自动化第三章

第三章电力系统有功功率（频率）控制以及按频率自动减负荷装置（ZPJH）

第一节有功（频率）控制的必要性f<49.5~49HZ:汽轮机叶片受损f<48~47HZ:厂用机械出力下降，恶性循环导致f崩溃f<46~45HZ:励磁电压崩溃一、电力系统频率下降的危害第一节有功（频率）控制的必要性二、电力系统频率波动的原因正常：有功平衡：负荷增加：则有第一节有功（频率）控制的必要性三、避免频率波动的措施（按顺序采取措施）1、增加机组出力2、增投备用机组3、按频率减负荷第二节同步发电机组的调整系统及其功频特性调频逻辑图A点：测速点，反映速度（频率）的变化，上升下降。D点：定值给定，给定速度定值或功率定值，调速或调功；上升下降。C点：效果点。反映调节后开度大小，上大下小。B点：中间点。传递A点或C点作用。E点：中间点。反映D点、B点的作用。F点：平衡点。控制输出执行,最后要恢复才能结束调整过程。第二节同步发电机组的调整系统及其功频特性功率----频率特性（一次调频，有差调频）调频过程：频率的调整是沿着满足调频方程式的方向进行。

第二节同步发电机组的调整系统及其功频特性有功调差系数：标幺值：利用调频器调给定频率值，则为二次调频也为无差调频

1.概念介绍发电机的调差系数：单位调节功率的倒数。发电机的单位调节功率与调差系数的关系：一般来说发电机的单位调节功率是可以整定的：汽轮发电机组=3~5或=33.3~20水轮发电机组=2~4或=50~25第三节电网的负荷曲线及调整方法一、负荷曲线1、计划内负荷：基本负荷与峰荷2、计划外负荷:

长时负荷：5~10分钟短时负荷：3~5分钟瞬时负荷：1~5秒第三节电网的负荷曲线及调整方法二、调频方法主导发电机法1）调频方程式：式中ΔPci—第i调频发电机的有功增量

Ki

—功率分配系数

第三节电网的负荷曲线及调整方法）机组间有功功率的分配：调频结束时必有而各调频机组分担的频率为式中上式说明各调频机组间的出力也是按照一定的比例分配的。

第三节电网的负荷曲线及调整方法特点：1、能做到无差调频趋于02、能确定各机组的分配功率3、主导发电机（1#）退出，整个调频系统瘫痪4、动作有先后，调节时间长，调节容量有限第三节电网的负荷曲线及调整方法积分调节法1）调频方程式：积差调频法（或称同步时间法）是根据系统频率偏差的累积值进行工作的。单机积差调节的调频方程式为：

式中K-调频功率比例系数第三节电网的负荷曲线及调整方法方程组其调频如下

第三节电网的负荷曲线及调整方法各机组的∫Δfdt

也可以认为是相等的，系统的调频方程式为式中第三节电网的负荷曲线及调整方法每台调频机组分担的计划外负荷为

按积差调频法实现调频时，各机组的出力也是按照一定比例自动进行分配的。

第三节电网的负荷曲线及调整方法特点：

1、调节容量不限

2、积分环节动作速度慢第三节电网的负荷曲线及调整方法复合调节法

第四节电力系统负荷频率的静态特性负荷有功功率与系统频率的关系a)与f无关的负荷：照明、电弧炉、电阻炉、整流负荷等；b)与f成正比的负荷：切削机床、球磨机、往复式水泵、压缩机、卷扬机等；c)与成正比的负荷：变压器的涡流损耗（在系统中比重很小）；d)与成正比的负荷：通风机、循环水泵（小阻力静水头）；e)与成正比的负荷：给水泵（大阻力静水头）。负荷功率—频率特性：第四节电力系统负荷频率的静态特性负荷的功率—频率特性一般可表示为式中—额定频率

—系统频率为f时，整个系统的有功负荷

—系统频率为额定值时，整个系统的有功负荷

—为上述各类负荷占的比例系数

第四节电力系统负荷频率的静态特性将上式除以

，则得标么值形式，即

通常与频率变化三次方以上成正比的负荷很少，如忽略其影响，并将上式对频率微分，得

称为负荷的调节效应系数。

第四节电力系统负荷频率的静态特性第四节电力系统负荷频率的静态特性说明：1）负荷的频率效应起到减轻系统能量不平衡的作用。2）称为负荷的频率调节效应系数。3）电力系统允许频率变化的范围很小，为此负荷功率与频率的关系曲线可近似地视为具有不变斜率的直线。这斜率即为。4）表明系统频率变化1%时，负荷功率变化的百分数。5）对于不同的电力系统，值也不相同。一般=1~3。即使是同一系统的，也随季度及昼夜交替导致负荷组成的改变而变化。

第五节电力系统的动态特性f~t对于电网中有发电机组的任一节点i，其运动方程为

其中：：节点i机组的转动惯量：i点机组转子的旋转角速度：i点机组原动机出力

：i点机组负荷功率第五节电力系统的动态特性f~t对几个节点有：

:电网所有出力之和：电网的负荷总功率

第五节电力系统的动态特性f~t若电网中所有机组仍保持同步运行，则将电网看成一台等值机，有标幺值的形式为令电网等效惯性时间常数

则有：第五节电力系统的动态特性f~t上式可解其中则有第六节ZPJH动作的基本原则一、最大功率缺额（）的确定及ZPJH断开的负荷总功率（）包含损失容量最大的机组或电厂和电网间最大的容量联络线跳开可解得第六节ZPJH动作的基本原则二、分级切负荷1）第一级动作频率一般的一级启动频率整定在49Hz。2）最后一轮的动作频率自动减负荷装置最后一轮的动作频率最好不低于46～46.5Hz3）前后两级动作的频率间隔前后两级动作的时间间隔是受频率测量元件的动作误差和开关固有跳闸时间限制的。第六节ZPJH动作的基本原则三、级差的确定其中：频