自动按频率减负荷和其他安全自动装置
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中国电力出版社
3．频率级数N和各级动作频率
N f1 fN 1 f
第i级动作频率为:
fi f1 i 1f
中国电力出版社
4．频率级差的确定
选择频率级差△f，有两种不同的原则
1 按选择性确定级差
这种方法强调各级动作的次序，要 在前一级动作以后还不能制止频率下降 的情况下，后一级才动作，否则就是误 动作。
系统的频率会下降到： f 50 5 45(Hz)
中国电力出版社
三、系统频率的动态特性
电力系统由于有功功 率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，称 为电力系统的动态频率特 性。
中国电力出版社
f
fN
c
d
f1
b
fb fa
e
a
0
t1
t
图6-1电力系统频率的动态特性
当系统发生事故，电压急剧下降期
1 间有可能引起频率继电器误动作
为了使自动按频率减负荷装置的
2 动作反应全系统的平均频率，而
不是所接母线的频率瞬时值
中国电力出版社
1 暂态过程引起的误动作
3
为了防止在系统发生振荡 时装置的误动作
为此，要求装置有一定的动作时限。当 然，时限过长不利于各级间的选择性，也可 能在严重故障时会使系统的频率降低到危险 的临界值以下。所以往往采用一个不大的时 限(通常用0.1～0.2s)以躲过暂态过程可能 出现的误动作。
分散式：就是低频减负荷的功能被集成在分散的保护测控单元中， 由保护测控装置根据整定值的要求通过软件的设置直接出口跳 闸。这里只介绍数字式频率继电器和集中式的微机自动按频率 减负荷装置。
率缺额PV为系统额定总负PL.n的
20％时，系统频率要降低，如 果仅由负荷调节效应来补偿有 功缺额，由教材（5-4）式可得
中国电力出版社
不切除负荷的情况下系统频率的稳定值
系统频率下降值为：
设KL*= 2,那么：
f
fn
PL K L* PL•n
50 20% 2
5(Hz)
f
fn
PL K L* PL•n
中国电力出版社
三、自动按频率减负荷的后备级
如果出现的情况是：
第i级动作后，系统频率可能稳定在某 一值，例如图6－4中的fi ，它既低于我们 希望的频率恢复极限值fr，但又不足以使下
一自动按频率减负荷装置启动，因此要装设 后备段，经延时，再切除部分负荷功率
中国电力出版社
四、自动按频率减负荷装置误动作的原因 及应采取的措施 1、暂态过程引起的误动作
f
fn1
1
fn
2
fn1
3
0
t
图6-2装置动作的频率变化
中国电力出版社
第三节 有关自动按频率减负荷装置的几个问题
一、动作级数与动作频率的确定
1．第一级启动频率f1的选择
一般第一级的启动频率整定在 48.5 ～ 49Hz。在以水电厂为主的电力系统中，由 于水轮机调速系统动作较慢，所以第一级 启动频率宜取低值，例如48Hz。
B QF2 QF3
TA
自动按频率
切
减负荷
负
荷
命
C令
QF4 负 荷
图6-5电流闭锁接线示意图
中国电力出版社
第四节 自动按频率减负荷装置
微机自动按频率减负荷装置的设置一般分为两种模式：
集中式：所谓集中式就是在变电站低压母线上的电压互感器二次侧 装设微机低频减负荷装置，根据需要可以每段母线配置一个， 也可以整个变电站共同使用一个。
第4章 自动低频减载和安全自动装置
第一节 自动按频率减负荷概述
一、低频运行的危害
二、限制频率下降的措施
中国电力出版社
(1)动用系统中的 旋转备用容量
(2)应迅速启动备 用机组
(3)按频率自动减 去负荷
负荷静态频率特性
系统总有功负荷与f的关系
1
负荷消耗 与频率无 关
2
负荷消耗 与频率的 平方成正 比
ΔPs·max。
中国电力出版社
解 希望恢复频率偏差的标么值为：
f*
50 48 50
0.04
Ps•max
PV •max K L*PL•nf* 1 K L*f*
1000 25000 0.04 1 2 0.04
652.2(MW )
接入自动按频率减负荷装置功率总数为652.2 MW
中国电力出版社
三、自动按频率减负荷的分级实现
中国电力出版社
2
级差不强调选择性
f
fi fe
fi
fi1
f 2fe ft fs
0
t
t
图6-3频中率国选电力择出性版级社 差的确定
二、每级最优切除负荷值的确定
某一级自动按频率减负 荷装置动作后，系统的频 率能恢复到希望值的附近
中国电力出版社
f
fN
fri
1
fi
2
3
fi fn fi
0
t
图6-4典型的系统频率变化过程
3
负荷消耗 与频率的 高次方成 正比
中国电力出版社
负荷调节效应
频率上升或下降,系统总有功负荷消耗 的有功功率增加或减少,称为负荷的调节
效应KL KL随负荷类型,季节变化一般在1-3 范围内.
中国电力出版社
第二节 自动按频率减负荷工作原理
一、不切除负荷的情况下系统频率的稳定值
假设电力系统内发生有功功
中国电力出版社
2．末级启动频率fN的选择
电力系统允许的最低频率受“频率崩溃” 或“电压崩溃”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，末级的启动频 率以不低于46～46.5Hz为宜。
பைடு நூலகம்
中国电力出版社
二、最大功率缺额的确定
一般应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。
设正常运行时系统负荷为PL·n， 额定频率fn与恢复频率fr之差为Δf。
中国电力出版社
最大功率缺额的确定
PV •max Ps•max PL•n
K L*f*
Ps•max
PV •max K L* PL•n f* 1 K L*f*
中国电力出版社
求接入自动按频率减负荷装置的功率总数ΔPs·max
例6-1 某系统的负荷总功率为PL·n＝5000 MW，
设想系统最大的功率缺额PV·max为1000 MW （负荷总功率的20％），设负荷调节效应
系数为及KL*＝2，自动按频率减负荷装置 动作后，希望系统恢复频率为fr＝48Hz，
求接入自动按频率减负荷装置的功率总数
中国电力出版社
2、负荷反馈引起的误动作
加电流闭锁
加滑差闭锁
采取的措施
加电压闭锁
中国电力出版社
频率下降速度df／dt＜3（Hz／s）可认为是系 统功率缺额引起的频率下降。 而df／dt＞3（Hz／
s）可认为是负荷反馈引起的频率下降。因此，采用
df／dt＞3（Hz／s）作为滑差闭锁的条件。
A
QF1
I
3．频率级数N和各级动作频率
N f1 fN 1 f
第i级动作频率为:
fi f1 i 1f
中国电力出版社
4．频率级差的确定
选择频率级差△f，有两种不同的原则
1 按选择性确定级差
这种方法强调各级动作的次序，要 在前一级动作以后还不能制止频率下降 的情况下，后一级才动作，否则就是误 动作。
系统的频率会下降到： f 50 5 45(Hz)
中国电力出版社
三、系统频率的动态特性
电力系统由于有功功 率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，称 为电力系统的动态频率特 性。
中国电力出版社
f
fN
c
d
f1
b
fb fa
e
a
0
t1
t
图6-1电力系统频率的动态特性
当系统发生事故，电压急剧下降期
1 间有可能引起频率继电器误动作
为了使自动按频率减负荷装置的
2 动作反应全系统的平均频率，而
不是所接母线的频率瞬时值
中国电力出版社
1 暂态过程引起的误动作
3
为了防止在系统发生振荡 时装置的误动作
为此，要求装置有一定的动作时限。当 然，时限过长不利于各级间的选择性，也可 能在严重故障时会使系统的频率降低到危险 的临界值以下。所以往往采用一个不大的时 限(通常用0.1～0.2s)以躲过暂态过程可能 出现的误动作。
分散式：就是低频减负荷的功能被集成在分散的保护测控单元中， 由保护测控装置根据整定值的要求通过软件的设置直接出口跳 闸。这里只介绍数字式频率继电器和集中式的微机自动按频率 减负荷装置。
率缺额PV为系统额定总负PL.n的
20％时，系统频率要降低，如 果仅由负荷调节效应来补偿有 功缺额，由教材（5-4）式可得
中国电力出版社
不切除负荷的情况下系统频率的稳定值
系统频率下降值为：
设KL*= 2,那么：
f
fn
PL K L* PL•n
50 20% 2
5(Hz)
f
fn
PL K L* PL•n
中国电力出版社
三、自动按频率减负荷的后备级
如果出现的情况是：
第i级动作后，系统频率可能稳定在某 一值，例如图6－4中的fi ，它既低于我们 希望的频率恢复极限值fr，但又不足以使下
一自动按频率减负荷装置启动，因此要装设 后备段，经延时，再切除部分负荷功率
中国电力出版社
四、自动按频率减负荷装置误动作的原因 及应采取的措施 1、暂态过程引起的误动作
f
fn1
1
fn
2
fn1
3
0
t
图6-2装置动作的频率变化
中国电力出版社
第三节 有关自动按频率减负荷装置的几个问题
一、动作级数与动作频率的确定
1．第一级启动频率f1的选择
一般第一级的启动频率整定在 48.5 ～ 49Hz。在以水电厂为主的电力系统中，由 于水轮机调速系统动作较慢，所以第一级 启动频率宜取低值，例如48Hz。
B QF2 QF3
TA
自动按频率
切
减负荷
负
荷
命
C令
QF4 负 荷
图6-5电流闭锁接线示意图
中国电力出版社
第四节 自动按频率减负荷装置
微机自动按频率减负荷装置的设置一般分为两种模式：
集中式：所谓集中式就是在变电站低压母线上的电压互感器二次侧 装设微机低频减负荷装置，根据需要可以每段母线配置一个， 也可以整个变电站共同使用一个。
第4章 自动低频减载和安全自动装置
第一节 自动按频率减负荷概述
一、低频运行的危害
二、限制频率下降的措施
中国电力出版社
(1)动用系统中的 旋转备用容量
(2)应迅速启动备 用机组
(3)按频率自动减 去负荷
负荷静态频率特性
系统总有功负荷与f的关系
1
负荷消耗 与频率无 关
2
负荷消耗 与频率的 平方成正 比
ΔPs·max。
中国电力出版社
解 希望恢复频率偏差的标么值为：
f*
50 48 50
0.04
Ps•max
PV •max K L*PL•nf* 1 K L*f*
1000 25000 0.04 1 2 0.04
652.2(MW )
接入自动按频率减负荷装置功率总数为652.2 MW
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三、自动按频率减负荷的分级实现
中国电力出版社
2
级差不强调选择性
f
fi fe
fi
fi1
f 2fe ft fs
0
t
t
图6-3频中率国选电力择出性版级社 差的确定
二、每级最优切除负荷值的确定
某一级自动按频率减负 荷装置动作后，系统的频 率能恢复到希望值的附近
中国电力出版社
f
fN
fri
1
fi
2
3
fi fn fi
0
t
图6-4典型的系统频率变化过程
3
负荷消耗 与频率的 高次方成 正比
中国电力出版社
负荷调节效应
频率上升或下降,系统总有功负荷消耗 的有功功率增加或减少,称为负荷的调节
效应KL KL随负荷类型,季节变化一般在1-3 范围内.
中国电力出版社
第二节 自动按频率减负荷工作原理
一、不切除负荷的情况下系统频率的稳定值
假设电力系统内发生有功功
中国电力出版社
2．末级启动频率fN的选择
电力系统允许的最低频率受“频率崩溃” 或“电压崩溃”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，末级的启动频 率以不低于46～46.5Hz为宜。
பைடு நூலகம்
中国电力出版社
二、最大功率缺额的确定
一般应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。
设正常运行时系统负荷为PL·n， 额定频率fn与恢复频率fr之差为Δf。
中国电力出版社
最大功率缺额的确定
PV •max Ps•max PL•n
K L*f*
Ps•max
PV •max K L* PL•n f* 1 K L*f*
中国电力出版社
求接入自动按频率减负荷装置的功率总数ΔPs·max
例6-1 某系统的负荷总功率为PL·n＝5000 MW，
设想系统最大的功率缺额PV·max为1000 MW （负荷总功率的20％），设负荷调节效应
系数为及KL*＝2，自动按频率减负荷装置 动作后，希望系统恢复频率为fr＝48Hz，
求接入自动按频率减负荷装置的功率总数
中国电力出版社
2、负荷反馈引起的误动作
加电流闭锁
加滑差闭锁
采取的措施
加电压闭锁
中国电力出版社
频率下降速度df／dt＜3（Hz／s）可认为是系 统功率缺额引起的频率下降。 而df／dt＞3（Hz／
s）可认为是负荷反馈引起的频率下降。因此，采用
df／dt＞3（Hz／s）作为滑差闭锁的条件。
A
QF1
I