04电力系统自动低频减负荷装置设计y.

辽宁工业大学

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：电气084

学号： 080303116

学生姓名：黄长清

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Array

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 (9)

3.3.1 各轮动作功率的选择 (9)

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。

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）。

一、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。

二、低频运行对电力系统的影响

电力系统频率反映了系统中有功功率的供需平衡情况，它不仅是电力系统运行的重要质量指标，也是影响电力系统安全稳定运行的重要因素。低频运行对电力系统的有以下影响:

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。