自动低频减载装置的配置

自动低频减载装置的配置

第37卷 2009年6月 云南电力技术

YUNNANELECTRICPOWER Vo1.37No.3 Jun.2009

自动低频减载装置的配置 杨洁

(云南电网公司昆明供电局,云南昆明650011)

摘要:阐述了频率的降低对电力系统的影响,针对这些影响提出了对自动低频减载装置配置的要求.

关键词:频率影响自动低频减栽装置配置

中图分类号:TM7文献标识码:B文章编号:1006-7345(2009)03-0067-02 1前言

当电力系统发生较大事故时,系统出现严重 的功率缺额,其缺额值超出了正常热备用可以调 节的能力,这时即使令系统中运行的所有发电机 组都发出其设备可能胜任的最大功率,仍不能满 足负荷功率的需要,所引起的系统频率下降值将 远远超出系统安全运行所允许的范围.在这种情 况下从保障系统安全运行的观点出发,为了保证 对重要用户的供电,必须采取应急措施,切除部 分负荷,以使电力系统频率恢复到可以安全运行 的水平以内.

2频率对电力系统的影响

电力系统的频率反映了发电机组所发出的有

功功率与负荷所需有功功率之间的平衡情况.当 电力系统发电机发出的总功率等于用户消耗的 (包括传输损失)总功率时,系统频率维持额定 值(即50Hz).如果电力系统中某些机组因故障 切除时,由于出现有功功率缺额,系统频率就要 下降,使系统在较低的频率之下达到新的功率平 衡.频率的过度降低,不仅影响电能质量,而且 会给系统的安全运行带来下述严重危害: 2.1对汽轮机的影响

汽轮机在额定频率下运行时,叶片振动很小; 当频率下降时,叶片振动变大甚至产生共振现象. 运行经验表明,系统频率长期在49.5—49Hz以下 运动时,某些形式的汽轮机叶片容易造成损伤, 当频率低到45Hz附近时,汽轮机的一些叶片可 能因共振而断裂. 2.2发生\频率崩溃\现象 收稿日期:2009—03—19

由于频率下降,使火电厂的厂用机械生产率 下降.当频率下降到48—47Hz时,风机,水泵 及球磨机等的生产率显着下降. 2.3发生\电压崩溃\现象

当频率降低时,励磁机,发电机等的转速相 应降低,由于发电机的电动势下降和电动机转速 降低,加剧了系统无功不足情况,使系统电压水 平下降.运行经验表明,当频率降至46—45Hz 时,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,系统运行的稳定性遭到破坏,最后导 致系统瓦解.

2.4对电力用户的影响

首先电力系统频率变化会引起异步电动机转 速变化,再者频率降低将使电动机的转速和输出 功率降低,导致其所带动机械的转速和出力降低, 影响电力用户设备的正常运行. 3自动低频减载装置的配置 3.1按频率自动减载装置的原则

1)在任何情况下的频率下降过程中,应保证 系统低频值与所经历的时间,能与运行中机组的 自动低频保护和联合电网间联络线的低频解列保 护相配合,频率下降的最低值还必须大于核电厂 冷却介质泵低频保护的整定值,并留有不小于 0.3—0.5Hz的裕度,保证这些机组继续联网运 行,为了保证火电厂的继续安全运行,应限制频 率低于47.0Hz的时问不超过0.5s. 2)自动低频减载装置动作后,应使运行系统 稳态频率恢复到不低于49.5Hz水平;为了考虑 67

2009年第3期云南电力技术第37卷

某些难以预计的可能情况,应增设长延时的特殊 动作轮,使系统运行频率不致长期悬浮在低于 49.0Hz的水平.

3)因负荷过切引起恢复时的系统频率过调, 其最大值不应超过51Hz,并必须与运行中机组的 过频率保护相协调,且留有一定裕度,避免高度 自动控制的大型汽轮机组在过频率过程中的可能 误断开,进一步扩大事故.

4)自动低频减载的先后顺序,应按负荷的重 要性进行安排.

5)宜充分利用系统的旋转备用容量,当发生 使系统稳态频率只下降到不低于49.5Hz的有功 功率缺额时,自动低频减载装置不动作;应避免 因发生短路故障以及失去供电电源后的负荷反馈 引起自动低频减载装置的误动作,但不考虑在系 统失步震荡时的动作行为. 3.2自动低频减载装置轮次的配置 1)第一轮动作频率f1的配置:凡是能够由调 度人员采取措施,而且在执行这个措施所需要的 时间内,不会在系统内引起严重的后果就能使频 率恢复的情况下,不应使自动低频减载装置动作. 第一轮动作频率f1一般取48—48.5Hz,以水电厂 为主的系统,考虑到调速系统动作速度较慢,易 取低值.

2)末轮动作频率fn的配置:末轮动作频率因 由系统所允许的最低频率确定.对于以高温高压 火电厂为主的电力系统,考虑到当频率低于46— 46.5Hz时,厂用电已经不能正常工作,因此末轮 动作频率以不低于46—46.5Hz为宜.对于其他电 力系统可取得低些,但最低不能低于45Hz. 3)选择性频率级差及自动低频减载装置级数 的配置:自动低频减载装置的各轮动作应具有选 择性,即前一轮动作后,若不能阻止系统频率的 继续下降,后一轮才应该动作.因此相邻两轮的 动作频率间应具有一定的频率级差△fc△f取决 于频率继电器的正负误差△f及前一轮动作到负 荷断开的时间内频率的下降值△f(即断路器跳闸 时间内的频率下降值),即 △f=2Af+△f+Af

式中△f一频率继电器的误差;

△f--—一断路器跳闸时间内频率的下降值; 68

△频差裕度.

为了选择性,频率级差一般取0.5Hz. 已知f1及△f后,其他各轮的动作频率可依 次确定,f2=f】一△f..…?.

根据首轮和末轮的动作频率fl和fn以及频率 级差△f,可确定自动低频减载装置的轮数.轮数 一

般取5～7轮.

4)特殊轮的配置:在自动低频减载装置的动 作过程中,可能会出现这样的情况,即前一轮动 作后,系统频率稳定在恢复频率以下,但又不足 以使下一轮动作的情况.于是系统频率将较长时 间低于恢复频率运行,这是不允许的.为此,在 自动低频减载装置中设置特殊轮,其动作频率取 恢复频率的下限,考虑到特殊轮动作时系统频率 已经比较稳定,所以特殊轮应带15—25s的时限. 特殊轮又可按时间分成若干轮,即动作频率相同, 动作时间不同,各轮时间级差不小于5s. 5)基本轮的动作时间:按频率自动减负荷装 置的动作时间,原则上应尽可能短,以有效地制 止频率下降,但考虑到系统振荡或系统故障过程 中,频率继电器可能误动作,因此要求自动低频 减载装置带有一定时限(通常取0.5s),以躲过 上述暂态过程的影响. 4结束语

随着经济的快速发展,如果电力系统中某些

机组因故障切除时,由于出现有功功率缺额,系 统频率就要下降,使系统在较低的频率之下达到 新的功率平衡.以上讨论了频率的过度降低的危 害,总结了自动低频减载装置配置的基本原则及 各轮次的配置. 参考文献

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