第九章 电力系统自动低频减载
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。
电力系统自动低频减负荷装置设计课程设计论文
2.3
(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。现在的微机保护 装置几乎都是面向对象设置的，每回线路配一套保护装置，在线路保护装置中， 增加一个测频环节，就可以实现低频减载的控制功能了。
（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4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
电力系统自动低频减负荷装置设计（
基本参数：
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。
1发电厂共6台机组，每台50万千瓦；
2切除一条线路后，线路传输功率为原来的80%。
3负何调节效应系数为2
对于电力系统来说，安全和稳定是电力系统正常运行所不可缺少的最基本条 件。所谓安全，是指运行中的所有电力设备必须在不超过它们允许的电流、电压 和频率的幅值和时间限额内运行。所谓稳定，是指电力系统可以连续向负荷正常 供电的状态。电力系统稳定是电网安全运行的关键，一旦遭到破坏，必将造成巨 大的经济损失和灾难性的后果。
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
第九章电力系统自动低频减载
1 . 2 ( 0 . 02 0 . 01 ) P ( 1 0 ) 0 . 0121 L 1 1 1 . 2 0 . 01 P 0 . 0121 2000 24 . 3 MW L 1
i 2
1 . 2 ( 0 . 03 0 . 01 ) P ( 1 0 . 0121 ) 0 . 024 L 2 1 1 . 2 0 . 01
四、自动低频减载工作原理 1。最大功率缺额的确定 （接至自动低频减载装置的总功率） 发生事故后，低频减载不要求频率能恢复到额定 频率，约49.5～50Hz之间，称为恢复频率fh。接至自 动低频减载装置的总功率将小于50Hz时的最大功率缺 额，两者之差为频率由50Hz下降至fh所少吸收的功率
P P h max L max Δ Phmax 最大功率缺额 K f L P P LN L max P K P f Δ PLmax 减载总功率 h max L LN P L max 1 K f L
P Tx GN Txf P KL* LN
以负荷总容量为基准的频率下降 过程时间常数； Tx发电机容量为基准的时间常数
系统频率的变化过程可用指数曲线来描述。
三、电力系统频率动态特性 1.频率下降幅度与功率缺额成正比; 2.事故初期, 功率缺额越小,频率下降速度越慢; 3.频率下降至f1切除部分负荷，若切除后系统仍存在 缺额，则频率继续下降， 但下降速度减缓； 4.若切除后系统不存在 缺额,即切除功率刚好等 于系统在f1时的缺额， 频率将维持f1； 5.若切除后系统出现功 率余额，则频率将上升。
答：Δ Ph=100-（450-430）=80MW 50 80 f 6 . 2 Hz 1 . 5 430
低频减载保护原理(含图)
低周减载保护（低频）
当电力系统在实际可能的各种运行情况下，因故发生突然的有功功率缺额后，导致系统频率下降，所以必须要及时切除相应不重要的部分负荷，使保留运行的系统部分能够迅速恢复到额定功率附近继续运行。
低周减载保护中的频率是通过电压和时间的采样计算来获取的,利用CPU的计数器测量电压波形的两个过零点之间的平均时间,就可以计算出系统电压的频率值。
当系统频率小于低周减载保护定值至整定时间，该保护将自动判断是否切除负荷来恢复有功功率的平衡，使系统频率恢复到一定值，以保证系统的稳定运行和重要负荷的正常工作。
其动作方程为：
f≤F
t≥t_F
式中，f为系统频率采样值，F为低周减载保护定值；
t为系统频率采样值小于低周减载保护定值的时间；
t_F为低周减载保护的整定延时。
此保护设有低电压闭锁和滑差闭锁。
低电压闭锁可以防止母线附近短路故障的近距离短路或电压输入信号为零时出现保护的误动作；滑差闭锁可以防止在系统发生振荡时出现保护误动作。
低压闭锁和滑差闭锁的方程为：
u max≥FU
△f≤FD
式中，u max为系统最大线电压值，FU为低压闭锁定值；
△f为频率的滑差值，FD为滑差闭锁定值。
保护信号出口
保护动作出口F
f
f
图5-7 低周减载保护原理逻辑图。
电力系统自动低频减载装置设计
电力系统自动低频减载装置设计设计背景随着电力系统负荷的不断增加和电力网络规模的扩大，电力系统频率异常变化的问题日益突出。
频率异常变化可能会导致发电机转子振动增大、发电机转矩波动、电力设备过热等，严重影响电力系统的正常运行和设备寿命。
因此，设计一种自动低频减载装置对于保护电力系统设备的稳定运行非常必要。
设计目标本设计的主要目标是实现对电力系统中频率异常变化的快速检测和自动减载，以保护电力系统设备免受频率异常的影响。
具体来说，设计要求如下：1.快速检测频率异常：装置能够实时监测电力系统的频率变化情况，对异常频率进行迅速判断。
2.准确判断异常变化：装置能够准确判断频率变化是否属于异常范围，避免误判和误报。
3.自动低频减载：一旦检测到频率异常变化，装置能够自动启动低频减载操作，保护设备免受影响。
4.故障自恢复：当频率恢复正常后，装置能够自动解除减载操作，确保电力系统快速恢复正常运行。
设计原理本设计主要依靠电力系统的频率检测模块和执行控制模块实现。
具体原理如下：1.频率检测：装置通过连接电力系统的频率检测装置，监测电力系统频率的变化情况。
通过对频率变化速度和幅度的检测，确定是否属于异常范围。
2.异常判断：装置内部设定异常范围并与检测到的频率变化进行对比，判断是否属于异常范围。
如果是异常变化，则进入下一步操作。
3.自动减载：装置通过控制电力系统负荷开关或关闭一部分负荷设备，实现低频减载操作。
这样可以降低电力系统负荷，使得发电机等设备不再过负荷运行，保护设备的正常运行。
4.故障恢复：当频率恢复正常后，装置自动解除低频减载操作，恢复电力系统的正常运行。
实施方案考虑到电力系统的复杂性和可靠性要求，进行实施方案设计时需要注意以下几个方面：1.模块化设计：将频率检测模块、异常判断模块、执行控制模块等划分为独立的模块，方便装置的维护和升级。
2.可靠性保障：采用双备份设计，确保装置的可靠性和稳定性。
设计备用频率检测模块和执行控制模块，确保一旦主模块故障，备用模块能够顺利接管，并及时发出警报。
电力系统自动低频减载及其他安全控制的装置
频率测量元件的最大 误差频率
对应于 t 时间内
频率的变化
频率级差的主要决定因素
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（3）频率级差的选择
对于频率级差的选择有两种原则，原则之二如下：
（2）级差不强调选择性
•自动低频减载遵循逐步试探求解的原则，分级切除少量负荷，以求达到较佳 的控制效果。
•为达到以上目标，要求减少级差，增加总的频率动作级数n，同时，相
•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
•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 fX f1则有曲线d
•当频率下降至 f1 ，切除负荷 PL，
若 PL Ph ，且使 fX fb则有曲线e
结论：如果能够及时切除负荷功率，就可以延缓系统频率下 降过程。
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
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。
•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。
电力系统低频减载自动装置——控制电路【文献综述】
毕业设计开题报告电气工程及其自动化电力系统低频减载自动装置——控制电路一、前言电力系统的频率是电能质量的重要指标之一，在稳定状态下电力系统的频率一般是一个全系统统一的运行参数，在正常运行的情况下电力系统能够通过热备用容量来调节正常的有功缺额带来的频率的变化。
但是在系统出现事故的情况下，有可能产生严重的有功缺额，出现系统频率的大幅度下降。
在这个时候系统所缺少的有功功率已经远远大于系统的热备用容量，只能在系统的频率下降到某一预定值的时候，采取切除相应用户来减少系统的缺额，维持系统的频率稳定，这一方法我们称之为电力系统的低频减载。
1、低频减载的发展概况现代电力系统不断通过建设新型大规模变电站、大容量机组不断并入网内，使得电力系统的规模不断扩大，但同时也削弱了系统在大动下维持频率稳定的能力，极易发生恶性频率事故，导致全系统的瓦解。
国内外近些年来发生了一系列频率异常事故以及因此而导致大规模停电时事故，使得频率控制特别是极端事故下的频率控制成为近年来电力系统研究的热点问题之一。
如2007年欧盟“11。
4”停电事故和我国河南电网发生的“7。
1”事故等，故障分析表面都和频率调整有较大的联系。
面对这种严峻的局面，各国电力系统都把研究频率稳定作为十分重要的研究课题。
电力系统的频率稳定一般规划为电力系统的长期动态分析，主要研究电力系统受到扰动后同步稳定过程已基本结束时电力系统的频率动态行为。
与电压的稳定和功角的稳定相比，频率稳定的研究显的很不够。
事实上功角失稳、电压崩溃和频率崩漏的发生许多情况下都是同时存在、相互关联并且相互激发的。
显然不能只重视前两者而忽略第三者。
近些年多次惨痛的大停电事故表明电力系统的频率稳定已经成为相当严重问题。
［1］2、电力系统低频减载的意义《电力系统安全稳定导则》将电力系统的扰动分为三类：第一类为常见的普通故障，要求系统在承受此类故障时能保持稳定运行与正常供电；第二类故障为出现概率较低的较严重的故障，要求系统在承受此类故障时能保证稳定运行，但允许损失部分负荷；第三类故障为罕见的严重复杂故障，电力系统在承受此类故障时，如不能保持系统稳定运行，则必须防止系统崩溃并尽量减少负荷损失。
电力系统自动低频减负荷技术规定精品文档15页
喜欢就收藏吧、中华人民共和国电力行业标准DL 428—91电力系统自动低频减负荷技术规定中华人民共和国能源部1991-10-30批准1992-04-01实施1 总则1.1 按照《电力系统安全稳定导则》的要求，电力系统必须合理安排自动低频减负荷的顺序及所切负荷数量。
当系统全部或解列后的局部出现有功功率缺额时，能够有计划地按频率下降情况自动减去足够数量的较次要负荷，以保证系统安全运行和向重要用户的不间断供电。
1.2 本技术规定对系统自动低频减负荷的基本要求，装置的配置、轮数、每轮起动频率值及人为附加延时的整定、每轮所切负荷数量以及整定计算的基本内容作了原则规定或提出了推荐意见，但鉴于各区域电力系统中，发电机组的组合(水、火、核电机组及电厂容量大小及比重，机组对异常频率的适应性等)、电网结构和运行方式等有较大的不同，因而在实际执行中需结合具体系统情况运用。
1.3 电力系统的自动低频减负荷方案，应由系统调度部门负责制定并监督其执行，调度部门应定期和当系统条件有重大变动时，对其进行重新审定。
为了累积经验，需要做好每次重大有功功率缺额事件或事故后的分析总结工作。
1.4 各级供电部门应负责按方案要求具体实施。
自动低频减负荷装置的数量需随系统电源投产容量的增加而相应地增加。
1.5 事故手动低频减负荷是自动减负荷的必要补充，当电源容量恢复后，应逐步地手动或自动地恢复被切负荷。
与此有关内容均需在相应的调度运行规程中予以明确规定。
1.6 电力系统的设计、基建和生产部门均应遵守和执行本规定。
2 自动低频减负荷装置配置整定的基本要求当电力系统发生突然的有功功率缺额后，主要应当依靠自动低频减负荷装置的动作，使保留运行的负荷容量能与运行中的发电容量相适应，以保持电力系统的继续安全运行，保证向重要负荷的不间断供电。
对自动低频减负荷的基本要求如下：2.1 当电力系统在实际可能的各种运行情况下，因故发生突然的有功功率缺额后，必须能及时切除相应容量的部分负荷，使保留运行的系统部分能迅速恢复到额定频率附近继续运行，不发生频率崩溃，也不使事件后的系统频率长期悬浮于某一过高或过低数值。
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
电力系统自动低频减载及其他安全控制装置
汇报人：
,
汇报人：
CONTENTS
PART ONE
PART TWO
原理：基于频 率变化自动识 别系统，检测 电网频率变化， 实现自动低频
减载
作用：在电力系 统中，当电网频 率下降时，自动 切除部分负荷， 保证电力系统的
安全稳定运行
目的：提高电 力系统的安全 性和稳定性， 减少因频率下 降引发的连锁
故障
工作流程：传感器实时监测系统频率，一旦发现异常，立即将信号传输给控制器，控制器根据预设算法 判断是否需要触发减载动作，如果需要，则向执行机构发出指令，执行机构根据指令进行减载操作。
特点：具有快速响应、高精度、高可靠性的特点，能够有效保障电力系统的安全稳定运行。
检测电力系统的频率变化 判断频率变化是否超过预设阈值 如果超过阈值，触发低频减载控制装置 控制装置根据预设策略切除部分负载，以恢复系统频率稳定
添加标题
未来展望：未来电力系统自动低频减载装置将更加注重智能化和自适应性，能够更好地应对 各种复杂的电力系统和负荷变化，提高电力系统的稳定性和可靠性。
添加标题
技术创新：随着科技的不断进步，电力系统自动低频减载装置的技术将不断创新和完善，为 电力系统的安全稳定运行提供更加可靠的保障。
添加标题
应用范围：随着电力系统规模的不断扩大和复杂化，自动低频减载装置的应用范围将不断扩 大，不仅局限于电力系统，还将应用于其他领域，如能源、交通等。
发电厂：用于确保发电机组在低频或异常情况下能够安全停机，防止设备损坏和事故 扩大。
输配电系统：用于检测和防止电力系统中的电压异常、频率波动等问题，保障电力系 统的稳定运行。
工业自动化生产线：用于确保生产线上的电机、传动系统等设备在电力异常时能够安 全停机，避免设备损坏和生产事故。
电力系统自动化-低频减载
• 第三道防线：因一些严重故障导致电力系统稳定破 坏时，必须采取措施，防止系统崩溃，避免造成长 时间大面积停电。
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。
谢谢！
h
使负荷少吸收的功率来平衡.
6.5 电力系统低频减载-低频减载整 定计算
Pqe Pj h
Байду номын сангаас
可得K L
dPL df
PLe Pj h fN fy
fN
可推得Pj h
Pqe K LPLef 1 K Lf
其中f
fN fy fN
6.5 电力系统低频减载-低频减载整 定计算
（三）确定各级的动作频率
fDN
t1 t2
tN tD1 tD2 tDN
EX1
电力系统自动低频减负荷装置设计
工业大学电力系统自动化课程设计（论文）题目：电力系统自动低频减负荷装置设计（4）院（系）：电气工程学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：2011.12.26—2012.01.06课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：电气工程及其自动化注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算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 (1)1.3低频运行对电力系统的影响 (1)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 (7)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 (8)3.3各轮动作功率的选择及计算 (8)3.3.1 各轮动作功率的选择 (8)3.3.2 各轮动作功率的计算 (9)3.3.3 特殊轮的功用与断开功率的选择 (10)第4章课程设计总结................................. 错误！未定义书签。
参考文献 (15)第1章绪论1.1电力系统自动低频减负荷装置概况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。
电力系统自动低频减载装置设计
电力系统自动低频减载装置设计任务书一、设计任务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。
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，所以已不能满足新的要求，所以对微机式低频减载装置进行研究，具有实用价值。
通过对该装置的研究，使学生熟练掌握单片机的运用与编程技术，同时对电力系统运行，控制等本专业的基础理论进一步加深，强化学生理论联系实际的能力。
二、应完成的任务和成果1.设计出微机低频自动减载原理图；2.熟悉相应的硬件电路；3.编写相应的软件并调试（A/D，采样，通讯，显示等程序）；4.撰写毕业设计论文（论文字数1.5～2万，打印工整，论文观点正确，条理清晰，附上原程序清单和原理图）。
三、毕业设计的进度2008年2.月18日----2004年2月29日；在指导老师的指导下查找，熟悉本课题相关的文献资料。
2008年3月1日----2004年3月30日；进行数据采集电路的设计，用PROTEL画出原理图。
2008年4月1日----2004年5月25日；编写相关程序，进行电路调试实验。
2008年5月26日----2004年6月15日；整理设计成果，撰写毕业论文，准备答辩。
2008年6月16日---------2004年6月18日；毕业答辩建议参考文献[1] 丁元杰，单片机原理与运用，机械工业出版社，1999年10月[2] 李华等，MCS-51系列单片机实用接口技术，北京航空航天大学出版，1993年8月[3] 杨冠成，电力系统自动装置原理，中国电力出版社，1995年11月[4] 谭浩强，C语言程序设计，清华大学出版社，[5] 钱能，C++程序设计教程，清华大学出版社，1995年5月[6] 杨博等，电力系统低频减载的现状和研究，华东电力，2002，9[7] 余虹云等，华东电力系统低频减载方案的整定，浙江电力，1995，1[8] 孙莹等，单片机智能低频减载装置的研究，继电器，1996，2[9] 陈祥光，裴旭东人工神经网络技术与运用，中国电力出版社，2003年9月[10] 王洪元，史国栋，人工神经网络技术及应用中国石化出版社，2002.12[11] 闻新，周露，王丹力，Matlab神经网络应用设计，科学出版社，2000.9[12] 丛爽，神经网络、模糊系统及其在运动控制中的应用，中国科学技术大学出版社[13] 程相君，神经网络原理及应用，国防工业出版社，1995[14] 中国期刊网相关文献。
电力系统低频低压减载装置PPT课件
四、按频率自动减负荷装置 1、按频率自动减负荷装置的作用
当系统发生事故，有功功率缺额较大而备用容 量又不足时，为了保证重要用户的连续供电，要 在短时间内防止频率过度降低，进而恢复到允许 值，比较有效的措施就是根据情况自动地断开一 部分负荷。这种因系统发生有功功率缺额而引起 频率下降时，能根据频率下降的程度自动断开一 部分不重要负荷的自动装置，称为按频率自动减 负荷装置，中文简拼为“ZPJH”，英文为UFLS （Under Frequency Load Shedding）。
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• 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
三、低频运行的危害
正常运行时，负荷有功功率总是在小范围内 变化的，这时只要调节发电机的出力，使发电机 发出的总功率与负荷所需的总功率重新平衡，频 率即可恢复到额定值。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。 （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
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 功率将减少；反之亦然。负荷有功功率随 频率变化的现象称为负荷调节效应。由于 负荷调节效应的存在，电力系统中，当功 率平衡破坏引起频率变化时，负荷吸取有 功功率的变化将起到补偿作用，于是系统 就有可能在另一个频率下稳定运行。
4
（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。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。
电力系统自动低频减载及其他安全控制装置
演讲人Leabharlann 录01. 自动低频减载 02. 其他安全控制装置 03. 安全控制装置的发展趋势
自动低频减载
工作原理
01 自动低频减载装置通过检测电网频率变化， 判断电网是否处于低频状态。
02 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。
03 切除负荷的顺序和数量根据预设的负荷优 先级和切除量进行。
作用：维持电力系统电压稳 定
原理：通过调节无功功率， 实现电压稳定
应用：广泛应用于电力系统、 优点：提高电力系统稳定性，
工业设备等领域
减少设备损坏风险
电力系统稳定器
01
作用：保持电力 系统的稳定运行，
防止系统崩溃
02
原理：通过调节 发电机的输出功 率，实现系统的 频率和电压稳定
03
应用：广泛应用 于电力系统，如 发电厂、变电站
04
模块化：将安 全控制装置设 计成模块化结 构，便于维护 和升级
绿色化
01
节能环保：降低能耗，减少 排放，提高能源利用效率
03
智能电网：实现电网的自动 化、智能化，提高电力系统 的稳定性和可靠性
02
清洁能源：利用太阳能、风 能等可再生能源，减少对化 石能源的依赖
04
储能技术：发展储能技术， 提高电力系统的调峰能力， 降低对电网的冲击
04 随着电网频率的恢复，自动低频减载装置 逐步恢复切除的负荷，确保电网稳定运行。
应用范围
01
电力系统：用于保障电力 系统的稳定运行
02
工业生产：用于保障工业 生产的连续性和稳定性
03
交通系统：用于保障交通 系统的正常运行和安全
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第六章电力系统自动低频减载及安全自动控制装置
四、自动低频减载工作原理 （3）频率级差Δf
1）按选择性：考虑测量 有误差，第i级在fi-Δfσ 启动减载，Δt后切负荷， 若频率不再下降，第i+1 级不应启动。
f 2f f 1 fy
模拟式：Δf=0.5Hz 数字式：Δf=0.2～0.3Hz
动，则频率将稳定在低于恢复频率fh的较低频率，这 样是不允许的。
设置后备段，其在常规 减负荷第1级启动时开始 计时，延时一定时间（等 系统频率稳定）后启动第 1级后备段切负荷，每级 延时Δt，直到频率高于恢 复频率。第1级后备段延 时10～12秒，每级差5秒
第六章电力系统自动低频减载及安全自动控制装置
Ph2 PL1 PL2 K L (PLN PL1 PL2 )
第六章电力系统自动低频减载及安全自动控制装置
2）两公式消去ΔPh2，得第二级切除功率。
f 2*
Ph2 PL1 K L (PLN PL1)
fh*
Ph2 PL1 PL2 K L (PLN PL1 PL2 )
第六章电力系统自动低频减载及安全自动控制装置
四、自动低频减载工作原理 （3）频率级差Δf 2）不强调选择性，要快速，且考虑功率缺额分散性， 增加级数和试探性切负荷。
对误切负荷，由重合闸装置弥补。
（4）频率级差n
n f 1 fn 1 f
第六章电力系统自动低频减载及安全自动控制装置
（5）自动低频减载后备段 若第i级切负荷后，频率下降不足以使第i+1级启
0.045
PL4 0.045 2000 90MW
i5
PL5 280 24 48 70 90 48MW
第六章电力系统自动低频减载及安全自动控制装置
第三节 系统解列 在一个大系统中适当设置若干个解列点，
通过解列操作可分为若干个区域电网运行。 正常运行时，各区域电网均通过联络线联
二、电力系统频率静态特性 例：系统发电容量450MW，负荷 430MW，KL*=1.5。100MW发电机事 故停机，频率稳态值？
答：ΔPh=100-（450-430）=80MW
f 5080 6.2Hz 1.5 430
f 50 6.2 43.8Hz
第六章电力系统自动低频减载及安全自动控制装置
减载装置总功率，每级切负荷功率。
解：
f h*
50
49.5 50
0.01
f 0.5
f1 49 Hz
fn 47 Hz n 5
第六章电力系统自动低频减载及安全自动控制装置
依据公式：切除总负荷
PL max
Phmax K LPLN f 1 KLf
300
1.2 2000 0.01 11.2 0.01
第六章电力系统自动低频减载及安全自动控制装置
第一节 概述
➢ 电力系统自动低频减载 ➢ 备用电源自动投入 ➢ 线路自动重合闸
第六章电力系统自动低频减载及安全自动控制装置
第二节 自动低频减载 一、概述 电力系统由于事故情况下，可能产生严重的 有功缺额，超过系统热备用容量的部分导致系统 频率大幅度下降。 频率大幅下降使汽轮机叶片共振；频率崩溃、 电压崩溃。 在系统频率下降过程中，逐级切除负荷，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。称为按频率自动减负荷。中文简拼 为“ZPJH”，英文为UFLS（Under Frequency Load Shedding）
每级切负荷ΔPLi* 均以PLN为基准
第六章电力系统自动低频减载及安全自动控制装置
（6）每级切负荷ΔPLi
PLi*
(1
i 1
PLm* )
m1
K L* (fi* fh* ) (1 KL*fh* )
依据公式，从i=1起，逐级推出ΔPLi*。
例：系统在fN时负荷2000MW，KL*=1.2，一台300MW机 组切机，恢复频率49.5Hz，最低频率47Hz。求：接入
f 1*
Ph1 K LPLN
第六章电力系统自动低频减载及安全自动控制装置
（6）每级切负荷ΔPLi
1）在f1上第一级切负荷启动，切除ΔPL1， 频率回升至fh。
fh*
Ph1 PL1 K L (PLN PL1)
第六章电力系统自动低频减载及安全自动控制装置
（6）每级切负荷ΔPLi
三、电力系统频率动态特性 系统中发电机、电动机等均为机械惯性设备， 频率（转速）不可能突变。 微分方程式：
Txf
df* dt
f
Ph K L
Txf
PGN PLN
Tx K L*
以负荷总容量为基准的频率下降 过程时间常数；
Tx发电机容量为基准的时间常数
系统频率的变化过程可用指数曲线来描述。
四、自动低频减载工作原理 例：某系统的用户总功率为PL=5000MW，系统最大 的功率缺额ΔPhmax=1200MW，负荷调节效应系数 KL*=2，希望恢复频率值fh=49.5Hz，求接入减负荷装 置的负荷总功率ΔPLmax。 解: 减负荷动作后，恢复频率偏差标幺值
f
50 49.5 50
第六章电力系统自动低频减载及安全自动控制装置
第二节 自动低频减载 二、电力系统频率静态特性 由于负荷的频率调节效应，在频率下降时，将 自动减少功率的吸收。 设ΔPh为功率缺额（已扣除发电机备用容量）
1 f Ph
KL
f 50 Ph K LPLN
f Ph% 2K L
第六章电力系统自动低频减载及安全自动控制装置
280
i 1
PL1
(1
0) 1.2 (0.02 0.01) 11.2 0.01
0.0121
PL1 0.0121 2000 24.3MW
i
2
PL2
(1
0.0121) 1.2 (0.03 0.01) 11.2 0.01
0.024
PL2 0.024 2000 48MW
5.若切除后系统出现功 率余额，则频率将上升。
第六章电力系统自动低频减载及安全自动控制装置
四、自动低频减载工作原理
1。最大功率缺额的确定
（接至自动低频减载装置的总功率）
发生事故后，低频减载不要求频率能恢复到额定
频率，约49.5～50Hz之间，称为恢复频率fh。接至自
动低频减载装置的总功率将小于50Hz时的最大功率缺
第六章电力系统自动低频减载及安全自动控制装置
2）设系统功率缺额为ΔPh2，系统在第一 级切负荷后，频率下降正好到f2。
f 2*
Ph2 PL1 K L (PLN PL1)
第六章电力系统自动低频减载及安全自动控制装置
2）在f2上第二级切负荷启动，切除ΔPL2， 频率回升至fh。
fh*
（6）每级切负荷ΔPLi 适应不同负荷总量、不同功率缺额。 设第i-1级切负荷后，功率缺额使频率下降刚好使
第i级启动，而系统正好无功率缺额，这样第i级切除 的负荷均使频率上升，恰好上升至恢复频率的切负荷 量即是第i级切的负荷。
第六章电力系统自动低频减载及安全自动控制装置
（6）每级切负荷ΔPLi
1）设系统功率缺额为ΔPh1，系统在PLN 作用下频率下降正好到f1。
由此第i级切负荷为
PLi*
(1
i 1
PLm* )
m1
K L* (fi* fh* ) (1 KL*fh* )
fi*
fN fN
fi
第六章电力系统自动低频减载及安全自动控制装置
（6）每级切负荷ΔPLi
PLi*
(1
i 1
PLm* )
m1
K L* (fi* fh* ) (1 KL*fh* )
0.01
PL m ax
1200
2 1
5000 2 0.01
0.01
1122.45MW
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四、自动低频减载工作原理 2。自动低频减载装置的动作顺序
按频率自动减载
（1）第一级启动频率f1 尽量高，但应低于恢复频率,一般48.5～49Hz
（2）末级启动频率fn 按系统允许最低频率（频率崩溃、电压崩溃） 一般46～46.5Hz
1）两公式消去ΔPh1，得第一级切除功率。
f 1*
Ph1 K LPLN
fh*
Ph1 PL1 K L (PLN PL1)
PL1
PLN K L* (f1* fh* ) (1 K L*fh* )
第一级标幺值
PL1*
K L* (f1* fh* ) (1 K L*fh* )
网运行，提高系统安全稳定性。 当某区域电网内发生故障有较大功率缺额
时，使系统频率发生较大下降，威胁整个系统 的安全运行，此时在适当的解列点进行解列， 使故障区域从大系统中脱离。称为系统解列。
第六章电力系统自动低频减载及安全自动控制装置
第四节 机组切机 当某线路发生故障，继电保护动
作切除该线路，使发电机输出功率受 限，而转速上升，为保护发电机安全 及维持系统稳定，自动断开发电机出 口断路器，完成预定的切停机操作。 PL max PLN PLmax
K Lf
ΔPhmax 最大功率缺额
PL m a x
Phmax K LPLN f 1 KLf
ΔPLmax 减载总功率
第六章电力系统自动低频减载及安全自动控制装置
第六章电力系统自动低频减载及安全自动控制装置