电力系统自动装置第六章-低频减载1讲课稿
第六章 电力系统自动低频减载及其他安全自动装置
四、自动低频减载的工作原理
装置的动作顺序
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
四、自动低频减载的工作原理
“轮” :计算点 f1、f2⋯ ⋯ fn 点1:系统发生了大量的有功功率缺额 点2:频率下降到 f1,第一轮继电器起动,经 一定时间 Δt1 点3:断开一部分用户,这就是第一次对功率 缺额进行的计算。 点3-4:如果功率缺额比较大,第一次计算不 能求到系统有功功率缺额的数值,那么频 率还会继续下降,很显然由于切除了一部 分负荷,功率缺额已经减小,所有频率将 按3-4的曲线而不是3-3'曲线继续下降。
二、电力系统频率的静态特性
功率缺额值。 P h
1 f Ph KL
K L 通常以标幺值表示:
50 Ph Ph % f K L* PLN 2 K L*
PLN 额定工况下的有功负荷。
例 电力系统在某一运行方式时,运行机组的总额定 容量为450MW,此时系统中的负荷功率为430MW ,负荷调节效应为KL*=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 任何措施,求事故情况下的稳态频率。 解:当时系统的热备用为 20MW, 所以实际功率缺额 为80MW,将有关数据代入上式得:
1 f Ph KL
可得
Ph max PL max K L* f * PLN PL max
PL max
Ph max K L* PLN f* 1 K L* f *
六、各轮动作功率的选择
1)第一级动作频率 f1 一般的一级启动频率整定在 48.5~49Hz。 2)最后一轮的动作频率 fn 自动减负荷装置最后一轮的动作频率最好不低于 46 ~ 46.5Hz。 3)前后两级动作的时间间隔 前后两级动作的时间间隔是受频率测量元件的动作误差 和开关固有跳闸时间限制的。 4)频率级差
电力系统自动低频减载(整理)
电力系统自动低频减载电力系统频率及有功功率的自动调节1. 电力系统自动调频1.1电力系统频率波动的原因频率是电能质量的重要指标之一,在稳态条件下,电力系统的频率是一个全系统一致的运行参数。
系统频率的波动直接原因是发电机输入功率&输出功率之间的不平衡,众所周知,单一电源的系统频率是同步发电机转速的函数:60np f =n ――电机的转速,r/min ; f ――电力系统的频率,HZ ; p ――电机的极对数;对于一般的火力发电机组,发电机的极对数为1,额定转速为3000 r/min ,亦即额定频率为50HZ 。
此时,系统频率又可以用同步发电机的角速度的函数来表示:π2w f =为了研究系统频率变换的规律,需要研究同步发电机的运动规律。
同步发电机组的运动方程为:dtdw JT T T e m =∆=-mT ――输入机械转距;e T ――输出电磁转距(忽略空载转距,即负荷转距);J ――发电机组的转动惯量;dtdw ――发电机组的角加速度;由于功率和力矩之间存在转换关系(P=wT )上式经过规格化处理和拉氏变换后,可得传递函数:w H P P S e m ∆=-2P――原动机功率(发电机的输入功率);mP――发电机电磁功率;eH――发电机组的惯性常数;S――角速度变化量;w由此可知,当原动机功率和发电机电磁功率之间产生不平衡的时候,必然引起发电机转速的变化,即引起系统频率的变化。
在众多发电机组并联运行的电力系统中,尽管原动机功率P不是恒定不变的,但它主要m取决与本台发电机的原动机和调速器的特性,因而是相对容易控制的因素;而发电机电磁功率P的变化则不仅与本台发电机的电磁特性有关,更取决于电力系统的负荷特性,是难以控e制的因素,而这正是引起电力系统频率波动的主要原因。
1.2调频的必要性电力系统的频率变动对用户、发电厂和电力系统本身都会产生不良的影响,所以必须保持频率在额定值50hz上下,且其偏移量不能超过一定范围。
电力系统自动装置低频减载
1 f K L Ph
系统功率缺额 负荷的频率调节特性
f 50 Ph K L* PLN
系统功率缺额
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2、电力系统频率的动态特性
B系统
i
PAi
PBi
Uii
在系统稳态运行情况下
A系统 ui U mi sinit i
全电网统一的角频率
•当系统受到微小扰动时,系统频率仍然维持 f X ,PAi PBi 发生
解决办法:针对引发系统性事故的紧急操作任务必须依靠
自动控制系统装置来完成。
电磁暂态
Electromagnetic Switching Transient
暂态稳定
Transient stability(angle and voltage) 小扰动稳定
系统运行 Power system operation
第六章 电力系统自动低频减 载及其他安全控制装置
主要内容
电力系统典型事故 自动低频减载
频率的静态/动态特性 自动低频减载的工作原理
最大功率缺额/动作顺序/频率级差选择 每段切功率的限制/延时与防止误动作特殊轮
自动低频减载装置
其他安全自动控制装置 自动解列装置 水轮机低频自启动装置 自动切机与电气制动
变化, i 也发生变化。此时,母线电压的瞬时角频率为
i
d dt
X
t
i
X
d i
dt
X
i
fi f X fi
•由于在扰动过程中,各母线电压的相角不可能具有相同的变化
率,因此,系统中各母线电压频率变化并一致。 变化情况。
f
i
取决于
i
的
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第6章 电力系统自动低频减载及其他安全自动控制装置
第6章电力系统自动低频减载及其他安全自动控制装置
1、电力系统频率降低较大时,对系统运行极为不利,可能产生哪些方面的影响。
2、电力系统在某一运行方式时,运行机组的总额定容量为1000MW,此时系统中负荷功率为
920MW,负荷的调节效应系数为1.6,设这时发生事故,突然切除额定容量为150MW的发电机组,若不采取任何措施,求事故情况下的稳态额定频率值。
3、某系统的负荷总功率为10000MW,系统的最大功率缺额为1800MW,系统的负荷调节效应
系数为1.8,自动低频减载装置动作后,希望系统恢复频率为48.5HZ,求接入低频减载装置的功率总数。
4、自动低频减载装置为什么要装设后备段,后备的动作频率和功率总数怎么确定的?
5、自动低频减载装置防止误动的措施有哪些?
6、自动解列装置在解列点选择时应考虑哪些原则?。
微机电力自动装置原理课件第6章自动低频减载
五、自动低频减载装置
• (一)装置原理接线-----图6-6 • 1、由:电力系统+变电站+自动低频减载装置等组成。 • 2、自动低频减载装置由:f---低频继电器+△t延时单元+EX跳闸执行单元(每个单
元管不同的功率)等组成。 • 3、 f---低频继电器:有模拟式和数字式俩种。数字式的见图6-8、6-9。他由三个
df* dt
TX
PGN PLN
df* dt
TX 系统等值机组惯性时间与TG相当。 PL PLN KLf ;所以PT* PL* KL*f* 若功率缺额为Ph得:
TX
PGN df* PLN K L* dt
f*
Ph* K L*
Txf
df* dt
f*
t
解微分方程得:f * Txf (1 eTxf )
率缺额为Phmax 1200MW;负荷调节效应系数KL* 2,希望系统恢复频率fh 48HZ,求接入低频
减载装置的功率PLmax ?
17
•
解:希望恢复频率的标么值为:
f*
50 48 50
0.04
PL max
1200
25000 1 2 0.04
0.04
870(M W )
所以减去870(M W )的负荷,才能使频率
第六章 电力系统自动低频减载及 其他安全自动控制装置
6.1 6.2 自动低频减载 6.3 其他安全装置
1
6.1 概述
•
6.1.1电力系统自动低频减载的含义
•
电网出现严重故障时,所以发电机都满负荷发电也依然
不能满足功率缺额条件下,电网频率不断往下掉.即出现低频的情况
发生,.电力系统自动控制装置一检测到出现低频的情况,立即将
第六章按频率自动减负荷装置总结课件
• 由于负荷调节效应的存在,当电力系统因有功功率 不平衡引起频率变化时,负荷自动改变消耗的有功 功率,对系统有一定的补偿作用,使系统可以稳定 运行在一个新的频率。但是,负荷的频率调节效应 毕竟是有限的,当电力系统出现较大的有功功率缺 额时, 如果仅仅依靠负荷的频率调节效应来补偿, 系统频率将会降低到不允许程度,从而破坏系统的 安全稳定运行。在这种情况下, 必须借助按频率自 动减负荷装置(简称AFL装置)来切除一部分不重要 的负荷,才能保证系统的安全稳定运行。
用标幺值表示,并取额定频率时的负荷功率PLN为功 率PL 的基准值,额定频率fN为频率f 的基准值,则有
显然,当系统的频率为额定值时, f*=1 ,PL*=1,
于是:
15
• 电力系统负荷的静态频率特性曲线如图6-1所示:
•当频率下降时,负荷从系统中 取用的功率将下降;
•系统频率升高时,负荷从系统 中取用的功率将增加。
19
•KL*是一个无量纲的数,
•KL*是调度部门要掌握的数据, 在实际系统中,需要 经过测试求得,也可根据负荷统计资料分析估算确定。
•对同一个系统,KL* 随季节及昼夜交替而变化,但差 别不大,因此对一个系统而言可近似认为KL*是不变 的,一般负荷调节效应系数在1~3之间 。
•KL与负荷的大小有关,调度部门只要掌握KL* 的值, 就很容易算出KL 的值,从而得到频率偏移量与功率 调节量之间的关系。
7
• 频率异常不同于系统正常运行中的频率波动。 • 频率异常是系统发生事故时,由于突然造成的有
功功率严重不平衡引起的频率大幅度剧烈变化。 • 导致有功功率平衡关系突变的直接原因有: • (1)两个系统间联络线因故障跳开。 • (2)系统内有大机组突然故障退出运行,而旋转
第六章__电力系统自动低频减载及其他安全控制装置分解
•尽管频率动态除负荷,即按频率自动减载。 •自动低频减载装置是在电力系统发生事故后系统频率下降时,按 照频率的不同数值按顺序依次切除负荷,也就是将最大开断功率 分配在不同启动频率值的区段内分批切除负荷。 •为了确定自动低频减载装置的级数,应该确定第一级启动频率 和最末一级启动频率 f n 的数值。
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(1)最大功率缺额的确定
1 f Ph KL
f f N f h
Ph. max PL. max K L* f * PLN PL. max
Ph. max K L* PLN f * 1 K L* f *
PL. max
fi fN
K L*
系统缺额由负荷调节 效应来补偿
Pi 1*
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i 1 1 PLk * K L* f i* k 1
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(4)每段切功率的限制
(2)当第i级切除负荷 PLi * 后,系统 f f h 功率缺额由负荷调节效应来补偿。
2、电力系统频率的动态特性
•当频率下降至 f1 ,切除负荷 PL , 若 PL Ph 则有曲线C •当频率下降至 f1 ,切除负荷 PL , 若 PL Ph ,且使 f X f1 则有曲线d
•当频率下降至 f1 ,切除负荷 PL , 若 PL Ph ,且使f X f b 则有曲线e
•在同一事故情况下,切除负荷越多,系统恢复频率就越高,因 此,每级切除负荷的功率受到恢复频率的限制。
•切除功率的限值计算——按照“第i-1级动作切除负荷后,系统 的稳定频率正好在第i级的启动频率上”来考虑。 (1)系统缺额功率 Pi 1
Pi 1 PLN PLk
电力系统自动低频减载及其他安全自动装置
《电力系统自动装置》主讲教师: 胡志坚武汉大学电气工程学院第一节自动低频减载一、概述a) 事故情况下,系统可能产生严重的有功缺额,因而导致系统频率大幅度下降。
b) 所缺功率已经大大超过系统热备用容量,只能在系统频率降到某值以下,采取切除相应用户的办法来减少系统的有功缺额,使系统频率保持在事故允许的限额之内。
c) 这种办法称为按频率自动减负荷。
中文简拼为“ZPJH”,英文为UFLS(Under Frequency Load Shedding)。
二、系统频率的事故限额(1)系统频率降低使厂用机械的出力大为下降,有时可能形成恶性循环,直至“频率雪崩”。
(2)系统频率降低使励磁机等的转速也相应降低,当励磁电流一定时,发送的无功功率会随着频率的降低而减少,可能造成系统稳定的破坏。
(3)电力系统频率变化对用户的不利影响:频率变化将引起异步电动机转速的变化。
系统频率降低将使电动机的转速和功率降低。
(4)汽轮机对频率的限制。
(5)频率升高对大机组的影响。
(6)频率对核能电厂的影响。
三、系统频率的动态特性系统频率变化不是瞬间完成的,而是按指数规律变化,其表示式为式中f∞——由功率缺额引起的另一个稳定运行频率T f——系统频率变化的时间常数,它与系统等值机组惯性常数以及负荷调节效应系数K L∗有关,一般在(4~10)间。
大系统T f较大,小系统T f较小。
四、自动低频减载(按频率自动减负荷装置“ZPJH”)的工作原理“轮” :计算点f1、f2⋯⋯f n点1:系统发生了大量的有功功率缺额点2:频率下降到f1,第一轮继电器起动,经一定时间Δt1点3:断开一部分用户,这就是第一次对功率缺额进行的计算。
点3-4:如果功率缺额比较大,第一次计算不能求到系统有功功率缺额的数值,那么频率还会继续下降,很显然由于切除了一部分负荷,功率缺额已经减小,所有频率将按3-4的曲线而不是3-3'曲线继续下降。
点4:当频率下降到f时,ZPJH的第二轮频率继电器2后启动,经一定时间Δt2点5:又断开了接于第二轮频率继电器上的用户。
第六章 电力系统自动低频减载装置 《电力系统自动装置(第2版)》教学课件
The End !
§6-2 自动低频减载装置的工作原理 三、自动低频减载装置动作顺序
统允许2)的最最末低一频级率起受动“频频率率f n崩的溃选”择或:“电电力压系崩 溃’’的限制。对于高温高压的火电厂,在频 率低于46~46.5Hz时,厂用电已不能正常工作; 在频率低于45Hz时,就有“电压崩溃”的危险。 因此,最末一级的起动频率宜整定为46~ 46.5Hz.
式中 df/dt3——频率变化率闭锁定值; Tfas2为加速切第二、三级延时定值。
§6-3 微机频率电压紧急控制装置 三、微机频率电压紧急控制装置动作原理
(5)低频二、三、四、五级动作条件分别如下:
f≤f2
t≥Tfs2
f≤f3
t≥Tfs3
f≤f4
t≥Tfs4
f≤f5
t≥Tfs5
式中 f2 、f3、 f4、 f5——分别为低频第二、第三、
(3)低频一级、加速第二级动作条件: f≤f1 df/dt2>︱df/dt︱≥df/dt1 t≥Tfas1
式中 df/dt2——加速切第二、三级定值; Tfas1——加速切第二级延时值。
§6-3 微机频率电压紧急控制装置 三、微机频率电压紧急控制装置动作原理
(4)低频第一级、加速第二、三级动作条件: f≤f1 df/dt3>︱df/dt︱≥df/dt2 t≥Tfas2
当系统发生短路故障时,母线电压突然降低,此时本装置立即闭 锁出口,不再进行低电压判断。而当保护动作切除故障后,装置安 装处的电压迅速回升,但如果恢复不到正常数值,但大于klUn(故障 切除后应回升到的电压定值,该定值应大于相邻线路三相短路时的 残压值,建议值一般为额定电压的0.7-0.8倍),装置立即解除闭锁 ,允许装置快速切除相应的负荷,使电压恢复。本装置不需要与保 护二、三段的动作时间相配合,但需要用户设定 tus( 等待短路故 障切除时间),一般应大于后备保护的动作时间,若后备保护最长时 间为4秒,则tus应设为4.5~5秒。超过tus以后电压还没有回升到 k1Un以上,装置将闭锁出口,并发出异常告警信号。
第六章电力系统自动低频减载装置
第六章电力系统自动低频减载装置电力系统自动低频减载装置是一种安全保护装置,主要用于在电压下降或电力系统负荷变重时,自动减少发电机或发配电设备的负载以避免过载情况的发生。
本文将介绍电力系统自动低频减载装置的工作原理、组成部分和应用场景。
工作原理电力系统自动低频减载装置的工作原理主要是基于电力系统发生负荷波动时的物理规律,即随着负荷变重,电压和频率都会下降。
利用这一规律,装置将通过感应电流变压器、电压互感器等设备获取电压和电流数据,同时对数据进行分析,判断负荷变化是否超过给定的阈值,并实时调节负载容量以避免过载。
组成部分电力系统自动低频减载装置主要由三个部分组成,分别是数据采集部分、控制部分和执行部分。
数据采集部分数据采集部分主要是通过感应电流变压器、电压互感器等设备获取电力系统的电压、电流、频率等数据,并对数据进行处理和传输。
控制部分控制部分主要是由处理器、存储器、逻辑操作电路等组成的,用于对采集到的数据进行分析和决策,并控制执行部分进行动作。
执行部分执行部分主要是由接触器、发电机/配电设备控制器等组成的,用于控制发电机或配电设备的负载并对过载情况进行保护。
应用场景电力系统自动低频减载装置主要应用于电力系统的发电机和配电设备中,以保证系统的安全和稳定运行。
具体应用场景包括以下几个方面:发电机组在独立发电机组中,电力系统自动低频减载装置主要用于监测发电机组负载,当发电机组负载变重时,自动减少负载容量以避免发生过载。
配电系统在配电系统中,电力系统自动低频减载装置主要用于监测负荷变化并自动调整发电机容量,以保证配电系统的安全运行。
电网系统在电网系统中,电力系统自动低频减载装置主要用于监测电压和频率的变化,当电压和频率下降时,自动减少负载容量以避免过载情况的发生。
结论电力系统自动低频减载装置是保障电力系统安全和稳定运行的重要装置之一。
通过实时监测电力系统的数据并判断负荷变化是否超过给定阈值,该装置能够自动调节发电机或配电设备的负载,保证系统的正常运行,避免过载和设备损坏的发生。
第六章电力系统自动低频减载及其他安全控制装置ppt课件
(1)最大功率缺额的确定
f
1 KL
Ph
f fNfh
Ph.m axPL.m PLNPL.m a
ax KL*f*
x
PL.m axPh.m 1a K xK L*L *P f*LN f*
•根据系统负荷、系统恢复频率以及最大功率缺额 Ph.max,可以 计算出接到自动低频减载装置的功率总数。
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(2)自动低频减载装置的动作顺序 病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程
•系统运行方式有很多种,事故的严重程度也很大差别,而对于自 动低频减载装置都必须做出恰当的反应,切除相应数量的负荷。 •解决的办法——只有分批断开负荷功率,采用逐步修正的办法, 才能取得较为满意的结果。 •尽管频率动态方程表明频率下降速率载有有功缺额的信息,但是, 在实际应用中,按频率降低值来切除负荷,即按频率自动减载。
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病原体侵 入机体 ,消弱 机体防 御机能 ,破坏 机体内 环境的 相对稳 定性, 且在一 定部位 生长繁 殖,引 起不同 程度的 病理生 理过程
电力系统典型事故
存在问题:如果由调度人员在很短的时间内正确判断事故并
且完成相应的上述操作,显然是不可能的。原因是远动信息传 输和操作命令的传达都需要一定的时间,如此长的时间势必会 失去及时处理事故的良机。
•一般希望系统切除负荷后的恢复频率要小于系统额定频率 fh fN
•自动低频减载装置的最大可能断开的功率PL.ma要x 小于最大功率
缺额 Ph.m ax
PL.m axPh.m ax
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病原体侵 入机体 ,消弱 机体防 御机能 ,破坏 机体内 环境的 相对稳 定性, 且在一 定部位 生长繁 殖,引 起不同 程度的 病理生 理过程
电力系统自动低频减载及其他安全自动控制装置
Pi1* PLi* Phi*
i 1
i
PLi* (1 PLk *)KL*fi* (1 PLk *)KL*fh*
k 1
k 1
PLi *
(1
i 1 k 1
PLk *)
KL*(fi* fh*) 1 KL*fh*
因此各级切除功率按小于上式进行
E自动低频减载装置的动作时延及防止误动作措施 自动低频减载装置的动作时延: 取0.1~0.2s 以躲过暂态过程 可能出现的误动作 4 自动低频减载装置原理接线
低频测量元件:频率继电器f 延时元件:时间继电器t 跳闸元件:中间继电器EX
自动低频减载装置原理接线
第三节 其他安全自动控制装置
一 自动解列装置 1)厂用电系统“解列”的应用 当系统出现严重功率缺额时,将引起系统频率大幅度下降,系统 频率过低会引起厂用电动机输出功率减少,这是形成“频率崩溃” 事故的主要原因,若电厂的厂用电系统具备独立供电条件,可以 考虑厂用电系统与系统解列运行。
KL
Ph f
K L*
Ph f
• 50 PLe
f
Ph • 50 K L* PLe
f
Ph*% 2 K L*
例题分析见P168例题6-1
2 电力系统频率动态特性
J d M dt
WkN
1 2
J
2 e
J
2WkN
2N
2WkN 2N
d dt
M
M B PGN N
2WkN PGN N
d dt
2WkN PGN
2) 末级起动频率fN的选择:整定值应大于 46-46.5Hz
允许最低频率受”频率崩溃“或”电压崩溃“的限制
3) 频率级差问题
当f1和fN 的确定以后,就可在这频率范围内按频率级差 分f 成n
第六章__电力系统自动低频减载及其他安全控制装置教程
第六章__电力系统自动低频减载及其他安全控制装置教程电力系统自动低频减载及其他安全控制装置是电力系统的重要组成部分,对于保障电力系统的安全运行起着至关重要的作用。
本章将重点介绍电力系统自动低频减载及其他安全控制装置的基本原理、功能以及应用。
一、电力系统自动低频减载装置低频减载是指在电力系统运行过程中发生频率异常低于额定值时,自动剔除部分负载以保证系统的稳定运行。
主要包括以下三个装置:1.动作频率调节装置(DFR):动作频率调节装置通过检测电力系统的频率并根据预定的频率范围进行动作,当频率低于阈值时,自动剔除部分负载以提高频率。
DFR能够有效地防止系统陷入不稳定状态,消除负荷崩溃现象。
2.电动机本动闭锁装置:电动机本动闭锁装置能够监测电动机运行时的频率,并在频率低于设定阈值时自动断开电源,以保护电动机免受过载和频率异常的损害。
3.自动联络机欠频停机装置:自动联络机欠频停机装置是用于电力系统的主发电机组的保护装置。
它能够检测系统频率并在频率低于设定值时自动停机,以保护主发电机组免受过负荷和频率异常的影响。
二、其他安全控制装置除了自动低频减载装置外,电力系统还需要其他一些安全控制装置来确保系统的可靠运行。
主要包括以下几个装置:1.过热保护装置:过热保护装置用于保护发电机、变压器和电缆等设备免受过热损坏。
它能够检测设备的温度,并在温度超过设定阈值时自动断开电源,以防止设备过热。
2.过电流保护装置:过电流保护装置是用于保护电力系统各个设备免受过电流损害的装置。
它能够检测电流并在电流超过设定阈值时自动断开电源,以保护设备。
3.漏电保护装置:漏电保护装置主要用于保护人身安全。
它能够检测设备中的漏电流,并在漏电流超过设定值时自动切断电源,以防止电击事故的发生。
4.短路保护装置:短路保护装置用于保护电力系统免受短路故障的损害。
它能够检测电流的变化并在出现短路时迅速切断电源,以保护设备和系统。
总之,电力系统自动低频减载及其他安全控制装置对于保障电力系统的安全运行具有重要的作用。
电力系统自动化-低频减载
6.5 电力系统低频减载-电力系统频 率的动态特性
• 电力系统频率的动态特性就是当发生有功 功率的事故性缺额时,频率下降的过程。
• 在考虑系统频率的动态特性时,可以将系 统看成一个机械能与电能转换的整体,它 的机械转动惯量包括系统所有转动部分, 如汽轮机、发电机、同步补偿机、电动机 及被拖动的机械等的机械转动惯量,它们 都以同一个等值转速,即在同一个不断变 化的频率数值下共同工作。
fDN
t1 t2
tN tD1 tD2 tDN
EX1
P1
EX2
P2
EXN
PN
EXD1 EXD2 EXDN
PD1 PD2
PDN
6.5 电力系统低频减载-低频减载整 定计算
(一)确定最大功率缺额Pqe
• 发生严重事故时,为了保证系统UFLS装置动作 切除负荷后能使系统频率恢复到允许值,在计算 接入UFLS装置的负荷功率之前,必须先确定系 统发生故障时,功率缺额的最大值。确定最大功 率缺额应考虑系统最不利运行条件下出现最严重 故障时的情况。例如,按系统断开最大容量的机 组或某一发电厂考虑;如果系统有可能解列成几 个子系统时,还应考虑各子系统因联络线断开而 出现的功率缺额。
6.5 电力系统低频减载-低频减载整 定计算
(七)确定特殊级的有关参数 • 特殊级的动作频率通常只有一个,其整定值ft应
大于或等于基本级第一级的动作频率。特殊级是 通过动作延时实现与基本级间动作的选择性的。 在基本级的第一级的频率继电器尚未动作之前, 特殊级的频率继电器就全部动作了,但是由于延 时继电器的延时△t很大,只有在基本级动作不能 使系统频率恢复到希望的频率时,特殊级的执行 继电器才能动作。一般△t取电力系统时间常数 2~3倍,最小动作时间约为10~15s。特殊级中 的各级的选择性是通过不同的延时实现的,相邻 两级间的延时差不小于5s。
低频减载课程设计
低频减载课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握低频减载的概念,理解其在工程应用中的重要性。
2. 使学生掌握低频减载的基本原理,包括电路组成、工作原理及影响参数。
3. 引导学生运用数学知识分析低频减载过程中的电流、电压变化。
技能目标:1. 培养学生运用低频减载知识解决实际问题的能力。
2. 提高学生动手实践能力,学会搭建简单的低频减载电路。
3. 培养学生运用图表、数据等分析低频减载效果,提高数据分析能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对低频减载技术研究的兴趣,激发学习热情。
2. 培养学生团队合作精神,学会在小组讨论中倾听他人意见,共同解决问题。
3. 增强学生对我国低频减载技术发展的认识,培养学生的科技创新意识。
课程性质:本课程为电子技术基础课程,旨在帮助学生掌握低频减载知识,培养实际操作能力。
学生特点:学生具备一定的电子技术基础知识,但对低频减载技术了解较少,需要通过实践操作加深理解。
教学要求:注重理论与实践相结合,强调知识在实际应用中的价值。
通过本课程的学习,使学生能够独立搭建简单的低频减载电路,并分析其工作原理和性能。
将课程目标分解为具体的学习成果,以便在教学设计和评估中明确学生的学习进度。
二、教学内容1. 低频减载概念及分类:介绍低频减载的定义、作用和分类,结合教材相关章节,让学生了解低频减载的基本概念。
- 教材章节:第一章第二节- 内容:低频减载的定义、分类及其在电力系统中的应用。
2. 低频减载工作原理:分析低频减载的电路组成、工作原理,使学生掌握低频减载的基本原理。
- 教材章节:第二章- 内容:低频减载电路的组成、各部分功能、工作原理及影响参数。
3. 低频减载电路分析:引导学生运用数学知识分析低频减载过程中的电流、电压变化,提高学生分析问题的能力。
- 教材章节:第三章- 内容:低频减载电路的数学模型、分析方法及实际应用。
4. 低频减载电路设计:教授学生如何设计简单的低频减载电路,培养学生的动手实践能力。
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解决办法:针对引发系统性事故的紧急操作任务必须依靠
自动控制系统装置来完成。
电磁暂态
Electromagnetic Switching Transient
暂态稳定
Transient stability(angle and voltage) 小扰动稳定
系统运行 Power system operation
Small signal stability 长期电压稳定
Long term voltage stability
0.001 0.01
0.1
1
10
100
1000 Sec.
继电保护范围 自动装置范围
自动化系统范围
人员操作范围
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率,因此,系统中各母线电压频率变化并一致。 f i
变化情况。
取决于
i
的
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2、电力系统频率的动态特性
•电力系统由于有功功率的平衡遭到破坏,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—
—电力系统频率的动态过程。
•用 fX t 来表示电力系统频率动态特性。
•当频率降低时,负荷按照自身的频率特性自动地减少了从系统 中所吸收的功率,使之与发电机发出的功率尽可能的保持平衡。 此时,系统所减少的功率就是系统的功率缺额。
f
1 KL
Ph
系统功率缺额 负荷的频率调节特性
f 50 Ph KL*PLN
系统功率缺额
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2、电力系统频率的动态特性
迅速减少输送功率,则可能由于系统稳定破坏而解列。造成受 端更为严重的功率缺额。
事故处理:
1、对于事故1,B系统迅速切除负荷
2、对于事故2,A电厂迅速减少输送功率
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North China Electric Power University
4/37Biblioteka 力系统典型事故存在问题:如果由调度人员在很短的时间内正确判断事故并
电力系统自动装置第六章-低频 减载1
电力系统自动装置
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电力系统典型事故
•电力系统自动装置就是针对危及系统安全运行的故障所采用
的自动化对策,他们的任务就是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,采取必要的措施以避免事故扩大。
PA
输电线路1
B系统
A电厂
输电线路2
事故1:A电厂发生故障而切机,B系统突然减少了功率 PA 。 如果运行机组备用容量远小于 PA ,则会造成电网功率的严重
缺额,频率会大幅度下降。此时如果不及时切负荷,则会危及 系统安全,甚至整个系统崩溃。
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电力系统典型事故
B系统
PA
输电线路1
A电厂
输电线路2
事故2:在双回线路上输送的功率 PA 很大,当有一回线三相短 路而被切除,PA 超出了一回线路运行的暂态稳定极限。如果不
PA
输电线路1
B系统
A电厂
输电线路2
•为了保证电网安全和对重要用户的供电,必须采取措施,切 除部分负荷,以使系统频率恢复到可以安全运行的水平内。
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频率降低对电力系统的影响
•系统频率降低较大时,对系统运行极为不利,甚至会造成系统崩 溃的严重后果。
1、对汽轮机的影响:频率降低会导致汽轮机的叶片产生裂纹, 甚至叶片断裂。
d* d* df*
dt dt dt
转换为以负荷 在额定频率时TX 的总功率为基
PGNdf* PLN dt
PT*PL*
PLPLNKLf
准功率
TXPLP NG K NL*dd tf*f* K P Lh**
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2、电力系统频率的动态特性
TXPLP NG K NL*dd tf*f* K P Lh**
•当系统出现功率缺额时,系统中旋转的动能都为支持电网的能 耗而做出贡献。
•频率随时间变化的过程主要取决于有功功率缺额大小和系统中 所有转动部分的机械惯性,包括:汽轮机、同步发电机、同步 调相机、电动机及其拖动的机械设备。
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2、电力系统频率的动态特性
研究电力系统频率的动态过程
2、发生频率崩溃现象 频率降低
3、发生电压崩溃现象
火电厂厂用机械出力降低
发电厂出力降低
锅炉出力降低
励磁机、发电机转速下降 频率降低
电压水平下降
加剧无功不足
电动势下降
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1、电力系统频率的静态特性
•在电力系统出现较大的功率缺额时,如能在较低的频率维持运 行,主要是依靠负荷频率特性的调节作用。
(1)以单机单负荷为例:
系统出现有功缺额时,转子运动方程 J d M
dt
转子动能
WKN
1 2
J2N
P 2G W N KN Nddt2P W G KN Ndd *tM *
2WKN d M 2N dt
考虑到机械角速 度变化不太快
* * M* P*
2P W G KN N dd *tTGdd *tP T*PL*
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2、电力系统频率的动态特性
(2)全网多台机组并联运行:
•考虑忽略各节点频率偏差 f i 的差异,把全系统的所有机组看作
一台等值机。
•电动机及其拖动机械负荷的转动惯量远小于发电机组的转动惯 量,可以忽略,这样并不会影响计算结果。
等值机的惯性 时间常数
TX
d*
dt
PT*
PL*
第二节 自动低频减载
•电力系统的频率反映了发电机组所发出的有功功率与负荷所需有 功功率之间的平衡状况。
•当电力系统发生了较大的事故时,系统出现了严重的功率缺额, 其缺额值超出了正常热备用可以调节的能力,这时即使令全系 统中运行的所有发电机都发出其设备可能提供的最大功率,仍 然不能满足负荷功率的需要,所引发的系统频率下降值远远超 出了系统安全运行所允许的范围。
Txf
df* dt
f*
Ph* KL*
•当系统出现功率缺额或者功率过剩时,系统频率 fX t
B系统
i
PAi
PBi
Uii
在系统稳态运行情况下
A系统 u i U m siiin ti
全电网统一的角频率
•当系统受到微小扰动时,系统频率仍然维持 f X ,PAi PBi 发生
变化, i 也发生变化。此时,母线电压的瞬时角频率为
i d dtXtiXdditXi
fi fXfi
•由于在扰动过程中,各母线电压的相角不可能具有相同的变化