电力系统自动装置 第5章按频率自动减负荷及其他安全自动控制装置

第5章

按频率自动减负荷及其他安全自动控制装置电力系统自动装置内容提要5.1概述5.2按频率自动减负荷5.3自动解列装置5.4水轮机组低频自启动装置5.2按频率自动减负荷

5.2.1概述(1)系统长期在49~49.5Hz内运行时(2)频率下降至47~48Hz时(3)频率的下降会使发电机电压下降5.2.2电力系统动态频率特性图5.1系统的动态频率特性

式中

PG*,PL*——相应地以系统总发电功率PGn为基准时,发电总功率和负荷功率的标幺值,即PG*=PG/PGn×100%PL*=PL/PGn×100%

5.2.3ＡＦＬ工作原理

（２）ＡＦＬ的分级实现1)第一级启动频率f1的确定2)末级启动频率fN的确定（３）频率级差Δｆ的确定

①按选择性确定Δf②不强调级差的选择性图5.2

频率选择性级差的确定（４）各级最佳切除负荷的计算

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

（５）特殊级（附加级）的设置

图5.3

AFL中的特殊情况示意

（６）ＡＦＬ装置的动作时限

AFL装置动作时,理论上要求尽可能快,以利于频率恢复。但要防止系统发生振荡或电压短时下降AFL可能会误启动,因此一般采用一个不大的时限,通常取为0.15~0.5s5.2.4自动按频率减负荷装置（１）对ＡＦＬ的基本要求①能在系统各种运行方式下，产生有功功率缺效时，有计划地切除负荷，防止频率下降至危险点以下②切除负荷应尽可能少，以防止超调③电力系统发生低频振荡或受谐波干扰时，ＡＦＬ不应误动④变电站电源消失时，ＡＦＬ不应误动(2)AFL装置的实现图5.4

AFL装置工作示意图低频继电器是AFL中的关键元件(3)微机型AFL1)硬件结构框图2)频率检测3)闭锁信号4)功能设置5)输出6)AFL应有与上级计算机通信接口图5.5

AFL装置硬件框图(4)AFL功能的分散实现

1)闭锁方式①时限闭锁②低电压带时限闭锁③低电流闭锁2)自动按频率减负荷后的重合闸(5)AFL装置运行中可能的误动作与防止措施5.2.5电力系统频率异常的计算机控制简介通过前面的论述可见，即使是微机型ＡＦＬ装置，其工作过程是固定逻辑式，也不能适应电力系统运行方式的复杂变化。例如，一个联合电力系统事故后，可以解列为几个系统独立运行，其ＡＦＬ的定值显然较单一系统的整定复杂。且系统解列后，个别子系统不在故障区而可能出现频率升高的情况。此外，ＡＦＬ是以频率为启动信号，系统频率是发电机转速的直接反映，而发电机转速的变化是有机电惯性的。因此，从更精确的角度看，频率下降反映是有时滞的。5.3自动解列装置5.3.1解列的作用解列是系统的一种安全控制措施5.3.2厂用电系统的解列装置5.3.3系统中的解列装置（１）系统解列的应用①尽力保持解列后各部分系统的功率平衡，以防止频率、电压的急剧变化，因此解列点应选在有功功率、无功功率的分界点上，或交换功率最小处。②适当地考虑操作方便、易于恢复系统，具有较好的远动条件或通信条件。图5.6

电力系统示意图（２）解列装置实现原理

按频率下降原则构成解列条件按频率下降与功率大小确定解列图5.7

利用频率、功率的解列逻辑图

利用测量电压实现振荡解列图5.8

利用测量电压构成振荡解列的说明

(3)可行的计算机解列方式电力系统实现调度自动化后,应用前述的静态安全分析功能,对实际运行的电力系统给出假想事故并作出预防。一旦系统出现振荡,根据实情作出判断后,由预先选定的解列点的断路器动作,实现解列5.4水轮机组低频自启动装置5.4.1水轮机组的启动特性（１）按中特性或高特性启动（２）按低特性启动图5.9水轮机组的启动特性5.4.2水轮机组