3-3频率与有功 (NXPowerLite) (NXPowerLite)

• 频率的二次调整则不同，一般只由系统中选定 的极少电厂的发电机组担任频率的二次调整。 负有二次调频任务的电厂称为调频厂。调频厂 又分成主调频厂和辅助调频厂。只有在主调频 厂调节后，而系统频率仍不能恢复正常时，才 起用辅助调频厂。而非调频厂在系统正常运行 情况下，则按预先给定的负荷曲线发电。
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• 在频率的一次调整和二次调 整同时进行时，系统负荷的 增量(注：不是发电机有功增 量)是由三部分调节功率与之 平衡的： （1）由频率的二次调整（调 频器作用）增发的功率AD段。 （2）由频率的一次调整（调 速器作用） 增发的功率DE 段。 （3）由负荷自身的调节效应 而减少取用的功率EF段。
P=3I2R╳10-3 ②与频率变化成正比的负荷
拖动金属切削机床或磨粉机的异步电动机等
P=M ╳ 2πf/p ③与频率高次方成正比的负荷
拖动鼓风机、离心水泵的电动机等
一、频率调整的必要性
电 力 系 统 的 频 率 与 有 功 功 率
⑵频率变化的危害
①影响异步电动机转速的变化； ②影响各种电子设备的精确性； ③使计算机发生误操作； ④威胁电力系统自身的正常运行。
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三、频率调整
水库 水 轮 机 PM 水能 机械能 转 子 发 电 机 PG 电能
PL
功率平衡：PM =PG (忽略损耗） 同步运行：=N, f = fN= 50Hz
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负荷变化怎么办？（PL增加）

水 轮 机 PM
发 电 机 PG
PG PM
PL
能量始终平衡
PL
输入的水能若不变！增加的能量从哪来？？
负荷变化，导致系统频率变化，不满足电能 质量要求！怎么办？
调 速 器
+

N
开 度
水 轮 机 PM
发 电 机 PG
PL
调速器：感受到转速的变化，说明系统负 荷发生改变，需要调整水能输入，以满足 负荷的要求。转速也将向靠近-22
频率二次调整
• 当电力系统由于负荷变化引起的频率偏 移较大，采取一次调频尚不能使其保持 在允许的范围以内时，通过频率的二次 调整才能解决。 • 频率的二次调整就是以手动或自动方式 调节调频器（同步器） 平行移动发电 机组有功功率—频率静态特性，来改 变发电机组输出的有功功率，使系统的 频率保持为负荷增长前的水平或使频率 的偏差在允许的范围之内。
答案：转子释放机械能，弥补负荷的增加。 转子速度降低，系统频率下降！
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频率的一次调整
• 发电机组与负 荷 的 有 功 功 率—频率静态 特性的交点就 是系统的初始 运行点1。
• 如果负荷的有功功率突然增加△PLD，由于发电机输出的有 功功率不能随负荷的突然增加而及时变动，发电机组将减 速，电力系统频率将下降。在系统频率下降时，发电机输 出增加，同时负荷所需的有功功率减少，最后在新的平衡 点2稳定下来。这一调节过程是由发电机和负荷共同完成 的。称为一次调频。 12-22
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设系统原始运行点为A，它是负荷频率特性PLD与发电机组功频特 性PG的交点。负荷增加时，负荷频率特性由PLD平行移到P’LD，它 与PG的交点为B。此时，频率由fA下降到fB，发电机组的输出功率 由PA增加到PB，此为一次调频。此时fB若不满足要求需要二次调整
系 统 频 率 分 析
进行二次调频时，设发电机组的功频特性由PG平行上移到P’G，它与 P’LD的交点为C。此时，频率由fB上升为fC ,机组的输出功率由PB增 加到PC。
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1）二次调频：
手动或电动发电机组的同步器来调节 其有功功率输出的过程。
2）二次调频的特点：
①可以实现频率的无差调节。效果就是平 行移动功频静态特性。 ②在一次调频的基础上，由一个或数个发 电厂来承担。
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• 电力系统中各发电机组均装有调速器，所以系 统中每台运行机组都参与频率的一次调整（除 满载机组除外）。 系 统 频 率 分 析
二、电力系统的频率特性
电 力 系 统 的 频 率 与 有 功 功 率
（一）负荷有功-频率静态特性
（二）发电机组有功-频率静态特性
二、电力系统的频率特性
• 1、电力系统负荷的有功功率—频率静态特性
当电力系统稳态运行时，系统中有功负荷随频 率变化的特性称为负荷的有功功率—频率静态 特性。如图所示：
一次调频：依靠发电机组调速器自动调
节发电机组有功功率的输出来调整调率 的过程。
一次调频的特点：
①只能实现有差调频； ②系统中的所有机组都参与。
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• 调速器结构
1 为转速测量元件— 离心飞摆及其附件；
2 为放大元件—错油 门(或称配压阀)； 3 为执行机构—油动 机(或称接力器)； 4 为转速控制机构或 称同步器(调频器) 离心飞摆式机械液压调速系统
⑶我国电力系统的额定频率 fN：50Hz；
允许频差:±0.2～ 0.5Hz，用百分数 表示为 ±0.4～ 1％
⑷实际负荷曲线的组成
P1：变化幅度小，变 化周期较短（一般为 10s以内）的负荷分量 ； P2：变化幅度较大、 变化周期较长（一般 为10s～3min）的负 荷分量； P3：变化缓慢的持续 变动负荷。
3.4 电力系统的频率与有功功率
电 力 系 统 的 频 率 与 有 功 功 率
一、频率调整的必要性
二、电力系统的频率特性 三、电力系统的频率调整
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一、频率调整的必要性
电 力 系 统 的 频 率 与 有 功 功 率
⑴负荷与频率的关系
①不受频率影响的负荷
白炽灯泡、电阻器、电热器等电阻性负荷，它们从系统 中吸收的三相有功功率不受频率变化的影响。
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系 统 频 率 分 析
• 调频器通过伺服电动机转动蜗轮、蜗杆，抬高D点，杠 杆DE绕F点顺时针转动； • 错油门活塞再次下移开启小孔，在油压作用下，油动机 活塞再次向上移动，进一步增加进汽或进水量。机组转 速上升，飞摆使A点由点A’上升。 • 油动机活塞向上移动时，杠杆AB绕A逆时针转动，带动 C、F、E点上移，再次堵塞错油门小孔，结束调节过程。 • D点位移选择恰当，A点可能回到原来位置 • 特点：可以实现有差调节/无差调节
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说明：
电 力 系 统 的 频 率 与 有 功 功 率
第一种变化负荷引起的频率偏 移由发电机组的调速器自动进 行，称为频率的一次调整，简 称一次调频。 第二种变化负荷引起的频率 偏移需要发电机组的调频器参 与，称为频率的二次调整，简 称二次调频。 第三种变化负荷，在有功功 率平衡的基础上，按照最优化 的原则在各发电厂间进行分配 。
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系 统 频 率 分 析
当频率偏移额定值不多时，该特性常用 一条直线来表示。也就是说，在额定频 率附近，负荷的有功功率与频率呈直线 关系。
综合有功负荷的单 位调节功率
PL KL f
用标么值表示为：
K L
PL PLN PL f f N f
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• 2、发电机组的有功功率—频率静态特性 反映由频率变化而引起汽轮机（或 水轮机）输出功率变化的关系，称为发 电机组有功功率—频率静态特性。这种 频率随发电机功率增大而有所降低的特 性是线性的，称为发电机的功率—频率 静特性，如图所示。