06第六章_电力系统自动低频减载及其他安全自动控制装置

电力系统自动装置原理
哈工大电气工程及自动化学院 授课教师：郭钰锋 副教授

第六章电力系统自动低频减载及其他安全自动控 制装置
1 2 3 概述 自动低频减载 其他安全自动控制装置
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第 1节 概 述
装置的主要任务—当系统发生某些故障时，按照预定的控制准 则迅速作出反应，采取必要措施避免事故扩大 则迅速作出反应，采取必要措施避免事故扩大。
1
B系统
2
A电厂 电
事故情况
¾ ¾
当电厂A发生故障 线发生 相短路 一回线发生三相短路
措施
¾ ¾
迅速切除系统B的部分负荷 迅速减少输送功率
调度人员
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第 1节 概 述
系统规模扩大
事故严重性扩大
a、故障则系统减少PA。若备用不足必须切负荷。 b、若故障切除，则还有暂稳极限问题。
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第 1节 概 述
„ 电力系统事故通常具有的特点： „ 局部性 „ 扩散性 „ 灾难性 „ 快速性 „ 安全自动装置的主要任务 ： 当系统发生某些故障时，能够按照预定的控制 当系统发生某些故障时 能够按照预定的控制 准则迅速作出反应，并采取必要的措施避免事故扩 大。
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第 1节 概 述
二 电力系统安全装置的种类 二、电力系统安全装置的种类
自动化安全性保证
自动切机 电气制动
水轮机低 频自启
安全装置
自动解 列装置 自动低 频减载
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第2节 自动低频减载
一、概述 二、事故工况下电力系统频率静特性 三、事故工况下电力系统频率动态特性 事故工况下电力系统频率动态特性 四、自动低频减载的工作原理 五、自动低频减载的接线与运行
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2.1概述
频率过低可能造成的不良后果
„ 低频运行的后果 对汽机的影响 频率崩溃 电压崩溃
当频率降低时，励 磁机、发电机等的 转速相应降低，加 剧了系统无功不足 情况，使系统电压 水平下降，系统电 压水平受到严重影 响，当某些中枢点 电压低于某一临界 值时，将出现所谓 “电压崩溃”现象，
汽轮机长时期低于 频率49～49.5Hz以 下运行时，叶片容 易产生裂纹，当频 率低到45Hz附近时， 个别级的叶片可能 发生共振而引起断 裂事故。 裂事故
当 频 率 下 降 到 47 ～ 48Hz 时，火电厂的 厂用机械的出力将 显著降低，使锅炉 出力减少，导致发 电厂输出功率进一 步减少，致使功率 缺额更为严重。从 而造成所谓“频率 崩溃”现象 。
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2.1概述
„ 在正常情况下，计划外负荷引起的频率波动由一、二次调节动用系 统的热备用后可以恢复到正常值；在事故情况下 功率缺额可能很 统的热备用后可以恢复到正常值；在事故情况下，功率缺额可能很 大，这时光靠一、二次调节动用系统的热备用还远不足以弥补功率 缺额 因此有必要采取适当措施使功率缺额减少 从而使系统的频 缺额，因此有必要采取适当措施使功率缺额减少，从而使系统的频 率波动不致于超出允许值。这其中，自动低频减载装置就是主要措 施之一。 „ 自动低频减载装置在系统频率下降到一定值时迅速作出反应，切除 一部分不重要负荷，抑制系统频率的进一步下降。 „ 事故情况下（线路断开、发电机组异常退出等），无其它备用有功 事故情况下（线路断开 发电机组异常退出等） 无其它备用有功 容量时，系统出现功率缺额，频率会大幅度下降，只能采取自动切 除部分负荷的方法使频率下降到允许范围内 称为自动低频减载 除部分负荷的方法使频率下降到允许范围内，称为自动低频减载。
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第2节 自动低频减载
一、概述 二、事故工况下电力系统频率静特性 三、事故工况下电力系统频率动态特性 事故工况下电力系统频率动态特性 四、自动低频减载的工作原理 五、自动低频减载的接线与运行
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2.2事故工况下电力系统频率静特性
在事故造成较大功率缺额时，当一、二次调节动 用完系统所有的热备用后，剩余的功率缺额将由 负荷的功率/频率特性进行调节。此时，这部分 功率缺额应该等于负荷因其特性调节所降低的量， 因此有关系： ∆f = ∆Ph / KL = fN ∆Ph / (KL* PLN) 其中，∆Ph为功率缺额。
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第2节 自动低频减载
一、概述 二、事故工况下电力系统频率静特性 三、事故工况下电力系统频率动态特性 事故工况下电力系统频率动态特性 四、自动低频减载的工作原理 五、自动低频减载的接线与运行
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2.3事故工况下电力系统频率动特性
„ 在动态过程中，各节点的频率变化不完全一致。若 忽略这种不一致 忽略这种不 致，并不计负荷中机械转动部分的惯 并不计负荷中机械转动部分的惯 性，则可将系统等效成一台等值发电机组，其运动 方程为 方程为： Txdω*/dt=PT*−PL* „ 由上述关系并将基准值转换为额定频率时的总负荷 PLN后可得： Tx(PGN/PLN)d∆f*/dt+KL*∆f*= ∆Ph* „ Tf = (Tx/KL*) (PGN / PLN)为频率下降的时间常数，约 为4~10秒。
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2.3事故工况下电力系统频率动特性
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第2节 自动低频减载
一、概述 二、事故工况下电力系统频率静特性 三、事故工况下电力系统频率动态特性 事故工况下电力系统频率动态特性 四、自动低频减载的工作原理 五、自动低频减载的接线与运行
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2.4自动低频减载的工作原理
装置的动作顺序 装 的动作顺
B
最大功率缺额 的确定
A
自动低频减载
C
频率级差的选 择
后备级的考虑
E
D
每级切除负荷 量限制
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