电力系统自动低频减负荷装置设计(3)

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（3）

院（系）：电气工程学院

专业班级：电气111班

学号：

学生姓名：

指导教师：***

起止时间：2014.12.01 — 2014.12.12

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 学 号

110303003 学生姓名 专业班级 电气111 课程设计

题目 电力系统自动低频减负荷装置设计（3）

课程设计（论文）任务

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7台机组，每台45万千瓦；

2 切除一条线路后，线路传输功率为原来的85%。

3 负荷调节效应系数为1.75

4 切除部分机组并投入低频减载装置后，要求系统频率恢复到48.5Hz

设计要求

1. 阐述自动减负荷装置作用。

2. 阐述自动减负荷装置原理及构成。

3. 整定计算。

⏹ 确定切除几台发电机组

⏹ 不投自动减负荷装置，发电机组切除后系统频率是多少？

⏹ 投入自动减负荷装置的负荷总功率。

⏹ 确定自动减负荷级数，及各级动作频率。

⏹ 确定每级最佳切除负荷大小。

4. 利用单片机（或PLC 等）实现对接入低频减负荷装置负荷的控制。

5. 对结果进行分析总结。

进度计划 1、布置任务，查阅资料，理解掌握自动低频减负荷原理及要求。（1天）

2、设计自动低频减负荷装置。（1天）

3、确定切除发电机组，确定投入自动减负荷装置的负荷总功率。（1天）

4、确定自动减负荷级数，及各级动作频率。（1天）

5、确定每级最佳切除负荷大小，验证结果的正确性。（1天）

6、利用单片机（或PLC 等）实现对接入低频减负荷装置负荷的实时控制。（3天）

7、对结果进行分析总结。（1天）

8、撰写、打印设计说明书（1天） 指

导

教

师评

语

及

成绩 平时： 论文质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日

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 本文主要内容 (3)

第2章自动低频减负荷装置原理与构成 (4)

2.1 自动低频减负荷装置的作用 (4)

2.2 自动低频减负荷装置原理 (4)

2.3 自动低频减负荷装置构成 (5)

第3章自动低频减负荷装置的整定计算 (7)

3.1 自动低频减负荷的整定计算 (7)

3.1.1 整定计算的目的和内容 (7)

3.1.2 整定计算的基本假定和方法 (7)

3.1.3 自动低频减负荷装置的整定原则 (8)

3.2 自动低频减载的运行分析 (8)

3.3 自动减负荷整定计算 (10)

第4章单片机软件设计 (12)

4.1 单片机软件概述 (12)

4.2 主程序流程图设计 (12)

4.2.1 模拟量检测流程图设计 (13)

4.2.2 频率判断流程图设计 (14)

第5章课程设计总结 (15)

参考文献 (16)

第1章绪论

1.1电力系统自动低频减负荷装置概况

自动低频减负荷装置是防止电力系统发生频率崩溃的系统保护。为了加强自动低频减负荷的管理工作，实现电力系统的安全稳定运行，保证向重要用户不间断供电，对自动低频减负荷的管理实行统一领导，分级管理的原则，各网局、省局应分别指定一名主管生产的领导负责本网、本省的自动低频减负荷工作。电力系统必须合理安排自动低频减负荷的顺序及所切复合数量。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重要用户的不间断供电。低频减负荷的基本要求，装置的配置、轮数、每轮启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或提出了推荐意见，但鉴于各地区电力系统中，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。

a) 正常运行时，如系统产生正常的有用功缺额，可以通过对有功功率的调节来保持系统频率在额定值附近

b) 事故情况时，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。因此只能在系统频率下降到某一值以下时，采用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

一、系统频率的事故限额

（1）系统频率降低使厂用机械的输出功率大为下降，必然使得系统所有发电机的有功输出功率进一步降低，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，当频率降到45~46Hz时，系统电压水平就会受到严重影响，使系统陷于分裂或崩溃。

（3）电力系统频率变化对用户的不利影响：

1）频率变化将引起异步电动机转速的变化。

2）系统频率降低将使电动机的转速和功率降低。

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