电力系统自动低频减负荷装置设计
低频低压减负荷装置改造方案
低频低压减负荷装置改造方案低频低压减负荷装置改造是指对电力系统中低频低压电网进行优化和升级改造，以提高系统的供电质量和可靠性，同时减轻系统的负荷压力。
下面将从设备改造、控制系统改造和监测系统改造三个方面介绍低频低压减负荷装置的改造方案。
设备改造方面，可以考虑进行电缆和开关设备的更新和升级。
首先，对老化或损坏严重的电缆进行更换，以提高电缆的绝缘性能和传输能力。
其次，对老旧的开关设备进行更新，使用更先进、更可靠的开关设备，降低系统的故障率和维修成本。
控制系统改造方面，可以考虑引入自动化控制系统和智能化技术。
首先，可以采用远程监控和遥控技术，实现对低频低压电网的监测和操作。
其次，可以引入智能化调度系统，根据负荷需求和电网状态进行智能化的负荷调度和优化，以提高电网的效率和稳定性。
监测系统改造方面，可以考虑增加电力负荷监测设备和电能管理系统。
首先，可以增加电力负荷监测设备，实时监测低频低压电网的负荷变化和电能消耗情况，为负荷调度提供准确的数据支持。
其次，可以建立电能管理系统，对电能消耗进行监测和管理，以便更好地控制和调节负荷。
此外，还需要对低频低压减负荷装置进行安全性评估和可靠性分析，以保证改造方案的可行性和可靠性。
在改造过程中，需要严格按照相关规范和标准进行设计和施工，确保改造后的低频低压减负荷装置能够稳定运行，并满足电力系统的需求。
综上所述，低频低压减负荷装置改造方案涉及设备改造、控制系统改造和监测系统改造等方面，通过引入先进的设备和技术，可以提高电网的供电质量和可靠性，减轻系统的负荷压力，为电力系统的稳定运行和可持续发展提供支持。
电力系统自动低频减载
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装置动作顺序
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装置动作顺序
f 2f ft f y f－最大误差频率0.15 ~ 0.015Hz ft－对应于t的频率变化0.15Hz f y－频率裕度0.05Hz
★一般0.5Hz，对于微机式装置，可达0.2～0.3Hz
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★负荷的频率调节效应系数：衡量调节效应的大小。
PL*
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标么值K L*
tan
dPL* df*
PL* f*
有名值K L
PL f
换算关系K L*
KL
*
fN PLN
f* f P P fN * P
KL
K
L*
*
PLN fN
K L* * PLN
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电力系统自动低频减载
内容 一、低频减负荷原理 二、最大功率缺额及切除功率计算 三、装置动作顺序 四、各轮最佳断开功率 五、低频减负荷相关问题 六、低频减负荷装置简介
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一、电力低系频统减低频负减荷负原荷理的重要性
Pt
A
B
★情况1：B系统负荷突然增加 ★情况2：A系统电源突然减少 ★情况3：系统间一条联络线突然切除 ★结果：出现功率缺额，系统频率降低，可能失稳
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二、电低力频系统减频负率荷控原制理的基本方法
m
m
m
PTi PGi PLi
1
1
1
一次调频
☆控制频率
★发电侧：控制 原动机出力
二次调频 经济运行
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。
低频低压减载装置规范书
低频低压减载装置13低频低压减载装置采购标准技术规范使用说明1. 本物资采购标准技术规范分为通用、专用部分。
2. 项目单位根据需求选择所需设备的技术规范。
技术规范通用部分条款、专用部分标准技术参数表和使用条件表固化的参数原则上不能更改。
3. 项目单位应按实际要求填写“项目需求部分”。
如确实需要改动以下部分，项目单位应填写专用部分“项目单位技术差异表”，并加盖该网、省公司物资部（招投标管理中心）公章，与辅助说明文件随招标计划一起提交至招标文件审查会：1）改动通用部分条款及专用部分固化的参数；2）项目单位要求值超出标准技术参数值范围；3）根据实际使用条件，需要变更环境温度、湿度、海拔高度、耐受地震能力、用途和安装方式等要求。
经招标文件审查会同意后，对专用部分的修改形成“项目单位技术差异表”，放入专用部分表格中，随招标文件同时发出并视为有效，否则将视为无差异。
4. 投标人逐项响应技术规范专用部分中“1标准技术参数表”、“2项目需求部分”和“3投标人响应部分”三部分相应内容。
填写投标人响应部分，应严格按招标文件技术规范专用部分的“招标人要求值”一栏填写相应的投标人响应部分的表格。
投标人还应对项目需求部分的“项目单位技术差异表”中给出的参数进行响应。
“项目单位技术差异表”与“标准技术参数表”和“使用条件表”中参数不同时，以差异表给出的参数为准。
投标人填写技术参数和性能要求响应表时，如有偏差除填写“投标人技术偏差表”外，必要时应提供证明参数优于招标人要求的相关试验报告。
5. 对扩建工程，如有需要，项目单位应在专用部分提出与原工程相适应的一次、二次及土建的接口要求。
6. 技术规范范本的页面、标题等均为统一格式，不得随意更改。
7. 一次设备的型式、电气主接线和一次系统情况对二次设备的配置和功能要求影响较大，应在专用部分中详细说明。
2目次低频低压减载装置采购标准技术规范使用说明 (3)1总则 (5)1.1引言 (5)1.2卖方职责 (5)2技术规范要求 (5)2.1使用环境条件 (5)2.2装置额定参数 (6)2.3装置功率消耗 (6)2.4装置总的技术要求 (6)2.5柜结构的技术要求 (9)3试验 (10)3.1工厂试验 (10)3.2现场试验 (10)4技术服务、设计联络、工厂检验和监造 (10)4.1技术文件 (10)4.2设计联络会议 (11)4.3工厂验收和现场验收 (11)4.4质量保证 (12)4.5项目管理 (12)4.6现场服务 (12)4.7售后服务 (12)4.8备品备件、专用工具、试验仪器 (12)31总则1.1引言提供设备的厂家、投标企业应具有ISO9001质量保证体系认证证书，宜具有ISO14001环境管理体系认证证书和OHSAS18001职业健康安全管理体系认证证书及年检记录，宜具有AAA级资信等级证书、重合同守信用企业证书并具备良好的财务状况和商业信誉。
第六章 电力系统自动低频减载及其他安全自动控制装置
§6-2 自动低频减载
p发生频率崩溃现象
当 f↓→ 47~48Hz时，火电厂的厂用机械 (如给水泵等 )的出力将显著 ↓，→锅炉出力↓，导致发电厂发电功率进一步↓，致使功率缺额 更为严重。于是系统 f 进一步↓，这样恶性循环将使发电厂运行受 到破坏，从而造成所谓 “ 频率崩溃 ” 现象。
p对汽轮机的影响
l
Ø Ø Ø Ø
本章重要内容
电力系统安全自动控制装置的意义 ； 低频运行对电力系统运行的影响； 电力系统频率的静态和动态特性； 自动低频减载的工作原理；
2
第六章 电力系统自动低频减载及其他安全自 动控制装置
n
n
n
随着电力工业的迅速发展，电力系统的规模日益增大。运 行经验表明 大系统事故将使国民经济蒙受巨大损失，给人 民生活造成 极大困难 。例如 1965年 11月 9日美国电力系统 事故大约 20万 km2 的区域停电 13 h 以上，停电负荷达 2500 万 kW。 所以，对于系统性事故采取有效对策，以提高电 力系统运行的可靠性具有特别重要的实际意义。 当电力系统发生某些故障时，如不及时采取措施，就有可 能引起连锁反应，使事故扩大，以致危及整个系统的安全 运行。 本章所介绍的电力系统中常见的几种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，它们的主要 任务是，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，采取必要措施避免事故扩大。
运行经验表明，某些汽轮机长时期在 f < 49~49.5Hz以下运行时，叶 片容易产生裂纹，当 f ↓→ 45Hz附近时，个别级的叶片可能发生共 振而引起断裂事故。
p发生电压崩溃现象
当 f↓时，励磁机、发电机等的 n相应↓，由于发电机的电动势↓和 电动机 n↓，加剧了系统无功不足情况，使系统电压水平↓。运行 经验表明，当 f ↓→ 46~45Hz时，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， 系统运行的稳定性遭到破坏，最后导致系统瓦解。
电力系统自动低频减载及其他安全控制装置
演讲人
目录
01. 自动低频减载 02. 其他安全控制装置 03. 电力系统安全控制技术 04. 电力系统安全控制装置的应
用案例
自动低频减载
工作原理
自动低频减载装置通过检测电网频 率，判断电网是否处于低频状态。
当电网频率低于设定值时，自动低频 减载装置启动，开始切除部分负荷。
01
某地区通过部署 安全控制装置， 实现了对电力系 统的实时监控和 预警
03
02
某变电站通过安 装安全控制装置， 提高了电力系统 的稳定性和可靠 性
04
某发电厂通过使 用安全控制装置， 提高了发电效率 和能源利用率
案例启示
案例一：某地区电 网发生故障，自动 低频减载装置成功 避免大面积停电
案例三：某地区遭 遇恶劣天气，自动 低频减载装置成功 保障了电力系统的 稳定运行
降低电力系统损 失：自动低频减 载技术可以减少 系统损失，提高 电力系统效率。
支持可再生能源 并网：自动低频 减载技术可以支 持可再生能源并 网，提高可再生 能源的利用率。
电力系统安全控制装 置的应用案例
实际案例分析
01 案例一：某地区电网发
生故障，自动低频减载
装置成功切除部分负荷，
保障电网稳定运行。
网络化：利用网络技术实现远程监控和 控制，提高系统的可维护性和灵活性
绿色化：采用节能环保技术，降低能 源消耗，减少对环境的影响
关键技术
低频减载技术：自动 切除部分负荷，保持
系统稳定
故障诊断技术：实时 监测系统状态，及时
发现故障
快速保护技术：快速 切断故障，防止系统
崩溃
负荷预测技术：预测 未来负荷需求，优化
电力系统低频低压减载装置
ZPJH最末一级动作频率的确定 不应低于45Hz，否则，可能会导致整个系统瓦解 。
ZPJH动作要有选择性 相邻两级ZPJH动作频率之间应有一定的级差，一 般可取0.5Hz；根据第一级动作频率f1和最末一 级动作频率fn以及频率级差Δf，可计算ZPJH的级 数。
n f 1 fn 1(取整数) f
3、ZPJH装置的实现方法 低频率继电器、时间继电器、中间继电器。
现在已全部实现微机化； ZPJH功能集成在线路或 母线保护中；有的站也配置了单独的低周减载装置 或低频低压减载装置。
（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）ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ轮机对频率的限制。汽轮机长期在低于 49.5Hz的频率下运行时，叶片容易产生裂纹。
ZPJH恢复频率的确定 为了不过多地切除负荷，并不需要使频率恢复到 额定值，恢复频率通常定为48-49.5Hz。
ZPJH动作时限 ZPJH动作越快越好，为防止ZPJH误动，一般带 0.5s的延时。
装设后备ZPJH
在ZPJH动作过程中，有时会出现前一级动作后，系
统频率稳定在恢复频率以下，但又不能使下一级 ZPJH动作的情况。为此，可装设后备ZPJH装置， 可分为若干级，动作时限为10-25秒，各级时间差 大于5秒。当一些基本ZPJH装置动作后，如频率稳 定在较低水平时，后备ZPJH装置便动作，切除部分 负荷，使频率回升并稳定到恢复频率以上。
二、负荷调节效应 电网中负荷吸取的有功功率不是一成
不变的，当频率下降时，负荷吸取的有功功率将减
电力系统自动装置低频减载
2WKN PGN
d*
dt
TG
d*
dt
PT* 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 fi 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。
PLN PLk
K L*
fi fN
k 1
fi f N fi
系统缺额由负荷调节 效应来补偿
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Pi1* 1 i1 PLk* K L*fi*
k1
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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。
Phi* 1 i PLk* K L*f h*
等值机的惯性 时间常数
TX
d*
dt
PT *
PL*
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
PGN PLN
df* dt
PT* PL*
PL PLN K L f
准功率
TX
PGN PLN KL*
d f* dt
f*
Ph* K L*
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•确定系统事故情况下最大的可能功率缺额，以及接入自动低频减 载装置的功率值，是系统安全运行的重要保证。
•一般应该根据最不利的运行方式下发生事故时，实际可能发生的 最大功率缺额来考虑。例如：按系统中断开最大机组，或者某一 电厂来考虑。
•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 f h f N
第三章第四节 电力系统低频减载
第四节电力系统低频减载一、概述1）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。
2）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。
3）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。
发生在局部的或某个厂的有功电源方面的事故可能演变成整个电力系统的灾难。
（3）电力系统频率变化对用户的不利影响主要表现在以下几个方面：①频率变化将引起异步电动机转速的变化，有这些电动机驱动的纺织、造纸等机械产品的质量将受到影响，甚至出现残、次品。
②系统频率降低将使电动机的转速和功率降低，导致传动机械的出力降低。
③国防部门和工业使用的测量、控制等电子设备将因为频率的波动而影响准确性和工作性能，频率过低时甚至无法工作。
“电力工业技术管理法规”中规定的频率偏差范围为±0.2~±0.5Hz。
（4）汽轮机对频率的限制。
频率下降会危及汽轮机叶片的安全。
因为一般汽轮机叶片的设计都要求其自然频率充分躲开它的额定转速及其倍率值。
系统频率下降时有可能因机械共振造成过大的振动应力而使叶片损伤。
容量在300MW 以上的大型汽轮发电机组对频率的变化尤为敏感。
例如我国进口的某350MW机组，频率为48.5Hz时，要求发瞬时信号，频率为47.5Hz时要求30s跳闸，频率为47Hz时，要求0s跳闸。
进口的某600MW机组，当频率降至47.5Hz时，要求9s跳闸。
（5）频率升高对大机组的影响。
电力系统因故障被解列成几个部分时，有的区域因有功严重缺额而造成频率下降，但有的区域却因有功过剩而造成频率升高，从而危及大机组的安全运行。
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
第8-2低频自动减负荷的工作原理与各轮最佳断开功率的计算(25)
现代电力系统有要求进一步缩小极差的趋势。 有关标准建议减负荷装置的级差宜由0.5Hz逐步减小
到0.3Hz。
四、各轮最佳断开功率的计算
当UFLS动作后，可能出现的最大误差为最小值时，则
具有最高的选择性。
即：fhfmax-fhfmin最小。（fhf恢复频率） 实际上由于fhfmin=fdzts。(fdzts为特殊轮动作频率)；所 以，根据极值原理，只要各轮的恢复频率的最大值相等， 则UFLS装置的选择性最高。
六、UFLS装置的时限
为了防止系统振荡或电压短时间下降时误动作， 一般取0.2～ 0.3s。若时间过长时，且保证频率不得低 于45Hz。
第二节 低频自动减负荷
低频自动减负荷装置，是一种具有高度选择性的反事故装置。 一、低频自动减负荷装置（UFLS）的工作原理（图8-3） 在1点，系统发生了有 功功率的最大缺额，导致频 率下降： 当降至f1时（2点）→第 一轮起动→ 经Δ t1(tUFLS+tQF)→在3点断 开一部分经过计算的用户→ 若还在按曲线（3—4）继续 下降至f2（4点）→ 第二轮起动→经Δ t2→在5点再断开一部分经过计算的用户 →若f延曲线（5—6）开始回升→稳定在f∞(2)。
带一定的时限t（取15～25s），在频率比较稳定是动作。
2、特殊轮断开功率按以下两个极限条件来选择
1）、第n-1轮动作后，频率不回升，反降至最后一轮。
K ( f hf . min f dz.n ) Pts % 100 Pk %） （ k 1 f N K ( f N f hf . min )
n 1
（8-9）
2）、稳定在稍低于特殊轮的动作频率上，且≤fhf0。
K ( f hf 0 f dz.ts ) Pts % 100 Pk %） （ k 1 f N K ( f N f hf 0 )
低频低压减载装置
低频低压减载装置低频低压减载装置是一种用于电力系统中的装置，它的主要作用是减轻电力系统的负荷，以保证电力系统的正常运行。
在电力系统中，负荷是指电力系统所需供应的电能，也可以理解为电力系统所承受的电流负荷。
负荷的大小直接影响着电力系统的稳定性和可靠性。
电力系统的负荷会随着用电设备的使用情况而变化，有时会出现突然的负荷波动，这就给电力系统的运行带来了极大的压力。
如果负荷过大，电力系统可能会出现过载现象，导致设备损坏甚至引发事故。
为了避免这种情况的发生，低频低压减载装置就应运而生。
低频低压减载装置通过控制电力系统的电压和频率来实现对负荷的减载。
当电力系统的负荷过大时，低频低压减载装置会自动降低电压和频率，从而减轻电力系统的负荷。
这种减载方式可以有效地保护电力设备，防止电力系统发生过载现象，提高电力系统的可靠性和稳定性。
低频低压减载装置通常由控制器、传感器和执行器等组成。
控制器是整个减载装置的核心部件，它负责监测电力系统的负荷情况，并根据设定的参数进行调节。
传感器用于实时监测电力系统的电压和频率，将监测到的数据传输给控制器。
执行器根据控制器的指令，通过调整电力系统的电压和频率来实现负荷的减载。
低频低压减载装置的工作原理是基于电力系统的负荷特性来设计的。
在电力系统中，电流负荷和电压负荷是紧密相关的。
当电流负荷增加时，电压负荷也会相应增加。
低频低压减载装置通过降低电压和频率来减少电流负荷的大小，从而实现对负荷的减载。
低频低压减载装置具有很多优点。
首先，它可以实现对电力系统的精确控制，根据实际负荷情况进行减载，避免了负荷过大或过小的情况发生。
其次，它可以提高电力系统的运行效率，降低能耗，减少电力系统的损耗。
此外，低频低压减载装置还可以延长电力设备的使用寿命，减少维修和更换的频率，降低了维护成本。
低频低压减载装置是电力系统中一种非常重要的装置，它可以有效地减轻电力系统的负荷，保护电力设备，提高电力系统的可靠性和稳定性。
第七章 电力系统低频自动减负荷
第七章电力系统低频自动减负荷(UFLS)(Under Frequency Load Shedding)制作人：雷霞主要内容⏹重点：低频减载装置工作原理⏹难点：各轮最佳断开功率的计算⏹概述⏹低频自动减负荷的工作原理与各轮最佳断开功率的计算⏹一、系统频率的事故限额⏹(1)频率降低使厂用机械的出力大为下降，有可能造成频率雪崩；⏹(2)频率降低使励磁机等的转速相应降低，影响电压水平；⏹(3)频率长期运行在49.5~49Hz以下，会使工业生产的效率降低；⏹(4)汽轮机对频率的限制；⏹(5)频率升高对大机组的影响；⏹(6)频率降低对核能电厂的影响。
⏹二、电力系统负荷的静态频率特性⏹三、系统频率的动态特性fT t ef f -∞∆=∆工作原理第二节低频自动减负荷的工作原理与各轮最佳断开功率的计算一、UFLS的工作原理系统频率的变化过程二、最大功率缺额的确定*hf NhfN JHx JH qN f K f f f KP P P P ∆=-=--工作原理**1hf hf x qN JH f K f KP P P ∆-∆-=⏹1、第一轮动作频率的选择⏹低于49.5Hz⏹2、最后一轮动作频率的选择⏹大于等于48Hz3、频率选择性级差的确定自动减负荷装置频率选择性级差的确定ytwcffff∆+∆+∆=∆2四、各轮最佳断开功率的计算max 2max 1max hf n hf hf hf f f f f ====⋅⋅⋅⋅⋅⋅ ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡---⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-=∆∑-=)()(%100%0011hf N N dzi hf i k k i f f K f f f K P P )(min max ⋅⋅-hf hf f f 工作原理根据Ndzii k kx bi f f K P P P ∆=∆-∆∑-=11五、特殊轮的功用与断开功率的选择min..hf ts dz f f =⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡---⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-≥∆∑-=)()(%100%min ..min .11hf N N n dz hf n k k ts f f K f f f K P P 工作原理⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡---⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-=∆∑=)()(%100%0.01hf N N ts dz hf ik k ts f f K f f f K P P。
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。
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摘要随着电力系统快速发展，以往的模拟式的低频减载装置由于测量精度差，特别是当系统正常运行中电压下降或者频率瞬时变化较大时可能会误动作，并且整定不方便，更不能组网，已不能满足新的要求。
电力系统自动低频减载是一种反事故措施，在电力系统发生严重事故时，系统的有功将严重缺额，电力系统的频率会很快下降，为保证电力系统不至于频率崩溃，必须采取快速明确的措施，必要时按频率下降进行负荷的切除。
本文通过对低频减负荷装置的原理与技术要求的阐述，确定整定方案和控制方式，并进行了运行分析与整定计算。
通过电力系统的静态频率特性与动态频率特性的分析计算，确定了符合要求的实验装置。
关键词：低频减载；整定计算；频率特性；目录第1章绪论 (1)1.1电力系统自动低频减负荷装置概况 (1)1.2系统频率的事故限额.......................... 错误！未定义书签。
1.3低频运行对电力系统的影响.................... 错误！未定义书签。
第2章自动低频减负荷装置.. (3)2.1低频减载的整定内容及要求 (3)2.2低频减载的主要原则 (3)2.3低频减载的控制方式 (5)第3章低频减载装置的整定计算....................... 错误！未定义书签。
3.1低频减载的工作原理 (7)3.2最大功率额定缺额的确定 (7)3.3各轮动作功率的选择及计算 (7)3.3.1 各轮动作功率的选择 (7)3.3.2 各轮动作功率的计算 (7)3.3.3 特殊轮的功用与断开功率的选择 (7)第4章课程设计总结................................. 错误！未定义书签。
参考文献 (13)1.1绪论电力系统自动低频减负荷装置概况1、对发电机和系统安全运行的影响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45Hz附近时，某些汽轮机的叶片可能因产生共振而断裂，造成重大事故。
2) 频率下降到47 ～48Hz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火电厂厂用机械的出力随之下降，火电厂锅炉和汽轮机的出力也随之下降，从而使火电厂发电机发出的有功功率下降。
这种趋势如果不能及时制止，就会在短时间内使电力系统频率下降到不能允许的程度，这种现象称为频率雪崩。
出现频率雪崩会造成大面积停电，甚至使整个系统瓦解。
3) 在核电厂中，反应堆冷却介质对供电频率有严格要求。
当频率降到一定数值时，冷却介质泵会自动跳开，使反应堆停止运行。
4) 电力系统频率下降使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消耗增加，从而使系统电压下降。
频率下降还会引起励磁机出力下降，并使发电机电动势下降，导致全系统电压水平降低。
如果电力系统原来的电压水平偏低，在频率下降到一定值时，可能出现电压快速且不断下降，即所谓的电压雪崩现象。
出现电压雪崩会造成大面积停电，甚至使整个系统瓦解。
2、低频运行对电力用户的影响（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。
有些产品对加工机械的转速要求很高，转速不稳定会影响产品质量，甚至会出现次品和废品。
（2) 电力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。
(3) 电力系统频率降低将使电动机的转速和输出功率降低，导致所带动机械的转速和出力降低，影响用户设备的正常运行。
1.2本文主要内容微机低频减载装置代替常规的低频减载装置是必然的趋势。
近年来，不少研究单位和厂家研究开发了不同类型的微机低频减载装置，有些采用专用的低频减载装置，有些是作为综合自动化系统的一个独立模块，但是，他们存在如下几点不足：(1)闭锁条件不尽完善；(2)存在多切负荷的现象：(3)尚不能完全满足变电站综合自动化建设的需要。
针对上述现象，本文以某电厂采用双回线输送电能，满负荷运行。
当其中一条线路故障后，加重另一条线路负担，为尽可能保持系统供电经济性与可靠性，切除部分发电机组，并投入自动低频减负荷装置为例，设计了一种新型的微机自动，低频减负荷装置，该装置有以下特点：(1)采用新的测频方法，提高了测频精确度，可防止超调和悬停现象；(2)改善了闭锁条件，在变电站的馈电线路故障或变压器跳闸造成失压时，装置不误动，电力系统低频振荡或受谐波干扰时，不误动；(3)增加了远方控制和当地整定的功能：(4)为了配合无人值班变电站，增加了重合闸功能：(5)提高了微机装置的故障自诊断能力，从而提高了装置的可靠性。
第2章自动低频减负荷装置2.1低频减载的整定内容及要求当系统发生严重功率缺额时，低频减载装置中的低频继电器向断路器发送断开信号，通过断路器迅速断开相应数量的负荷，使系统频率在不低于某一允许值的情况下，达到有功功率的平衡，防止事故的进一步扩大。
UFLS方案的整定包括对基本轮和特殊轮各轮频率定值、延时、功率切除量的确定。
基本轮的任务就是在不过切的情况下尽快制止频率下降，尽可能的使频率恢复到接近正常频率。
基本轮应快速动作，为了防止在系统振荡或电压急剧下降时误动作，一般可带0. 2～0. 5s的时限。
基本轮一般按频率等距分级，每级切负荷量分别确定；特殊轮的任务是在防止基本轮动作后，避免频率长时间悬停在某一不允许的较低值或防止频率缓慢降低，特殊轮经一定时延动作，使频率值尽快恢复至49. 5～50Hz。
特殊轮通常按时间分级。
一个好的UFLS方案应能满足下列要求:1）在各种运行条件和过负荷条件下均能有效防止系统频率下降到危险点以下；2）在较短时间内使频率恢复到正常值，不出现超调或悬停；3）切除的总负荷尽可能小；4）整个UFLS方案的投资费用尽可能低。
2.2低频减载的主要原则低频减载的方案应该根据电源的建设和负荷的快速增长适时重新进行整定。
为了积累经验，需要做好每次重大有功功率缺额事件或事故后的总结分析。
整定时需要按照以下原则:（1)总体要求是使系统能在各种运行方式和可能发生的最大功率缺额的情况下通过切除一定量的负荷有效地防止系统频率下降至危险点，使故障后的系统能够快速恢复至额定频率，也不使事故后的系统频率长期悬浮于某一过高/过低值，不致酿成大型发电机组解列的恶性循环事故，严防保留后的系统发生频率崩溃。
同时，尽量使所切除的负荷数量应尽可能最少。
(2)合理选择频率级差、轮数和延时，保证低频减载装置动作的选择性从尽量减少过切和抑制频率恢复时的频率超调着眼，低频减载装置的各轮间频率起动值(级差)以略大为好，同时增加轮数，减少每轮所切负荷数量，特别是对前几轮，最好采用动作值稳定，返回值高，动作与返回快速的数字式频率继电器作起动元件，并尽可能动作于切除高压断路器。
如果给定的时延过长，显然又不利于轮间的选择性和抑制最低频率。
一般考虑可以取为0. 2～0. 3s。
如果电网联系紧密，频率继电器动作快，断路器动作快，延时适当缩短也未为不可。
总之，要与频率级差的选定相互协调才行。
因此，轮数、轮间频率级差，每轮所切负荷等应按适应各种运行结构（大系统解列后的部分系统或孤立网)和各种运行方式（包括低谷负荷期情况，此时系统惯性小，失去一台大机组或主要的电源联络线时，占剩余系统容量的份额大)进行优选组合。
实际一般选3～7轮。
如用数字式频率继电器，频率级差可取为0. 2～0. 3Hz 。
也可考虑高频率轮间取0. 2Hz，以抑制频率下降，低频率轮间取0. 3Hz，以减少过切。
(3)基本轮中首、末级动作频率的选择当发生严重有功功率缺额时。
为了使系统频率不致降低到过低的数值，低频减载装置的最高一轮整定频率不宜过低。
但是由于机组可以长时间运行于49. 5Hz 以上，第一轮低频起动值应当低于49. 5Hz。
同时希望，当发生一定有功功率缺额，而依靠系统的备用容量可以将频率恢复到49. 5Hz及以上时，则频率下降的全过程中，不应使低频减载装置动作。
低频减载装置的首轮动作频率值的确定必须考虑两个因素:既要考虑有利于抑制严重功率缺额下频率的下降深度（从这个角度看首轮动作频率越高越好)，又要有利于充分利用系统的旋转备用容量（从这个角度分析首轮动作频率越低越好)，所以，首轮动作频率的整定值的确定需要协调好这两者之间的关系。
一般第一轮低频整定值以49. 1～49. 2为宜。
末轮频率定值的选择不能低于机组的低频保护值，同时还要考虑留有0. 3～0. 5Hz左右的余度。
以火电机组为主的电力系统末级动作频率一般为47. 5Hz，以水电为主的系统末级动作频率一般为46. 5Hz 。
(4)在选择所切负荷时应该考虑a所切负荷顺序的确定调度部门应该按系统切除负荷的重要性排队，先切除相对容易恢复到正常运行状况的次要的负荷，后切除那些难以重新启动的或者相对重要的负荷。
不能切除那些对维持系统安全所必须的或停电后会引起人身伤亡、设备破坏等事故的负荷。
如果系统中有抽水蓄能电站，应该首先切除处于抽水状态的蓄能机组，但计算切除负荷总容量时应不计入蓄能机组，因为它不一定处于抽水状态。
为了避免有时在实施低频减载的实际系统中，不容易按负荷重要性分开供电而导致个别极重要的小容量负荷被切，应该对这样的负荷设置自己的紧急备用电源。
b.确定每轮所切负荷的具体分布如果减载量正确，而减载的地点分配不当时，可能造成大幅度的长时间的振荡，也可能导致系统瓦解。
因此，在尽量节省减载装置的前提下，要使轮次分布合理，使每个可能解列区域内包括全部轮次，避免在某些特殊方式下低频减载装置失去个别轮次，使整体低频切负荷装置动作行为不合理。
低频减载装置分散布置，能避免因减载的不均衡而引起的线路过载的可能性，也能减少因单个低频继电器的误动或拒动所造成的影响.所切负荷尽量分布在可能出现故障的联络线附近和可能退出运行的发电机附近。
(5)最大有功功率缺额及每轮减载量的确定估计可能最大的有功功率缺额值，往往需要结合具体系统条件进行分析，也和继电保护与自动解列装置等的配置与要求有关。
占系统总容量比重很大的某一台大机组或一个大电厂或一条输电通道方向的全部输电线路断开可以认为是引起系统频率严重下降所必须考虑的一些基本情况.对于实行分层分区控制的电网，由于各分区的运行方式不同，安排减载容量须以分区为基础分别进行计算。
中、小型电力系统中低频减载装置上的总负荷大约应该为全系统总负荷的40%一50%。
具体安排每一轮所切负荷量时，一般认为略大于设计方案规定的较好，实际运行情况说明，频率下降时实际切负荷量往往小于规定要求所切除的容量，原因可能由于实际运行的某些欲切的负荷容量较预计值小，也可能由于某个频率继电器拒绝动作等等。
2.3低频减载的控制方式(1)低频减载装置的控制方式目前，低频减载的控制方式大体有两种①把低频减载的控制分散设在每回馈电线路的保护装置中。