電力系統自動裝置 第5章按頻率自動減負荷及其他安全自動控制裝置

第5章

按頻率自動減負荷及其他安全自動控制裝置電力系統自動裝置內容提要5.1概述5.2按頻率自動減負荷5.3自動解列裝置5.4水輪機組低頻自啟動裝置5.2按頻率自動減負荷

5.2.1概述(1)系統長期在49~49.5Hz內運行時(2)頻率下降至47~48Hz時(3)頻率的下降會使發電機電壓下降5.2.2電力系統動態頻率特性圖5.1系統的動態頻率特性

式中

PG*,PL*——相應地以系統總發電功率PGn為基準時,發電總功率和負荷功率的標幺值,即PG*=PG/PGn×100%PL*=PL/PGn×100%

5.2.3ＡＦＬ工作原理

（２）ＡＦＬ的分級實現1)第一級啟動頻率f1的確定2)末級啟動頻率fN的確定（３）頻率級差Δｆ的確定

①按選擇性確定Δf②不強調級差的選擇性圖5.2

頻率選擇性級差的確定（４）各級最佳切除負荷的計算

且有ΔPi-1*=ΔPi*+ΔPLi*(5.9)所以ΔPLi*=ΔPi-1*-ΔPi*

（５）特殊級（附加級）的設置

圖5.3

AFL中的特殊情況示意

（６）ＡＦＬ裝置的動作時限

AFL裝置動作時,理論上要求盡可能快,以利于頻率恢復。但要防止系統發生振蕩或電壓短時下降AFL可能會誤啟動,因此一般采用一個不大的時限,通常取為0.15~0.5s5.2.4自動按頻率減負荷裝置（１）對ＡＦＬ的基本要求①能在系統各種運行方式下，產生有功功率缺效時，有計劃地切除負荷，防止頻率下降至危險點以下②切除負荷應盡可能少，以防止超調③電力系統發生低頻振蕩或受諧波干擾時，ＡＦＬ不應誤動④變電站電源消失時，ＡＦＬ不應誤動(2)AFL裝置的實現圖5.4

AFL裝置工作示意圖低頻繼電器是AFL中的關鍵元件(3)微機型AFL1)硬件結構框圖2)頻率檢測3)閉鎖信號4)功能設置5)輸出6)AFL應有與上級計算機通信接口圖5.5

AFL裝置硬件框圖(4)AFL功能的分散實現

1)閉鎖方式①時限閉鎖②低電壓帶時限閉鎖③低電流閉鎖2)自動按頻率減負荷后的重合閘(5)AFL裝置運行中可能的誤動作與防止措施5.2.5電力系統頻率異常的計算機控制簡介通過前面的論述可見，即使是微機型ＡＦＬ裝置，其工作過程是固定邏輯式，也不能適應電力系統運行方式的復雜變化。例如，一個聯合電力系統事故后，可以解列為幾個系統獨立運行，其ＡＦＬ的定值顯然較單一系統的整定復雜。且系統解列后，個別子系統不在故障區而可能出現頻率升高的情況。此外，ＡＦＬ是以頻率為啟動信號，系統頻率是發電機轉速的直接反映，而發電機轉速的變化是有機電慣性的。因此，從更精確的角度看，頻率下降反映是有時滯的。5.3自動解列裝置5.3.1解列的作用解列是系統的一種安全控制措施5.3.2廠用電系統的解列裝置5.3.3系統中的解列裝置（１）系統解列的應用①盡力保持解列后各部分系統的功率平衡，以防止頻率、電壓的急劇變化，因此解列點應選在有功功率、無功功率的分界點上，或交換功率最小處。②適當地考慮操作方便、易于恢復系統，具有較好的遠動條件或通信條件。圖5.6

電力系統示意圖（２）解列裝置實現原理

按頻率下降原則構成解列條件按頻率下降與功率大小確定解列圖5.7

利用頻率、功率的解列邏輯圖

利用測量電壓實現振蕩解列圖5.8

利用測量電壓構成振蕩解列的說明

(3)可行的計算機解列方式電力系統實現調度自動化后,應用前述的靜態安全分析功能,對實際運行的電力系統給出假想事故并作出預防。一旦系統出現振蕩,根據實情作出判斷后,由預先選定的解列點的斷路器動作,實現解列5.4水輪機組低頻自啟動裝置5.4.1水輪機組的啟動特性（１）按中特性或高特性啟動（２）按低特性啟動圖5.9水輪機組的啟動特性5.4.2水輪機組