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1、第八章第八章 电力系统低频自动减电力系统低频自动减负荷负荷一、概述一、概述二二、低低频频自自动动减减负负荷荷的的任任务务原原理理与与各各轮轮最正确断开功率的计算最正确断开功率的计算三、三、UFLSUFLS原理框图及有关问题原理框图及有关问题四、减负荷安装四、减负荷安装第一节第一节 概述概述一、引言a)事故情况下，系统能够产生严重的有功缺额，因此导致系统频率大幅度下降。b)所缺功率曾经大大超越系统热备用容量，只能在系统频率降到某值以下，采取切除相运用户的方法来减少系统的有功缺额，使系统频率坚持在事故允许的限额之内。c)这种方法称为按频率自动减负荷。中文简拼为“ZPJH，英文为UFLSUnder
2、Frequency Load Shedding。第一节第一节 概述概述二、系统频率的事故限额1系统频率降低使厂用机械的出力大为下降，有时能够构成恶性循环，直至频率雪崩。2系统频率降低使励磁机等的转速也相应降低，当励磁电流一定时，发送的无功功率会随着频率的降低而减少，能够呵斥系统稳定的破坏。 第一节第一节 概述概述 3电力系统频率变化对用户的不利影响： 频率变化将引起异步电动机转速的变化。 系统频率降低将使电动机的转速和功率降低。4汽轮机对频率的限制。5频率升高对大机组的影响。6频率对核能电厂的影响。第一节第一节 概述概述三、系统频率的动态特性系统频率变化不是瞬间完成的，而是按指数规律变化，其表
3、示式为式中 -由功率缺额引起的另一个稳定运转频率 -系统频率变化的时间常数，它与系统等值机组惯性常数以及负荷调理效应系数KL有关，普通在410间。大系统Tf较大，小系统Tf较小。 第二节低频自动减负荷的任务原理与第二节低频自动减负荷的任务原理与各轮最正确断开功率的计算各轮最正确断开功率的计算一、自动低频减载按频率自动减负荷安装“ZPJH的任务原理第二节低频自动减负荷的任务原理与第二节低频自动减负荷的任务原理与各轮最正确断开功率的计算各轮最正确断开功率的计算“轮 ：计算点f1、f2,fn 点1：系统发生了大量的有功功率缺额 点2：频率下降到f1，第一轮继电器起动，经一定时间t1 点3：断开一部分
4、用户，这就是第一次对功率缺额进展的计算。点3-4：假设功率缺额比较大，第一次计算不能求到系统有功功率缺额的数值，那么频率还会继续下降，很显然由于切除了一部分负荷，功率缺额曾经减小，一切频率将按3-4的曲线而不是3-3曲线继续下降。 第二节低频自动减负荷的任务原理与第二节低频自动减负荷的任务原理与各轮最正确断开功率的计算各轮最正确断开功率的计算点4：当频率下降到f2时，ZPJH的第二轮频率继电器启动，经一定时间t2后 点5：又断开了接于第二轮频率继电器上的用户。点5-6：系统有功功率缺额得到补偿。频率开场沿56曲线上升，最后稳定在f(2) 。 逐次逼近：进展一次次的计算，直到找到系统功率缺额的数
5、值同时也断开了相应的用户。即系统频率重新稳定下来或出现上升时，这个过程才会终了。 第二节低频自动减负荷的任务原理与第二节低频自动减负荷的任务原理与各轮最正确断开功率的计算各轮最正确断开功率的计算二、最大功率缺额确实定 1保证在系统发生最大能够的功率缺额时，也能断开相应的用户，防止系统的瓦解，使频率趋于稳定。2对系统中能够发生的最大功率缺额应作详细分析：有的按系统中断开最大容量的机组来思索；有的要按断开发电厂高压母线来思索等。 3系统功率最大缺额确定以后，就可以思索接于减负荷安装上的负荷的总数。要求恢复频率fhf可以低于额定频率。 4思索到负荷调理效应，接于减负荷安装上的负荷总功率PJH可以比最
6、大功率缺额Pqe小些。 第二节低频自动减负荷的任务原理与第二节低频自动减负荷的任务原理与各轮最正确断开功率的计算各轮最正确断开功率的计算根据负荷调理效应系数公式 可以得到或式中 恢复频率偏向的相对值， 减负荷前系统用户的总功率。 第二节低频自动减负荷的任务原理与第二节低频自动减负荷的任务原理与各轮最正确断开功率的计算各轮最正确断开功率的计算例 1 某系统的用户总功率为Pfhe=2800MW，系统最大的功率缺额Pqe=900MW，负荷调理效应系数KL=2，自动减负荷动作后，希望恢复频率值fhf=48Hz，求接入减负荷安装的负荷总功率PJH。 解 减负荷动作后，残留的频率偏向相对值 由公式得 第二
7、节低频自动减负荷的任务原理与第二节低频自动减负荷的任务原理与各轮最正确断开功率的计算各轮最正确断开功率的计算三、各轮动作功率的选择1第一级动作频率普通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安装最后一轮的动作频率最好不低于4646.5Hz3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丈量元件的动作误差和开关固有跳闸时间限制的。第二节低频自动减负荷的任务原理与第二节低频自动减负荷的任务原理与各轮最正确断开功率的计算各轮最正确断开功率的计算四、各轮最正确断开功率的计算 1) 系统频率的最后稳定值在最大恢复频率fhfmaxi与最小恢复频率fhfmini之间 2) fhfm
8、axifhfmini是正比于ZPJH第i次的计算误差的 3) 当ZPJH动作后，能够出现的最大误差为最小时，ZPJH就具有最高的选择性。 4) fhfmin现实上等于特殊轮的动作频率fdzts。 第二节低频自动减负荷的任务原理与第二节低频自动减负荷的任务原理与各轮最正确断开功率的计算各轮最正确断开功率的计算5) 普通情况下，各轮的fhfmaxi是不同的，而ZPJH的最终计算误差那么应按其中最大的计算。根据极值原理，显而易见，要使ZPJH安装的误差为最小的条件是：fhfmax1=fhfxmaxv=fhfmaxn=fhf0 6) 各轮恢复频率的最大值fhf0可思索如下：当系统频率缓慢下降，并正好稳
9、定在第i轮继电器的动作频率fdzi时，第i轮继电器动作，并断开了相应的用户功率Pi，于是频率上升到这一轮的最大恢复频率fhfmaxi。 第二节低频自动减负荷的任务原理与第二节低频自动减负荷的任务原理与各轮最正确断开功率的计算各轮最正确断开功率的计算第二节低频自动减负荷的任务原理与第二节低频自动减负荷的任务原理与各轮最正确断开功率的计算各轮最正确断开功率的计算五、特殊轮的功用与断开功率的选择 1 第i轮动作后，系统频率稳定在低于恢复频率的低 限fhfmini但又缺乏使i+1轮减负荷安装动作 2 特殊轮的动作频率fdzts=fhfmin3 它是在系统频率已比较稳定时动作的，因此其动作时限可以取系统
10、频率时间常数Tf的23倍，普通为1525s 第二节低频自动减负荷的任务原理与第二节低频自动减负荷的任务原理与各轮最正确断开功率的计算各轮最正确断开功率的计算4 特殊轮断开功率可按以下两个极限条件来选择： 1当最后第二轮即n1轮动作后，系统频率不上升反而降到最后一轮，即第n轮动作频率fdzn附近，但又缺乏使第n轮动作时，那么在特殊轮动作断开其所接用户功率后，系统频率应恢复到fhfmin以上，因此特殊轮应断的用户功率为 第二节低频自动减负荷的任务原理与第二节低频自动减负荷的任务原理与各轮最正确断开功率的计算各轮最正确断开功率的计算2当系统频率在第i轮动作后稳定在稍低于特殊轮的动作频率fdzts，特殊轮动作断开其用户后，系统频率不应高于fhf0，因此第二节低频自动减负荷的任务原理与第二节低频自动减负荷的任务原理与各轮最正确断开功率的计算各轮最正确断开功率的计算六、ZPJH安装的时限a)为了防止在系统发生振荡或系统电压短时间下降时ZPJH安装的误动作，要求安装能带有一些时限b)但时限太长将使系统发生严重事故时，频率会危险地降低到临界值以下。因此普通可以取为0.20.3s。c)参与自动减载的一部分负荷允许带稍长一些的时限，例如带5s时限，但是这部分负荷功率的数量必需控制在这样的范围内，即其他部分动作以后，保证系统频率不低于临界频率45Hz。
