1、电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理第一节 概 述 装置的主要任务当系统发生某些故障时，按照预定的控制准则迅速作出反应，采取必要措施避免事故扩大。 B系统A电厂12事故情况 当电厂A发生故障 一回线发生三相短路 迅速切除系统B的部分负荷迅速减少输送功率 措施调度人员 电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理安全装置的意义安全装置的意义系统规模扩大事故严重性扩大a、故障则系统减少PA。若备用不足必须切负荷。b、若故障切除，则还有暂稳极限问题。电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理电力系统安全装置的种类电力系统安全装置的种类水轮机低水轮机低频自启频自启自动切机自动切机电气制动电气制动自动解自
2、动解列装置列装置自动低自动低频减载频减载安全装置安全装置自动化安全性保证自动化安全性保证电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理第二节第二节 自动低频减载自动低频减载对汽机的影响对汽机的影响 频率崩溃频率崩溃 电压崩溃电压崩溃 汽轮机长时期低于频率4949.5Hz以下运行时，叶片容易产生裂纹，当频率低到45Hz附近时，个别级的叶片可能发生共振而引起断裂事故。 当频率下降到4748Hz时，火电厂的厂用机械的出力将显著降低，使锅炉出力减少，导致发电厂输出功率进一步减少，致使功率缺额更为严重。从而造成所谓“频率崩溃”现象 。当频率降低时，励磁机、发电机等的转速相应降低，加剧了系统无功不足情况，使系统
3、电压水平下降，系统电压水平受到严重影响，当某些中枢点电压低于某一临界值时，将出现所谓“电压崩溃”现象， v一、低频运行的后果电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理自动低频减载 自动低频减载装置的任务当系统发生较大事故时，系统出现严重的功率缺额，其频率下降，采用迅速切除不重要负荷的办法来制止频率下降，以保障系统安全，防止事故扩大。频率降低较大时对系统运行的影响 对汽轮机的影响 发生频率崩溃现象 发生电压崩溃现象 二、 电力系统频率静态特性 *2%5050LhLeLhLehLhLKPfPKPfPfPKfPK电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理三、 电力系统频率动态特性 LSTSSLTGGGe
4、keeGekeeGeBekeekeekePPdtdTPPdtdTsmallMdtdTdtdPWdtdPWPMMdtdWWJJWMdtdJ等值机组的运动方程222221222LhxfLxLeGexfhTLLeGexLTLeGexLLLLeLLTLeGexLeGeeeeeKPfdtfdTKTPPTPPfKdtfdPPTfKPdtfdPPTfKPfKPPPPdtfdPPTPPdtfddtddtdffffBecause*111当系统中出现功率缺额或功率过剩时，系统频率的动态特性可用指数曲线来描述。电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理1)由于f* 的值与功率缺额Ph*成比例，当Ph*不同时，系统频率
5、特性如图中曲线a, b所示。两曲线表明，在事故初期，频率的下降速率与功率缺额的标么值成比例， Ph*值越大，频率下降的速率也越大。它们的频率稳定值分别为fa和fb 。 2)设系统功率缺额为Ph ，当频率下降至f1时切除负荷功率PL，如果PL等于Ph，则发电机发出的功率刚好与切除后的系统负荷相平衡。系致频率按指数曲线恢复到额定频率fe运行（曲线c) 。3)事故情况下，如果在f1时切除负荷功率PL1小于功率缺额Ph，则系统的稳态频率就低于额定值。设切除负荷PL1后，正好使系统频率维持在f1运行，那么它的频率特性如图中直线d所示4)设系统的频率下降至f1时切除负荷功率PL2，且PL2 小于上述情况的
6、PL1 ，这时系统频率将继续下降，如果这时系统的功率缺额所对应的频率稳定值为fb ，系统频率的变化过程如图中曲线e 所示。比较b、e两曲线说明，如能及早切除负荷功率， 可延缓系统频率下降过程。电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理四、 自动低频减载的工作原理1 最大功率缺额及接入自动低频减载装置的功率值的确定 *maxmax*maxmaxmax1fKPfKPPfKPPPPLLeLhLLLLeLh断开功率PLmax：功率缺额Phmax：应根据最不利的运行方式下发生事故时，实际可能发生的最大功率缺额来考虑，例如按系统中断开最大机组或某一电厂来考虑。电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理2 自动
7、低频减载装置的动作顺序 分批断开负荷功率采用逐步修正的办法，按频率的不同数值按顺序地切除负荷。 1) 第一级起动频率f1的选择 第一级的起动频率值宜选择得高些；考虑电力系统动用旋转备用容量所需的时间延迟 。48.5 49 Hzq频率崩溃q电压崩溃2) 末级起动频率fn的选择46 46.5 Hz电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理4 频率级差数N 的选择11fffNN3 频率级差f 的选择 按选择性确定级差 级差不强调选择性5 每级切除负荷PLi 的限值 6 自动低频减载装置的动作时延及防止误动作措施电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理ytffff2频率测量元件的最大误差频率 对应于t时
8、间内的频率变化，一般可取0.15Hz 频率裕度，一般可取0.05Hz 电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理 由于电力系统运行方式和负荷水平是不固定的，针对电力系统发生事故时功率缺额有很大分散性的特点，低频减载装置遵循逐步试探求解的原则分级切除少量负荷，以求达到较佳的控制效果。这就要求减小级差f，增加总的频率动作级数N，同时相应地减少每级的切除功率，这样即使两轮无选择性起动，系统恢复频率也不会过高。 在电力系统中，自动低频减载装置总是分设在各个地区变电所中，在系统频率下降的动态过程中，各母线电压的频率并不一致，所以分散在各地的同一级低频减载装置，事实上也有可能不同时起动。但是如果增加级数N，
9、减 小各级的切除负荷功率，则两级间的选择性问题并不突出，所以近来的趋势是采用增加级数N的方法。 电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理hLhiLikLkLihLikLkiLikLkLihiLiihLikLkhiiLikLkieiLikLkLeifKffKPPfKPfKPPPPPfKPPfKPPffKPPP1111111111111111111电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理f2EX2t2f1EX1t1fNEXNtNfD1EXD1tD1fD2EXD2tD2fDNEXDNtDNP1P2PNPD1PD2PDN五、自动低频减载装置原理接线 +-+-电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理自动
10、低频减载自动低频减载v自动低频减载的工作原理最大功率缺额最大功率缺额的确定的确定装置的动作顺序装置的动作顺序频率级差的选频率级差的选择择后备级的考虑后备级的考虑每级切除负荷每级切除负荷量限制量限制电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理第三节 其他安全自动控制装置 厂用电系统“解列”的应用 系统解列的应用 水轮机组低频自起动装置 自动切机 电气制动 自动解列装置电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理fCZ跳闸fGGGG1#2#3#4#TDL厂用电厂用电系统“解列”的应用电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理 尽量保持解列后各部分系统(子系统)的功率平衡， 解列点应选在有功功率、无功功率分点上，或交换功率最小处。 适当地考虑操作方便、易于恢复且具有较好的远动、通信条件。系统解列点选择的原则：A系统B系统频率信号联络线功率大小方向信号与门解列点断路器跳闸系统解列的应用
