第4章 电力系统频率调整和电压调整
电力系统频率调节
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。
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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。
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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。
第四章 电力系统的有功功率和频率调整
• 事故备用是使电力用户在发电设备发生偶然性事故时不 受严重影响，维持系统正常供电所需的备用。事故备用 容量的大小应根据系统容量、发电机台数、单位机组容 量、机组的事故概率、系统的可靠性指标等确定，—般 约为最大负荷的5％一10 ％，但不得小于系统中最大 机组的容量。 • 检修备用是使系统中的发电设备能定期检修而设置的备 用只有在系统负荷季节性低落期间和节假日安排不厂所 有设备的大小修时，才需设置专门的检修各电容量。 • 负荷备用、事故备用、检修备用、国民经济备用归纳起 来以热备用和冷备用的形式存在于系统中。而不难想见， 热备用中至少应包括全部负荷备用和一部分事故备用
五、网络损耗的修正 1．网损修正系数 计及网络损耗时
困难在于网损微增率的计算
第三节 电力系统的频率调整
一、调整顿率的必要性 电力系统的频率变动对用户、发电厂和电力系统本身都 会产生不利影响，所以必须保持频率在额定值50Hz上下， 且偏移不超过一定范围。 电力系统频率变动时，对用户的影响有： 用户使用的电动机的转速与系统频率有关。频率变化将 引起电动机转速的变化，从而影响产品质量。例如，纺织 工业、造纸工业等都将围频率变化而出现残次品。 近代工业、国防和科学技术都已广泛使用电子设备，系统 频率的不稳定将会影响电子设备的工作。雷达、电子计算 机等重要设施将因频率过低而无法运行。
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二、有功功申负荷曲线的预计 进行有功功率和频率的三次调整 时引以为据的多半是有功功率日 负荷曲线。 预计有功功率日负荷曲线的方法 不止一种，但都要运用累积的运 行记录。 连续曲线，则往往还需对它们加 工。加工的原则是：加工前后两 种曲线上最大、最小负荷等待征 点应一致；两种曲线下阴影面积， 即负荷消费的电能应一致。换言 之，不应在加工过程中带来附加 误差。 加工方法示于图
电力系统基础第四章习题
第四章 电力系统的正常运行与控制填空题无功负荷指的是______________ 。
无功损耗是指电网中 ___________ 和____________ 产生无功损耗 。
电力系统稳态运行中，用电设备所取用的功率随电压变化的关系称为 _________________________ 。
电力系统中无功电源有 __________ 、 ____________ 和 ___________ 。
电力系统的调压措施电力线路等值电路并联支路的电纳无功功率又称为 _________________ 。
_________ 是唯一即可以提供有功功率，又可以提供无功功率的设备 我国电力系统采用的标准频率是__________ ，允许偏差为 _______________ 0电力系统中有功功率的最优分配包括 _____________ 和 ____________________ 发电设备单位时间内消耗的能源与发出的有功功率的关系称为 ________________ 电力系统的频率调整分 _____________ 、 ___________ 、 ____________ 0 系统频率的一次调整是由___________________ 完成。
系统频率的二次调整是由 ___________________ 完成。
电力系统中的有功功率电源是 _________________________________________ , 无功功率电源判断题 电力系统稳态运行中，随着电压的升高，用电设备所取的无功功率比有功功率快速增加。
( )利用发电机即可满足电力系统的电压调整要求。
减小系统的负荷无功功率有利于电压的调整。
无功功率不做功，故不用考虑。
架空线路短线路只消耗有功功率。
电力网中发电机只提供有功功率，变压器提供无功功率。
无功平衡和电压调整可以按电压等级分片就地解决。
电力系统把频率的调整转化为功率的调整。
电力系统的电压和频率调节
电力系统的电压和频率调节电力系统中的电压和频率调节是确保供电系统稳定、高效运行的关键措施。
在电力系统中，电压和频率的调节对于保持用电设备的正常运行以及保障用户的电能质量至关重要。
本文将探讨电力系统中电压和频率调节的原理、方法以及相关控制策略。
一、电压调节1. 电压调节的重要性电力系统中的电压调节是对电压进行稳定控制的过程。
电压的稳定控制是为了保持用电设备在正常范围内工作，同时保证电能质量。
过高或过低的电压都会对电力设备的正常运行产生不利影响，甚至导致设备故障。
2. 电压调节的原理电压调节的原理是通过调整发电机励磁电流或变压器的变比来实现。
在电力系统中，通过自动电压调节器（AVR）调节发电机励磁电流，来控制电压。
同时，变压器的变比调整也可以实现电压调节。
3. 电压调节的方法电压调节的方法主要包括电力系统的无功功率补偿、发电机励磁控制和变压器的变压器调节等。
无功功率补偿通过调整无功功率的流动来改变电网的电压；发电机励磁控制通过调节励磁电流来控制发电机输出电压；变压器调节通过调节变压器的变比来实现电网电压的调整。
二、频率调节1. 频率调节的重要性在电力系统中，频率的稳定性对于保证电力设备的运行和电能质量是至关重要的。
电网的负荷波动、运行状态的变化等因素都会导致频率的波动。
频率的稳定性是确保用电设备正常运行的基础。
2. 频率调节的原理频率调节的原理是通过调节电力系统的发电量来实现。
在电力系统中，发电量和负荷之间必须保持平衡，以维持频率的稳定。
当负荷增加时，发电量也需要增加，以保持频率不变。
3. 频率调节的方法频率调节的方法包括机械调节和自动调节两种方式。
机械调节是通过人工干预来调节机组的负荷和发电量，以维持频率的稳定。
而自动调节则通过采用自动调节装置来实现。
现代电力系统中，自动频率调节器（AGC）是常用的调节装置，它可以自动监测频率的变化并控制机组负荷的调整。
三、电压和频率调节的控制策略1. 电压和频率的联合调节为了确保电力系统供电稳定、高效运行，电压和频率调节是需要相互协调的。
电力系统的频率稳定与调节
电力系统的频率稳定与调节电力系统是现代社会中至关重要的基础设施之一。
为了保证电力系统的稳定运行，频率的稳定与调节是最为关键的因素之一。
本文将探讨电力系统频率的稳定与调节机制，并分析影响频率稳定的因素以及调节的方法和技术。
一、频率稳定的重要性频率是电力系统中最基本的参数之一，通常以赫兹（Hz）为单位表示。
电力系统的稳定运行需要保持合适的频率范围，一般为50Hz或60Hz。
频率的稳定性直接影响到电力系统的供电质量和用户的正常用电。
如果频率不稳定，会导致电压波动、设备故障以及电力系统的不可靠性，甚至可能引发停电事故，给社会经济发展带来严重影响。
二、频率稳定的主要因素1. 负荷变化：负荷的增加或减少将直接影响到电力系统的频率。
当负荷增加时，电力需求增大，如果供电能力无法满足需求，则会导致频率下降。
反之，当负荷减少时，供电能力大于需求，可能会导致频率上升。
因此，负荷变化是影响频率稳定的主要因素之一。
2. 发电机调节能力：发电机作为电力系统的核心组成部分，其调节能力对频率稳定至关重要。
通过调整发电机的励磁和机械控制，可以控制输出功率和频率。
发电机的调节能力越强，频率调节越稳定。
3. 动力系统的机械阻尼：电力系统中的机械阻尼是通过转子惯性和机械负载实现的。
机械阻尼能够吸收短期负荷波动对频率的影响，提高系统的稳定性。
4. 频率调节器的准确性：频率调节器是用来监测并调节电力系统的频率的重要设备。
调节器的准确性越高，调节频率的效果越好。
三、频率调节的方法和技术1. 发电机速度调整：通过调整发电机的转速来改变其输出频率。
这需要精确的发电机控制系统，并配备高效的调速装置，以实现快速而准确的频率调节。
2. 发电机励磁调整：通过调整发电机的励磁电流来改变其输出频率。
励磁系统的优化设计和高精度的励磁调节装置可以实现精确的频率控制。
3. 负荷控制：通过调整负荷的供电方式和运行模式，实现对电力系统频率的调节。
例如，在面临频率下降的情况下，可以通过优化负荷分配和控制负荷的投入时间，来保持频率稳定。
电力系统调频、调压
电力系统调频、调压第一章电力系统调频第一节系统频率标准1.1 福建电网与华东电网并列运行时，频率调整按《华东电力系统调度规程》执行。
标准频率为50 赫兹，频率偏差不得超过50±0.2赫兹，超出50±0.2赫兹为事故频率，事故频率的允许持续时间为：超出50±0.2赫兹，持续时间不得超过30分钟；超出50±0.5赫兹，持续时间不得超过15分钟。
在正常情况下，发电机组AGC投入时，系统频率应保持在50±0.1赫兹范围内运行。
1.2 当发生省网或省内局部地区独立网运行时，独立网用电负荷为300万千瓦及以上,频率偏差正常不得超过50±0.2 赫兹；超出50±0.2赫兹，持续时间不得超过30分钟；超出50±0.5赫兹，持续时间不得超过15分钟。
独立网用电负荷小于300万千瓦，频率偏差正常不得超过50±0.5 赫兹；超出50±0.5赫兹，持续时间不得超过30分钟；超出50±1赫兹，持续时间不得超过15分钟。
1.3 系统事故造成地区电网独立网运行时，地调及地区电厂负责独立小网调频调压任务，使之能与省电网顺利并列，不得出现因调整不当而引起的高频切机、低频减负荷甚至垮网的现象。
第二节调频厂的确定及频率监视2.1 电网运行时应指定第一调频厂和第二调频厂。
省电网单机容量在100MW及以上的火电厂、单机容量在50MW 及以上的水电厂、燃汽轮机组以及抽水蓄能机组均可担任系统的第一、二调频厂。
正常运行情况下，省调应指定上述其中的电厂担任第一调频厂，机组投入AGC运行的电厂即自动转为第一调频厂，未指定为第一调频厂或未投AGC的上述电厂均为系统的第二调频厂。
选择系统调频厂应遵循以下原则：1、具有足够的调频容量，可满足系统负荷的最大增、减变量。
2、具有足够的调整速度，可适应系统负荷的最快增、减变化。
3、在系统中所处的位臵合理，其与系统间的联络通道具备足够的输送能力。
4电力系统频率调整和电压调整
4 电力系统的有功功率平衡与频率调整4.1 概述一、频率调整的必要性电力系统运行的根本目的是在保证电能质量符合标准的条件下，持续不断地供给用户所需要的功率，维持电力系统的有功功率和无功功率的平衡，保证系统运行的经济性。
衡量电能质量的主要指标是频率、电压和波形。
电力系统运行中频率和电压变动时，对用户，发电厂和电力系统本身都会产生不同程度的影响。
为保证良好的电能质量，电力系统运行时，必须将系统的频率和电压控制、调整在允许的范围内。
我国频率规定：f N ＝50Hz ，频率偏差范围为±0.2～0.5Hz二、频率调整的方法 第一种变化负荷引起的频率偏移由发电机组的调速器（governor ）进行，称为频率的一次调整。
第二种变化负荷引起的频率偏移由发电机组的调频器（frequency modulator ）j 进行，称为频率的二次调整。
第三种负荷的变化是可预测的，调度部门按经济调度的原则事先给各发电厂分配发电任务，各发电厂按给定的任务及时地满足系统负荷的需求，就可以维持频率的稳定。
4.2自动调速系统一、调速器的工作原理——实现频率的一次调整对应负荷的增大，发电机输出功率增加，频率略低于原来值；如果负荷降低，调速器调整作用将使输出功率减小，频率略高于原来值。
这就是频率的一次调整，频率的一次调整由调速器自动完成的。
调整的结果，频率不能回到原来值，因此一次调整为有差调节(droop control )。
二、调频器的工作原理——实现频率的二次调整由调频器来完成的调节，称为频率的二次调整。
由于调整的结果，频率能回到原来值，因此二次调整为无差调节(isochronous control )。
4.2 电力系统有功功率平衡和频率调整 一、频率的影响1、影响产品质量：异步电动机转速与输出功率有关2、影响精确性：电子技术设备3、影响汽轮发电机叶片 二、频率负荷机制三、、有功功率负荷的变动及其分类控制1、系统负荷可以看作由以下三种具有不同变化规律的变动负荷组成： 1）变动周期小于10s ，变化幅度小 调速器频率的一次调整 2）变动周期在（10s ，180s ），变化幅度较大调频器频率的二次调整3）变动周期最大，变化幅度最大：气象、生产、生活规律根据预测负荷，在各机组间进行最优负荷分配频率的三次调整 四、有功功率平衡与备用容量1、功功率平衡：2、备用容量：1）作用 为了保证供电可靠性及电能质量合格，系统电源容量应大于发电负荷2fωπ=T GP P ≡发电机输出电磁功率原动机输入功率T G T GP P P P ≥⎧⎨≤⎩,GiLi Loss PP P ∑=+∑∑2）定义 备用容量 ＝ 系统可用电源容量 － 发电负荷 3）分类按作用分：负荷备用：满足负荷波动、计划外的负荷增量事故备用：发电机因故退出运行能顶上的容量 检修备用：发电机计划检修国民经济备用：满足工农业超计划增长按其存在形式分： 热备用冷备用4．3 电力系统无功功率平衡和电压管理电力系统中无功功率电源不足，系统结点电压就要下降。
电力系统分析第四章-新
试确定当总负荷分别为400MW、700MW时，发电厂间功率
的经济分配（不计网损的影响）？
4.2 电力系统有功功率的最优分配
解：(1) 按所给耗量特性可得各厂的微增耗量特性为：
dF1 λ1 = = 0.3 + 0.0014PG1 dPG1 dF2 λ2 = = 0.32 + 0.0008PG2 dPG2 dF3 λ3 = = 0.3 + 0.0009PG3 dPG3
t
活、气象等引起，三次调频）
4.1 电力系统有功功率的平衡
2、有功平衡和频率调整： 根据负荷变动的分类，有功平衡和频率调整也相应分为三类： a. 一次调频：由发电机调速器进行； b. 二次调频：由发电机调频器进行； c. 三次调频：由调度部门根据负荷预测曲线进行最优分配。 ☆ 前两种是事后的，第三种是事前的。 ☆ 一次调频时所有运行中的发电机组都可以参加，取决于发 电机组是否已经满负荷发电，这类发电厂称为负荷监视厂； 二次调频是由平衡节点来承担；
有功功率电源的最优组合 有功功率负荷的最优分配
2、主要内容
要求在保证系统安全的条件下，在所研究的周期内，以小
时为单位合理选择电力系统中哪些机组应该运行、何时运行
及运行时各机组的发电功率，其目标是在满足系统负载及其 它物理和运行约束的前提下使周期内系统消耗的燃料总量或
总费用值为最少。
4.2 电力系统有功功率的最优分配
三次调频则属于电力系统经济运行调度的范畴。
4.1 电力系统有功功率的平衡
三、有功功率平衡和备用容量
1、有功功率平衡：
P
Gi
= PLDi + ΔPLoss,Σ
即保证有功功率电源发出有功与系统发电负荷相平衡。 2、相关的一些基本概念： 有功功率电源：电力系统各类发电厂的发电机； 系统电源容量（系统装机容量）：系统中所有发电厂机组
电力系统分析课后习题解答
电力系统分析课后习题解答第1章 绪论1-1答：能保证电气设备正常运行，且具有最佳技术指标和经济指标的电压，称为额定电压。
用电设备的额定电压和电网的额定电压相等。
发电机的额定电压比所连接线路的额定电压高5％，用于补偿电网上的电压损失。
变压器一次绕组的额定电压等于电网的额定电压。
当升压变压器与发电机直接相连时，一次绕组的额定电压与发电机的额定电压相同。
变压器二次绕组的额定电压一般比同级电网的额定电压高10％。
当变压器二次侧输电距离较短，或变压器阻抗较小（小于7％）时，二次绕组的额定电压可只比同级电网的额定电压高5％。
%1-2答：一般情况下，输电线路的电压越高，可输送的容量（输电能力）就越大，输送的距离也越远。
因为输电电压高，线路损耗少，线路压降就小，就可以带动更大容量的电气设备。
在相同电压下，要输送较远的距离，则输送的容量就小，要输送较大的容量，则输送的距离就短。
当然，输送容量和距离还要取决于其它技术条件以及是否采取了补偿措施等。
1-3答：是一个假想的时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷持续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能。
1-4 解：（1）G ：；T-1：242kV ；T-2：220kV/121kV ，220kV/；T-3：110kV/11kV ； T-4：35kV/；T-5：，（长线路） （短线路）（2）T-1工作于+5%抽头：实际变比为242×（1+5%）=，即K T-1==；T-2工作于主抽头：实际变比为K T-2(1-2)=220/121=；K T-2(1-3)=220/=； )K T-2(2-3)=121/=；T-3工作于%抽头：实际变比为K T-3=110×%)/11=； T-4工作于-5%抽头：实际变比为K T-4=35×(1-5%)/=； T-5工作于主抽头：实际变比为K T-5=(3+3×5%)=。
1-5解：由已知条件，可得日总耗电量为MW 204027041204902804100280450270=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=d W则日平均负荷为MW 8524204024===d av W P 负荷率为708.012085max m ===P P k av ；最小负荷系数为417.012050max min ===P P a 1-6·解：系统年持续负荷曲线如图所示。
电力系统-第4章
允许的频率偏移？ （3）电力系统允许的频率偏移？ ）电力系统允许的频率偏移
•电网频率 是发电机转速 的体现，当发电机 M与PE 电网频率f是发电机转速 的体现，当发电机P 电网频率 是发电机转速ω的体现 有功功率损耗） 不变。 （+有功功率损耗）平衡时， ω和f不变。 有功功率损耗 平衡时， 和 不变 • 负荷随机变化， PE随机变化。 负荷随机变化， 随机变化。 • 不可能严格保证任何时刻都是额定频率，频率偏移不 不可能严格保证任何时刻都是额定频率， 可避免，需合理规定允许的偏移范围 允许的偏移范围。 可避免，需合理规定允许的偏移范围。 • 我国目前：50Hz±（0.2～0.5)Hz，发达国家±0.1Hz。 我国目前： ± ～ ，发达国家± 。
标幺值形式
PD ∗ = a0 + a1 f ∗ + a2 f ∗ + a2 f ∗ + L
2 3
标幺值表示的调节效应系数 ∆PD ∆f = ∆P∗ = ∆f ∗
PD PDN
β
K D∗
∆PDN ∆f N
O
fN
f
一般 K D∗ = 1 − 3
• 3.负荷变化 3.负荷变化 第一种负荷变化：周期短（＜10s）、幅 （＜10 第一种负荷变化：周期短（＜10s）、幅 度小， 度小，随机性大 第二种负荷变化：周期较长（10s 3m）、 第二种负荷变化：周期较长（10s～3m）、 幅度较大 第三种负荷变化：周期长（＞3m）、 （＞3m）、幅 第三种负荷变化：周期长（＞3m）、幅 度大，变化缓慢的持续变动负荷。 度大，变化缓慢的持续变动负荷。由负 荷曲线反映
• 系统负荷 ，f↓，发电机输出 ，负荷由其本身调节效应， 系统负荷↑， ，发电机输出↑，负荷由其本身调节效应， 减少功率消耗，达到新平衡P 而不是P △ 减少功率消耗，达到新平衡 2、f2（而不是 1+△PD0） • △PD0太大时，仅靠一次调频不能使△f在一定范围内。 在一定范围内。 太大时，仅靠一次调频不能使△ 在一定范围内
刘天琪电力系统分析理论第4章答案完整版
负荷变化的百分数为
工
KD*。
dPD * = 0.4 + 0.3f * * 2 + 0.1f *2 * 3 df *
= 0.4 + 0.3 * 1 * 2 + 0.1 * 12 * 3 = 1.3
业
14
PD * = 0.2 + 0.4f* + 0.3f*2 + 0.1f*3 。试求：
级
电
二次调整增量△
1
δ
业
4-9、系统条件如同题 4-7，但负荷的调节调节效应系数 KD=20MW/Hz，当发电
*
PGN 1 100 = * = 50MW / Hz fN 0.04 50
14
（3）由于两种情况下系统的单位调节功率（K）不同，因此，造成相同△PD 不同
级
ΔPD Δf Δf = −ΔPD / K G = −60 / 70 = −0.85714Hz
两台机组参加二次调频，可增带负荷为：△PG=（100-80）*2=40MW
系统的单位调节功率为：K=2KG0+KD=120MW/Hz 增加△PD=60MW 荷时 Δf = −(ΔPD − ΔPG ) / K = −(60 − 40) / 120 = −0.1667Hz
工
机平均分配负荷，且有两台发电机参数二次调频时，求频率变化值。
电
气
（2）由于三台满载，增加△PD=60MW 负荷只能由一台机组承担(KG=KG0)，系统的单
1班
增加△PD=60MW 负荷时
电
系统的单位调节功率为：K=KG+KD=220MW/Hz
分
KG =
K Gi ∑ i
4
PGiN = 4kG 0 = 200MW / Hz fN
第四章电力系统频率和有功功率自动控制第四章电力系统频率
第四章 电力系统频率和有功功率控制第一节 电力系统频率和有功功率调整的必要性一、 电力系统频率与有功功率的关系 频率、电压是电网电能质量的二大指标。
频率变化原因：负荷变动导致有功功率的不平衡。
变化过程：负荷变化→发电机转速变化→频率变化→负荷的调节效应→新频率下达到平衡。
消除偏移：原动机输入功率大小随负荷变动而改变。
结论：① 电网仅一个频率；② 电网可在偏离额定频率下稳定运行；（0.2Hz ） ③ 频率调整依靠有功进行调整；④ 维持电网频率，调速器调整原动机输入，跟踪负荷变化。
⑤ 转速与频率关系：60pn f二、 电网频率对电能用户及电力系统的影响 对用户影响：① 异步机：转速变化影响产品质量；电机输出功率变化影响输出功率大小。
② 电子测量设备：影响测量精度。
③照明、电热负荷：影响小。
对电网影响：①汽轮机叶片：振动、裂纹，影响寿命。
②火电厂：低于48Hz→辅助电机（送风、给水、循环、磨煤等）出力下降→锅炉、汽轮机出力下降→有功出力下降→频率进一步下降→恶性循环（频率雪崩）。
③电网电压：频率下降→异步机、变压器励磁电流增大，无功损耗增大。
发电机励磁电压下降→系统电压下降→有可能导致系统电压雪崩（大面积停电）。
④核电厂：频率下降→冷却介质泵跳开→反应堆停运。
第二节同步发电机调速器基本原理一、机械液压调速器（离心式调速器）原理简介组成: 测速环节、执行放大环节、转速给定装置①测速环节：主轴带动的齿轮传动机构和离心飞摆。
转速n上升→ A点上移（升高）；转速n下降→A点下移（降低）；②执行放大环节：错油门＋油动机。
稳定状态：错油门活塞堵死油动机活塞二个油管路，油动机上下油压相等，调节汽阀开度不变。
F上升→上管进油→活塞向下→汽阀开度减小→转速下降；F下降→下管进油→活塞向上→汽阀开度增大→转速上升；放大作用：小力量作用于F点，通过高压油作用，在活塞出生较大作用力。
③转速给定装置：同步器。
控制电机的正转、反转，使D点上下移动。
电力系统频率调整
电力系统频率及电压降低时的处理频率和电压是电力系统运行的两大质量指标。
若频率或电压不稳定,不仅给发电厂(变电站)及电力系统本身带来许多危害,而且更重要的是不能满足广大用户对电能质量的要求, 使用户的产品质量下降甚至报废。
因此,当系统频率或电压变化时,各发电厂(变电站)值班人员应按照规定主动调整,使其恢复至规定范围内运行。
1 频率的调整电力系统的频繁应经常保持50周/s。
其偏差要求是:在300万千瓦以上的系统不得超过±0.2周/s;不足300万千瓦的系统不得超过±0.5周/s。
频繁发生变化, 是由于系统中发电机的功率和用户的负荷不平衡所引起的。
当系统负荷增加或发电机出力减少时, 频繁就要下降,相反,将会升高。
由于电力系统的负荷经常不断地变化, 又由于发电机功率的改变往往受原动机的影响而不能完全适应系统负荷的变化, 因此频繁的波动是不可避免的。
在电力系统中,为了保证频繁的稳定,中心调度通常将发电厂分为第一调频厂、第二调频厂及负荷监视厂三类, 并事先给予各发电厂日负荷曲线。
调频厂的主要任务是及时调整系统的频繁, 使它保持在允许范围内。
为了完成这一任务,调频厂经常在高峰负荷到来前要开炉并机, 而在低峰期间停机压炉。
若在条件时,调频厂选为水电厂较为理想。
因为水轮发电机组,从起动到并列带上满负荷,只需1.5min～2min时间。
各负荷监视厂,同样必须按调度员预发的负荷曲线来调整。
只有全网各发电厂互相配合,才能保证频繁在允许范围之内。
频繁的调整,一般采用人工调节,即当系统频率降低时, 值班人员应向增加方向操作调速开关,开大汽轮机的调速汽门,增加其进汽量,从而使频率增加,当系统频率增高时,操作方向相反。
2 电力系统频率降低的处理当电力系统频率降低时, 应按下列程序进行处理。
(1)当电力系统的频率低至49.5周/s以下,但在48周/s以上时,各发电厂值班人员无须等待调度员的命令, 应自行增加发电厂出力。
刘天琪电力系统分析理论第4章答案完整版
(1) 当两系 系统机组都参 参加一次调 调频时; (2) 当 A 系统机组参 系 参加一次调频 频, 当 B 系统机组不参 参加一次调 调频时; (3) 当两系 系统机组都不 不参加一次 次调频时。
题图 4-10 图 两系统的联 两 合
系统的装机 机容量
系统 A 的单 单位调节功 功率为： KA =KGA+ KDA /Hz A =850MW/
业
ΔPAB = −K A Δf − ΔPDA + ΔPGA = 0.09434 4 * 850 − 100 + 0 = −19.811 MW M
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Δf = −
(ΔPDA + ΔPDB (100 + 50) − (0 + 0) D ) − (ΔPGA + ΔPGB ) = − = −0.09434Hz KA + KB 85 50 + 740
级
电
关系：负荷变化幅度较大，周期较长的，一次调整和二次调整同时参与，负荷变
；）称为发电机组的有功功率—频率静态
气
1班
电
4-2、什么是电力系统频率的一次和二次调整？电力系统有功功率负荷变化的情
分
4-4、什么是电力系统的单位调节功率？试说明电力系统频率的一次调频和二次 调频的基本原理。 答：电力系统的单位调节功率即电力系统的功率-频率静态特性系数，它表 示在计及发电机组和负荷的调节效应时，引起频率单位变化的负荷变化量。 当负荷变化引起频率偏差时， 系统中的某些发电机组装有调速器又留有可调 容量就可以参加频率调整，自动地增加或减小机组的功率，从而达到新的平衡， 这是一次调频的原理。电力系统的一次调频只能做到有差调节。 电力系统的二次调整主要由调频电厂承担，通过操作调频器，使发电机组的
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整个系统的负荷功率与频率的关系：
2
n
PL
a0PLN
a1PLN
f fN
a2PLN
f
fN
率偏移。频率偏移是衡量电能质量的一项重要指标。
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我国电力系统采用的额定频率为50Hz，为保证频率的质量， 其允许偏移值如表所示。
运行情况
正常运行 事故运行
大、小系统 大系统
30min以内 15min以内 绝不允许低于
允许频率偏差 （Hz）
±0.5 ±0.2
允许标准时钟误 差（s）
40 30
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三、 电力系统负荷及电源的频率静态特性 1.电力系统负荷的功率——频率静态特性
• 有功功率-频率静态特性：电力系统负荷、发电机的有 功功率和频率的关系。 • 根据所需的有关功功率与频率的关系可将负荷分为以 下几种：
（1）与频率变化无关的负荷，照明、电弧炉等； （2）与频率的一次方成正比的负荷，压缩机、球磨机等； （3）与频率的二次方成正比的负荷，变压器的涡流损耗； （4）与频率的三次方成正比的负荷，通风机等； （5）与频率的高次方成正比的负荷，给水泵等。
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（3）检修备用 为系统中的发电设备能定期检修而设置的 备用，与系统中的发电机台数、年负荷曲线、检修周期、检 修时间的长短、设备新旧程度等有关。检修备用与前两种备 用不同，事先安排的。检修分为大修和小修。
（4）国民经济备用 考虑国民经济超计划增长和新用户的 出现而设置的备用，与国民经济增长有关，一般为最大负荷 的3~5%
• 负荷备用和事故备用采用旋转的热备用，即指运转中的发 电设备可能产生的最大功率与实际发电量之差。优点：投入 速度快。缺点：使大量的发电机低于额定功率运行，偏离发 电机的最佳运行点，造成效率低下。
• 冷备用是设备完好而未运转的发电设备的最大可能出力， 能听命于调度随时起动，可作为检修备用，国民经济备用和 一部分事故备用。
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衡量电力系统电压（或电流）波形畸变的技术指标，是正 弦波形的畸变率。各次谐波有效值平方的和的平方根与其 基波有效值的百分比，称为正弦波形畸变率，电压正弦波 形的畸变率可由下式计算 。
100
U
2 n
Dv
n2
U1
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消除高次谐波的措施： • 增加整流电路的相数； • 降低铁芯电路中铁芯磁通的饱和程度； • 采用谐振滤波电路，并联电容补偿。
电力工程基础
第五章 电力系统的经济运行
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第四章 电力系统频率调整和电压调整
• 4.1 概述 • 4.2 电力系统有功功率平衡和频率调整 • 4.3 电力系统无功功率平衡和电压管理 • 4.4 电力系统的电压调整
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4.1 概 述
• 衡量电能质量的指标主要是电压、频率、波形、电压波动 与闪变和三相不平衡度等。
±5
±7
线路额定电压
低压照明 农业用户
电压允许变化 范围（％）
＋5～－10
＋7.5～－10
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• 2、频率
电力系统在稳定运行情况下，频率值决定于所有机组的转 速，而转速则主要决定于发电机组的转矩平衡。每一个 电力系统都有一个额定频率，即所有发电机组都对应一 个额定转速。系统运行频率与系统额定频率之差称为频
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4.2 电力系统有功功率平衡和频率调整
一、电力系统频率变化的影响
1.电力系统频率变化对用户的影响 （1）工业中普遍应用的异步电动机，其转速和输出功率 均与频率有关； （2）电力系统的频率降低时，将使电动机的功率降低； （3）系统不稳定时，会影响电子设备的精确性。
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10
±1
±1.5
－
－4
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• 3、波形
电力系统电能质量要求供电电压（或电流）的波形应为正 弦波，这就首先要求发电机发出符合标准的正弦波电压。 其次，在电能输送、分配和使用过程中不应使波形产生畸 变。假如系统中的变压器发生铁芯过度饱和时，或变压器 中无三角形接法的绕组时，都可能导致波形的畸变。此外， 随着电力系统负荷复杂化的发展趋势，三相负荷不平衡、 可控硅控制的非线性负荷等情况都将造成电网电压（或电 流）波形的畸变。
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二、 电力系统有功功率平衡及备用
电力系统有功功率平衡：电源发出的有功功率应满足 负荷消耗和网络损耗的需要。
PG PL P
电力系统中的有功功率电源是发电厂中的发电机。
系统的总装机容量：所有发电机的额定容量之和。
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• 电力系统中的有功功率电源发出的功率在任何时间都应 与系统的负荷和总网损相平衡。系统发电机的装机容量 要考虑有一定数量的备用容量。
• 1、电压 电压质量对各类用电设备 的安全经济运行都有直接 影响。 各类负荷电压特 性如图所示。
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在电力系统正常运行时，供电电压必须规定在允许的 变化范围之内。这也就是电压的质量指标。我国目前 所规定的用户处的允许电压变化范围如表所示。
线路额定电压
35kV及以上 10kV及以下
电压允许变化 范围（％）
2.频率变化对发电厂和电力系统本身的影响
（1）发电厂用的许多机械在频率降低时要减小出力，降低 频率，因而影响发电设备的正常工作，使整个发电厂的有 功出力减小，从而导致系统频率的进一步下降；
（ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ）汽轮机在额定频率下运行效率最佳，频率偏高或 偏低对叶片都有不良的影响；
（3）电力系统频率降低时，异步电动机和变压器的 励磁电流将大为增加，引起系统的无功功率损耗增加， 会增加无功平衡和电压调整的困难。
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系统中有功功率电源备用容量按其用途可分为以下几种：
（1）负荷备用 为了满足系统中短时的负荷变动和短期 内计划外的负荷增加而设置的备用。负荷备用容量的大 小与系统负荷的大小有关，一般为最大负荷的2~5%，大 系统采用较小的百分数，小系统采用较大的百分数。
（2）事故备用 在发电设备发生偶然事故时，为保证向 用户正常供电而设置的备用。事故备用容量的大小与系统 容量的大小、机组台数、单机容量以及对系统供电可靠性 要求的高低有关，一般为最大负荷的5~10%，但不能小于 系统中最大一台机组的容量。