动作过程,2024/11/27,13,North China Electric Power University,最大功率缺额及切除功率计算,最大功率缺额的确定,(1),按系统中断开的最大容量机组考虑,(2),按断开发电厂高压母线考虑,(3),系统解列后各部分可能的功率缺额,从系统调度角度进行协调处理,2024/11/27,14,North China Electric Power University,最大功率缺额及切除功率计算,举例,2024/11/27,15,North China Electric Power University,最大功率缺额及切除功率计算,切除功率计算,方案,1,：接入装置的负荷功率等于全部缺额,缺点：切除功率过多,方案,2,：接入装置的负荷功率小于全部缺额,缺点：频率将不能恢复到额定值,2024/11/27,16,North China Electric Power University,最大功率缺额及切除功率计算,2024/11/27,17,North China Electric Power University,最大功率缺额及切除功率计算,例,1,：某系统负荷总功率,5000MW,，系统的最大功率缺额,1200MW,，负荷调节效应系数为,2,，希望系统恢复频率,48Hz,，求接入低频减负荷装置的功率？,2024/11/27,18,North China Electric Power University,装置动作顺序,(,一,),第一级启动频率的选择：,原则,1,：保证及早切除负荷，延缓功率下降,原则,2,：,躲过热备用的延迟,48.5,49Hz,2024/11/27,19,North China Electric Power University,装置动作顺序,(,二,),末级启动频率的选择：,原则：防止“电压崩溃”，“频率崩溃”,46,46.5Hz,2024/11/27,20,North China Electric Power University,装置动作顺序,(,三,),频率级差的选择：,原则,1,：按照选择性确定级差,在前一级动作以后还不能制止频率下降的情况下，后一级才动作。,优点：保证不会多切除负荷,2024/11/27,21,North China Electric Power University,装置动作顺序,2024/11/27,22,North China Electric Power University,装置动作顺序,一般,0.5Hz,，对于微机式装置，可达,0.2,0.3Hz,2024/11/27,23,North China Electric Power University,装置动作顺序,原则,2,：不按照选择性确定级差,增加级数，减小级差，减小每级的切除功率，即使两级间的选择性不好，也影响不大。,动态过程中，各母线电压不一致，事实上按照选择性设定级差也可能不同时启动。,2024/11/27,24,North China Electric Power University,装置动作顺序,(,四,),频率级数的选择：,2024/11/27,25,North China Electric Power University,各轮最佳断开功率,要求：每一级切除负荷不能导致恢复频率高于额定频率,问题：功率缺额是不知道的！,解决方案：假设第,i,级的启动频率就是第,i-1,级切除负荷后的稳态频率，以此为原则确定第,i,级的切除负荷。,2024/11/27,26,North China Electric Power University,各轮最佳断开功率,2024/11/27,27,North China Electric Power University,各轮最佳断开功率,2024/11/27,28,North China Electric Power University,各轮最佳断开功率,一般小于表内数据！,2024/11/27,29,North China Electric Power University,低频减负荷相关问题,(,一,),特殊轮的作用,不允许,2024/11/27,30,North China Electric Power University,低频减负荷相关问题,第,i,轮切除负荷,频率稳定在某值，但低于下限,延时切除部分负荷,频率恢复,特殊轮,定义：第,i,轮动作后，系统频率稳定在低于恢复频率下限的值，但又不足以使第,i+1,轮减负荷动作。此时需要采用带时限的特殊轮切除负荷，使系统频率恢复到要求频率。,2024/11/27,31,North China Electric Power University,低频减负荷相关问题,(1),特殊轮的动作频率,(2),特殊轮的动作时限,取恢复频率的下限，一般为,47Hz,取系统时间常数的,2,3,倍，一般为,15,25s,(3),特殊轮的断开功率,2024/11/27,32,North China Electric Power University,低频减负荷相关问题,(,二,),防止误动措施,地区变电站短时供电中断,旋转机组反馈输送功率,电压维持、频率急剧下降,误动原因,1,：,2024/11/27,33,North China Electric Power University,低频减负荷相关问题,在容量不大系统出现冲击负荷,系统频率瞬时下降,误动原因,2,：,2024/11/27,34,North China Electric Power University,低频减负荷相关问题,水轮机调速器动作缓慢,有功出力不能快速增加,误动原因,3,：,系统频率瞬时下降,2024/11/27,35,North China Electric Power University,低频减负荷相关问题,解决方案,1,：采用延时，一般取,0.1,0.2s,解决方案,2,：引入其他信号进行闭锁，,例如取电压过低或者频率变化率等信号。,解决方案,3,：采用重合闸,2024/11/27,36,North China Electric Power University,低频减负荷装置简介,低频继电器,延时元件,跳闸执行回路,2024/11/27,37,North China Electric Power University,低频减负荷装置简介,51Hz,49.5Hz,2024/11/27,38,North China Electric Power University,低频减负荷装置简介,2024/11/27,39,North China Electric Power University,其他安全自动控制装置,1,、自动解列装置,2,、水轮机低频自启动装置,3,、自动切机与电气制动装置,2024/11/27,40,North China Electric Power University,1,、自动解列装置,1,、发电厂厂用电系统解列,当系统出现严重的功率缺额时，会引起系统频率大幅度降低。这样会导致发电厂厂用电动机出力下降，威胁电厂电能的生产。,在,电力系统运行中，发电厂厂用系统如果具备独立供电的条件。在以上这种情况下，可以考虑厂用系统与电力系统解列运行。,2024/11/27,41,North China Electric Power University,1,、自动解列装置,2,、电力系统解列,在,联合电力系统运行中，,B,系统发生故障引起了整个系统频率的下降。,A,系统具有足够的旋转备用容量，但是由于受到输电线路的极限输送功率的限制不能发挥支援作用。此时，如果频率继续下降，也会威胁到,A,系统的安全运行。,为了控制事故范围，不至于波及到邻近系统，将两个系统解列是比较明智的选择。,2024/11/27,42,North China Electric Power University,1,、自动解列装置,B,系统发生故障,系统频率降低,输电线功率增加,超出极限功率,AB,两系统解列,A,系统发生故障,输电线被切除,解列操作,2024/11/27,43,North China Electric Power University,2,、,水轮机低频自启动装置,汽轮发电机组从冷状态启动开始，到并入电力系统运行，需要很长时间。,水轮发电机组的启动过程很简单，只需将导水叶放置于一个位置，打开导水叶放水，机组很快就可以并入电网,。,启动过程只需几分钟。,在电力系统运行中具有特殊任务：作为紧急投入运行。