电力系统频率调节

上一页 下一页 返回
第一节 安全用电知识
二、安全距离 为了保证电气工作人员在电气设备运行操作、维护检修时不致误碰带
电体，规定了工作人员离带电体的安全距离;为了保证电气设备在正常运 行时不会出现击穿短路事故，规定了带电体离附近接地物体和不同相带 电体之间的最小距离。安全距离主要有以下几方面: 1.设备带电部分到接地部分和设备不同相部分之间的距离，如表7-1所 示; 2.设备带电部分到各种遮栏间的安全距离，如表7-2所示; 3.无遮栏裸导体到地面间的安全距离，如表7-3所示; 4.电气工作人员在设备维修时与设备带电部分间的安全距离，如表7-4 所示。
由上式可知，要控制发电机频率就得控制机组转速。 在稳态电力系统，机组发出的功率与整个系统的负荷功率加上系统总损
耗之和是相等的。
下一页 返回
4. 1电力系统的频率特性
当系统的负荷功率增加时，系统就出现了功率缺额。此时，机组的转速 下降，整个系统的频率降低。
可见，系统频率的变化是由于发电机的负荷功率与原动机输入功率之间 失去平衡所致，因此调频与有功功率调节是分不开的。
流 可达正常电流的几十倍甚至上百倍，产生的热量(正比于电流的平方)是 温度上升超过自身和周围可燃物的燃点引起燃烧，从而导致火灾。 (2)过载引起电气设备过热选用线路或设备不合理，线路的负载电流量 超过了导线额定的安全载流量，电气设备长期超载(超过额定负载能力)， 引起线路或设备过热而导致火灾。
(1)具有足够大的容量和可调范围。 (2)允许的出力调整速度满足系统负荷变化速度的要求。 (3)符合经济运行原则。 (4)联络线上交换功率的变化不致影响系统安全运行。
上一页 下一页 返回
4. 1电力系统的频率特性
水轮发电机组的出力调整范围大，允许出力变化速度快，一般宜选水电 厂担任调频。
安全用电知识 电工安全操作知识 电气火灾消防知识 触电的危害性与急救
下一页 返回
本章导读
安全用电包括供电系统的安全、用电设备的安全及人身安全三个方面， 它们之间又是紧密联系的。供电系统的故障可能导致用电设备的损坏或 人身伤亡事故，而用电事故也可能导致局部或大范围停电，甚至造成严 重的社会灾难。
返回
上一页
返回
第二节 电工安全操作知识
1.在进行电工安装与维修操作时，必须严格遵守各种安全操作规程， 不得玩忽职守。
2.进行电工操作时，要严格遵守停、送电操作规定，确实做好突然送 电的各项安全措施，不准进行越时送电。
3.在邻近带电部分进行电工操作时，一定要保持可靠的安全距离。 4.严禁采用一线一地、两线一地、三线一地(指大地)安装用电设备和
1.有差调频法 (1)调频方程式。有差调频法指用有差调频器进行并联运行，达到系统
调频的目的的方法。有差调频器的稳态工作特性可以用下式表示，即:
(2)调频过程。调频器的调整是向着满足调频方程式的方向进行的，如图 4-2所示.
上一页 下一页 返回
第七章 电工安全用电知识
本章导读 第一节 第二节 第三节 第四节
电力系统负荷是不断变化的，而原动机输入功率的改变则较为缓慢，因 此系统中频率的波动是难免的。图4-1是电力系统中负荷瞬时变动情况 的示意图。从图中看出，负荷的变动情况可以分解成几种不同的分量:一 是变化周期一般小于10 s的随机分量;二是变化周期在10 s~3 min之间 的脉动分量，其变化幅度比随机分量要大些，如延压机械、电炉和电气 机车等。
2所示。这些操作用具均由绝缘材料制成。
上一页 下一页 返回
第一节 安全用电知识
正确使用绝缘操作用具，应注意以下两点: (1)绝缘操作用具本身必须具备合格的绝缘性能和机械强度。 (2)只能在和其绝缘性能相适应的电气设备上使用。 2.绝缘防护用具 绝缘防护用具则对可能发生的有关电气伤害起到防护作用。主要用于
第4章 电力系统频率调节
1 4. 1 电力系统的频率特性 2 4. 2 调频与调频方程式 3 4. 3 电力系统频率及有功功率的自动调节 4 4. 4 电力系统低频减载
返回
4. 1电力系统的频率特性
4. 1.1概述
电力系统的频率是指电力系统中同步发电机产生的正弦交流电压的频率， 是电力系统运行参数中重要的参数之一。在稳态运行条件下，所有发电 机同步运行，整个电力系统的频率是相等的。并列运行的每一台发电机 组的转速与系统频率的关系为:
第一节 安全用电知识
在用电过程中，必须特别注意电气安全，如果稍有麻痹或疏忽，就可能 造成严重的人身触电事故，或者引起火灾或爆炸，给国家和人民带来极 大的损失。
一、安全电压 交流工频安全电压的上限值，在任何情况下，两导体间或任一导体与
地之间都不得超过50V。我国的安全电压的额定值为42, 36, 24, 12, 6V。 如手提照明灯、危险环境的携带式电动工具，应采用36V安全电压，金 属容器内、隧道内、矿井内等工作场合，狭窄、行动不便及周围有大面 积接地导体的环境，应采用24或12V安全电压，以防止因触电而造成的 人身伤害。
4. 1. 2电力系统频率控制的必要性
1.频率对电力用户的影响 (1)电力系统频率变化会引起异步电动机转速变化，这会使得电动机所驱
动的加工工业产品的机械转速发生变化。
上一页 下一页 返回
4. 1电力系统的频率特性
(2)系统频率波动会影响某些测量和控制用的电子设备的准确性和性能， 频率过低时有些设备甚至无法工作。这对一些重要工业和国防是不能允
现无差调节，但负荷变动最初阶段，因控制信号不大而延缓了调节过程。 (3)微分调节，按频率偏移对时间的微分来控制调频器。在负荷变动最初 阶段，增、减调节较快，但随着时间推移△f趋于稳定时，调节量也就趋
于零，在稳态时不起作用。
下一页 返回
4. 2调频与调频方程式
这3种形式各有优缺点，应取长补短综合利用，将综合后的信号作为调 频器控制信号，改变功率给定值增量，直到控制信号为零时为止。常见 的频率和有功功率自动调节方法有以下几种。
上一页 下一页 返回
第一节 安全用电知识
三、绝缘安全用具 绝缘安全用具是保证作业人员安全操作带电体及人体与带电体安全距
离不够所采取的绝缘防护工具。绝缘安全用具按使用功能可分为: 1.绝缘操作用具 绝缘操作用具主要用来进行带电操作、测量和其他需要直接接触电气
设备的特定工作。 常用的绝缘操作用具，一般有绝缘操作杆、绝缘夹钳等，如图7-1、图7-
耗在电网有功损耗中所占比重较小。 (4)与频率的三次方成比例的负荷，如通风机、静水头阻力不大的循环
水泵等。 (5)与频率的更高次方成比例的负荷，如静水头阻力很大的给水泵等。 负荷的有功功率随着频率而变化的特性叫做负荷的静态频率特性。电力
系统负荷功率与频率的关系为:
上一页 下一页 返回
4. 1电力系统的频率特性
这种有功负荷随频率而改变的特性叫做负荷的功率一频率特性。 电力系统中各种有功负荷与频率的关系，可以归纳为以下几类。 (1)与频率变化无关的负荷，如照明、电弧炉、电阻炉、整流负荷等。
上一页 下一页 返回
4. 1电力系统的频率特性
(2)与频率成正比的负荷，如切削机床、球磨机、往复式水泵、压缩机、 卷扬机等。 (3)与频率的二次方成比例的负荷，如变压器中的涡流损耗，但这种损
(4)电力系统频率下降时，异步电动机和变压器的励磁电流增加，使异 步电动机和变压器的无功损耗增加，引起系统电压下降。频率下降还会 引起励磁机出力下降，并使发电机电势下降，导致全系统电压水平降低。
上一页 下一页 返回
4. 1电力系统的频率特性
4. 1 .3电力系统负荷的调节效应
1.调节效应 当系统频率变化时，整个系统的有功负荷也要随着改变，即
许的。 (3)电力系统频率降低将使电动机的转速和输出功率降低，导致其所带
动机械的转速和出力降低，影响电力用户设备的正常运行。 2.频率对电力系统的影响 (1)频率下降时，汽轮机叶片的振动会变大，轻则影响使用寿命，重则
可能产生裂纹。对于额定频率为50 Hz的电力系统，当频率降低到45 Hz 附近时，某些汽轮机的叶片可能发生共振而断裂，造成重大事故。
上一页 下一页 返回
4. 1电力系统的频率特性
当系统负荷变化时，有可调容量的机组均参与频率的一次调整，而二次 调整只由部分发电厂承担。从是否承担频率的二次调整任务出发，可将 系统中所有发电厂分为调频厂和非调频厂两类。调频厂负责全系统的频 率调整任务;非调频厂在系统正常运行情况下只按调度控制中心预先安排 的负荷曲线运行，而不参加频率调整。选择调频电厂时，主要考虑下列 因素。
3.电力系统的有功功率控制 并联运行机组间的有功功率分配为:
上一页
返回
4. 2调频与调频方程式
调频器的控制信号有比例、积分、微分3种基本形式。 (1)比例调节，按频率偏移的大小，控制调频器按比例地增、减机组功率。 这种调频方式只能减小而不能消除系统的频率偏移。 (2)积分调节，按频率偏移对时间的积分来控制调频器。这种方式可以实
器具。 5.在一个插座或灯座上不可引接功率过大的用电器具。 6.不可用潮湿的手去触及开关、插座和灯座等用电装置，更不可用湿
抹布去揩抹电气装置和用电器具。 7.操作工具的绝缘手柄、绝缘鞋和手套的绝缘性能必须良好，并作定
期检查。登高工具必须牢固可靠，也应作定期检查。
下一页 返回
第二节 电工安全操作知识
上一页 下一页 返回
4. 1电力系统的频率特性
(2)下降到47 ~48 Hz时，由异步电动机驱动的送风机、吸风机、给水泵、 循环水泵和磨煤机等发电厂厂用机械的出力随之下降，使火电厂锅炉和 汽轮机的出力随之下降，从而使火电厂发电机发出的有功功率下降。
(3)核电厂中，反应堆冷却介质泵对供电频率有严格要求。当频率降到一 定数值时，冷却介质泵即自动跳开，使反应堆停止运行。
8.在潮湿环境中使用移动电器时，一定要采用36V安全低压电源。在金 属容器内(如锅炉、蒸发器或管道等)使用移动电器时，必须采用12V安 全电源，并应有人在容器外监护。
9.如果发现有人触电，应立即断开电源，采取正确的抢救措施抢救触电 者。
上一页
返回
第三节 电气火灾消防知识
一、电气火灾的主要原因 电气火灾是指由电气原因引发燃烧而造成的灾害。短路、过载、漏电
当频率下降时负荷从系统取用的有功功率将减小;系统频率升高时负荷从 系统取用的有功功率将增加。这种现象称为电力系统负荷的频率调节效 应，简称负荷调节效应，并用负荷调节效应系数来衡量负荷调节作用的 大小。
负荷调节效应与负荷的组成和比重有关。 2.电力系统频率控制的基本原理 电力系统中并联运行的发电机组都装有调速器。
第一种负荷变化引起的频率偏移，一般利用发电机组上装设的调速器来 控制和调整原动机的输入功率，以维持系统的频率水平，称为频率的一 次调整。
上一页 下一页 返回
4. 1电力系统的频率特性
第二种负荷变化引起的频率偏移较大，仅仅靠调速器的控制作用往往不 能将频率偏移限制在允许范围内，这时必须由调频器参与控制和调整， 这种调整称为频率的二次调整。第三种负荷变化可以用负荷预测的方法 预先估计得到。调度部门预先编制的系统日负荷曲线主要反映这部分负 荷的变化规律。
等电气事故都有可能导致火灾。设备自身缺陷、施工安装不当、电气接 触不良、雷击静电引起的高温、电弧和电火花是导致电气火灾的直接原 因。周围存放易燃易爆物是电气火灾的环境条件。
下一页 返回
第三节 电气火灾消防知识
电气火灾产生的直接原因: (1)设备或线路发生短路故障电气设备由于绝缘损坏、电路年久失修、
上一页 下一页 返回
4. 1电力系统的频率特性
三是变化十分缓慢的持续分量并带有周期规律的负荷，大都是由于工厂 的作息制度、人民的生活习惯和气象条件的变化等原因造成的，这是负 荷变化中的主体，负荷预测中主要就是预报这一部分。
负荷的变化必将引起电力系统频率的变化，因此要求电力系统中发电机 发出的有功功率也要做相应的变化，以使系统在规定的频率水平上达到 功率平衡。
对泄漏电流、接触电压、跨步电压和其他接近电气设备存在的危险等进 行防护。常用的绝缘防护用具有绝缘手套、绝缘靴、绝缘隔板、绝缘垫、 绝缘站台等，如图7-3所示。当绝缘防护用具的绝缘强度足以承受设备 的运行电压时，才可以用来直接接触运行的电气设备，一般不直接触及 带电设备。使用绝缘防护用具时，必须做到使用合格的绝缘用具，并掌 握正确的使用方法。