正文 第五章 自動按頻率減負荷裝置(1 / 3)

第一節概述

電力係統頻率是衡量電能質量的指標之一,它直接反映了係統有功功率的平衡狀態。電力係統正常運行時,發電機發出的有功功率的總額等於用戶所消耗(包括傳輸損耗)的總功率。係統頻率應維持在一定穩定值。

係統有功功率的平衡被破壞,係統頻率就會改變。係統發送的有功功率有盈餘時,頻率就會上升,超過額定值7,;當係統發送的有功功率有缺額時,頻率就會下降,低於額定值;當電力係統因事故而出現嚴重的有功功率缺額時,則係統頻率就會急驟下降,頻率降低很多,對電力係統運行是極為不利的。

一、低頻運行的危害

1.發生“頻率崩潰”現象

當頻率下降至47Hz,火電廠廠用機械(如給水泵等)出力顯著下降使鍋爐出力減少,導致發電廠發出的功率進一步降低,致使功率缺額更為嚴重於是係統頻率更為降低,依此惡性循環,將使發電廠的正常運行遭到波壞,從而導致電力係統出現“頻率崩潰”。

2.發生“電壓崩潰”現象、

當頻率下降至43~45隻2時,電廠中的勵磁機、發電機等設備的轉速將相應降低,致使發電機電勢下降,全係統電壓水平大幅度降低,即使有較完善的自動調節勵磁裝置,也難以維持係統電壓為額定值,係統電壓水平受到嚴重影響,索統的穩定途行遭到破壞,會出現所謂的“電壓崩潰”現象,甚至導致係統的瓦解。

3.對汽輪機的影響

運行經驗表明,某些汽輪機長期在低於的頻率下運行時,葉片易產生裂紋,當低到45Hz時,個別葉片可能發生共振,而引起斷裂事故。

綜合上述得知,由頻率下降引起的事故一旦發生,就會引起係統大麵積的停電,需要長時間的恢複。這給人民生活和國民經濟均帶來極不利的影響。因此,對頻率下降必須引起高度的重視,采取措施予以及時處理。

二、電力係統的負荷靜態頻率特性

當係統頻率變化時,負荷所消耗的有功功率也將隨著改變。係統負荷對頻率變化的敏感程度,隨負荷性質的不同而異。第一類負荷所消耗的有功功率與頻率無關,如電熱器、照明、整流裝置等;第二類負荷所消耗的有功功率與頻率成正比,如卷揚機、磨煤機、切削機等;第三類負荷消耗的有功功率與頻率的三次方成正比(或更高次方成正)。

由式得知,當係統負荷的組合及性質確定後,負荷的靜態頻率特性方程也就唯一確定當係統頻率變化時,係統的總負荷要做相應的變化,係統負荷的有功功率戶口與頻率的關係,稱負荷的靜態頻率特性,該曲線可通過實驗,或通過統計獲得。

曲線可以看出,在額定頻率時,係統負荷功率“如圖中點頻率下釋時,係統消的有功功率隨之下降;負荷消耗命有功功率也隨著升高。這神負荷有功功率隨頻率變化的現象稱負荷調節效應。負荷調節效應對電力係統頻率起一定的穩定:作用,有利於恢複功率平衡,當發電機!出力減少係統功率平衡被破壞,而引起功率缺額時,係統頻率必然下降,但由於負荷調節效應的結果,其消耗的功率相應的減少,部分地補償了功率缺額,使係統頻率能穩定在一個低於額定值的頻率下運行。

負荷調節效應的大小用負荷調節效應係數X表示。

式表明,當係統頻率變化1時,負荷功率相應變化瓦不同電力係統由於負荷組成不同,兄的取值不同,一般值在1~3之間。

負荷調節效應雖對電力係統頻率起一定穩定作用,但在係統發生事故而出現大量的有功功率缺額時,單靠負荷調節效應來補償功率缺額是不行的,將會使係統頻率降低到允許的程度,為此必須借助於一種安全自動裝置一一自動按頻率減負荷裝置來係統的穩定運行。

三、電力係統的動態頻率特性電力係統出現功率缺額時,係統頻率將胃發生變化,係統頻率由額定值過渡到另一穩定值所經曆的時間過程,稱電力係統的動態頻率特性。可見,係統頻寧變化不是瞬間完成,而是按指數規律變化由功率缺額引起的另一穩定頻率。

第二節實現自動按頻率減負荷裝置的基本原則

係統發生事故時,有功功率譽額較大,在旋轉備用容量不足時,為了保證重要用戶的連續供電,要在極短的時同成:防止頻率的過渡降低,使頻率恢複到恢複頻率(低於額定值的某一頻率)的有效措施是采用拫據頻率下降程度不同自動斷開一部分不重要負荷,確保電力係統安全運行的動裝置自動按頻率減負荷裝置,現2/8裝置的基本原則如下。