4.3电力系统的频率特性
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.郑州电力职业技术学院毕业生论文题目:_浅谈电力系统有功功率与频率调整系别___电力工程系____专业_继电保护及自动化班级___15继电3班____学号__15401020341姓名____张高原____论文成绩答辩成绩综合成绩指导教师主答辩教师答辩委员会主任. 1.浅谈电力系统有功功率与频率调整摘要本文首先介绍了电力系统有功功率与频率调整的基本知识,有功功率的应用、意义及;频率调整的必要性,电压频率特性,频率的一二次调整,以及互联系统中的频率的一二次调整,调频与调压的关系,以及电力系统频率调整在个类电厂中得作用。
关键词:有功功率频率调整互联系统.2.目录1电力系统有功功率与频率调整的意义 (1)2频率调整的必要性 (1)2.1频率变化的危害 (1)2.2电力系统负荷变动规律 (1)3电力系统的频率特性 (2)3.1负荷的有功功率-频率静态特性3.2电源的有功功率-频率静态特性3.2.1同步发电机组的调试系统 (2) (4) (4)3.2.2调速系统框图 (4)3.2.3同步发电机组的有功功率-频率静态特性 (4)4电力系统的频率调整 (6)4.1频率的一次调整 (6)4.1.1基本原理 (6)4.1.2基本关系 (6)4.1.3多机系统的一次调频 (7)4.2频率的二次调整 (9)4.2.1基本原理 (9)4.2.2基本关系: (10)4.2.3基本理论: (10)4.3互联系统的(二次)频率调整 (10)4.3.1基本关系 (10)4.3.2注意要点: (10)4.4调频与调压的关系 (11)4.4.1频率变化对电压的影响4.4.2电压变化会频率的影响 (11) (11)4.4.3注意 (11)5电力系统的有功平衡与备用容量 (12)5.1有功平衡关系 (12)5.2备用容量 (12)6电力系统负荷在各类发电厂的合理分配 (12)6.1火力发电厂的主要特点6.2水力发电厂的主要特点 (12) (13)6.3抽水蓄能水电厂的主要特点 (13)6.4核能发电厂的主要特点 (13)总结 (14)致谢 (15)参考书籍 (16).3.1电力系统有功功率与频率调整的意义发电机的输出电压和输出电流是有限制的,发电机的负荷是以伏安计算的(即电流有效值乘以电压有效值,视在功率),当负载的功率因数为全部转换成有功功率输出。
电力系统分析第二版(孟祥萍著)课后答案下载电力系统分析(第2版)内容介绍第一篇电力系统的稳态分析第1章电力系统的基本概念1.1 电力系统的组成和特点1.2 电力系统的电压等级和规定1.3 电力系统的接线方式1.4 电力线路的结构小结思考题与习题第2章电力网各元件的参数和等值电路2.1 输电线路的参数2.2 输电线路的等值电路2.3 变压器的等值电路及参数2.4 标么制小结思考题与习题第3章简单电力系统的潮流计算3.1 基本概念3.2 开式网络电压和功率分布计算3.3 简单闭式网络的电压和功率分布计算小结思考题与习题第4章电力系统的有功功率平衡与频率调整 4.1 概述4.2 自动调速系统4.3 电力系统的频率特性4.4 电力系统的频率调整4.5 电力系统中有功功率的平衡小结思考题与习题第5章电力系统的无功功率平衡与电压调整 5.1 电压调整的必要性5.2 电力系统的无功功率平衡5.3 电力系统的电压管理5.4 电压调整的措施小结思考题与习题第6章电力系统的经济运行6.1 电力系统负荷和负荷曲线6.2 电力系统有功功率负荷的经济分配6.3 电力网中的电能损耗6.4 降低电力网电能损耗的措施小结思考题与习题第二篇电力系统的电磁暂态第7章同步发电机的基本方程7.1 同步发电机的原始方程7.2 d、q、0坐标系统的发电机基本方程7.3 同步电机的稳态运行小结思考题与习题第8章电力系统三相短路的暂态过程8.1 短路的基本概念8.2 无限大功率电源供电系统的三相短路分析8.3 无阻尼绕组同步发电机突然三相短路的分析 8.4 计及阻尼绕组的同步电机突然三相短路分析 8.5 强行励磁对同步电机三相短路的影响小结思考题与习题第9章电力系统三相短路电流的实用计算9.1 交流分量电流初始值的计算9.2 起始次暂态电流和冲击电流的计算9.3 计算曲线法9.4 转移阻抗及电流分布系数小结思考题与习题第10章电力系统各元件的序阻抗和等值电路 10.1 对称分量法10.2 对称分量法在不对称故障分析中的应用10.3 同步发电机的负序和零序电抗10.4 异步电动机的负序电抗和零序电抗10.5 变压器的零序电抗10.6 架空输电线的零序阻抗10.7 电缆线路的零序阻抗10.8 电力系统的序网络小结思考题与习题第11章电力系统简单不对称故障的分析和计算 11.1 单相接地短路11.2 两相短路11.3 两相短路接地11.4 正序等效定则的应用11.5 非故障处电流和电压的计算11.6 非全相运行的分析计算小结思考题与习题第三篇电力系统的机电暂态第12章电力系统稳定性概述12.1 概述12.2 同步发电机组的转子运动方程12.3 简单电力系统的功角特性12.4 复杂电力系统的功角特性12.5 同步发电机自动调节励磁系统小结思考题与习题第13章电力系统静态稳定13.1 简单电力系统的静态稳定13.2 负荷的静态稳定13.3 小干扰法分析电力系统静态稳定13.4 自动调节励磁系统对静态稳定的影响 13.5 提高电力系统静态稳定的措施小结思考题与习题第14章电力系统暂态稳定14.1 电力系统暂态稳定概述14.2 简单电力系统的暂态稳定14.3 复杂电力系统暂态稳定的分析计算 14.4 提高电力系统暂态稳定性的措施14.5 电力系统的异步运行小结思考题与习题第四篇电力系统计算的计算机算法第15章电力网络的数学模型15.1 电力网络的基本方程式15.2 节点导纳矩阵及其算法15.3 节点阻抗矩阵及其算法小结思考题与习题第16章电力系统故障的计算机算法16.1 概述16.2 对称故障的计算机算法16.3 简单不对称故障的计算机算法小结思考题与习题第17章电力系统潮流计算的计算机算法 17.1 概述17.2 潮流计算的基本方程17.3 牛顿-拉夫逊法潮流计算17.4 pq分解法潮流计算小结思考题与习题第18章电力系统稳定的计算机算法18.1 简化模型的暂态稳定计算18.2 简化模型的静态稳定计算小结思考题与习题附录附录1 程序清单1.1 形成节点导纳矩阵1.2 形成节点阻抗矩阵1.3 对称故障的计算1.4 用计算曲线计算对称故障1.5 简单不对称故障的计算1.6 牛顿-拉夫逊法潮流计算1.7 户口分解法潮流计算1.8 分段法确定发电机转子摇摆曲线1.9 小干扰法判断系统的静态稳定附录2 短路电流周期分量计算曲线数字表参考文献电力系统分析(第2版)目录《电力系统分析(第2版)》是教育科学“十五”国家规划课题研究成果之一。
4.3电力系统的频率特性
4.3.1发电机组自动调速系统工作原理
调整系统频率的主要手段是发电机组原动机的自动调节转速系统,或简称自动调速系统,特别是其中的调速器和调频器(又称同步器)。
以下,就从自动调速系统的作用开始,讨论频率调整。
自动调速系统的种类很多,以下介绍的是一种相当原始的机械调速系统—离心飞摆式。
这种调速系统比较直观,但它的调节机理又和新型调速系统(如电液式调速系统)没有很大差别。
离心飞摆式调速系统的示意图如图4-7。
图4-7离心飞摆式调速系统
其作用原理如下:
调速器的飞摆由套筒带动转动,套简则为原动机的主铀所带动。
单机运行时,因机组负荷的增大,转速下降,飞摆由于离心力的减小,在弹簧的作用下向转轴靠拢,使A点向下移动到A``。
但因油动机活塞两边油压相等,B点不动,结果使杠杆AB绕B点逆时针转动到A``B。
在调频器不动作的情况下,D点也不动,因而在A点下降到A``时,杠杆DE绕D点顺时针转动到DE`,E点向下移动到E`。
错油门活塞向下移动,使油管a、b的小孔开启,压力油经油管b进入油动机活塞下部,而活塞上部的油则经油管a经错油门上部小孔溢出。
在油压作用下,油动机活塞向上移动,使汽轮机的调节汽门或水轮机的导向叶片开度增大,增加进汽量或进水量。
与油动机活塞上升的同时,杠杆AB绕A点逆时针转动,将连结点C从而错油门活塞提升,使油管a、b 的小孔重新堵住。
油动机活塞又处于上下相等的油压下,停止移动。
由于进汽或进水量的增加,机组转速上升,A点从A``回升到A`。
调节过程结束。
这时杠杆AB的位置为A`CB`。
分析杠析AB的位置可见,杠杆上C 点的位置和原来相同,因机组转速稳定后错油门活塞的位置应恢复原状;B`位置较B高,A`的位置较A略低;相应的进汽或进水量较原来多,机组转速较原来略低。
这就是频率的“一次调整”作用。
对应负荷的增大,发电机输出功率增加,频率略低于原来值;如果负荷降低,调速器调整作用将使输出功率减小,频率略高于原来值。
这就是频率的一次调整,频率的一次调整由调速器自动完成的。
调整的结果,频率不能回到原来值,因此一次调整为有差调节。
为使负荷增加后机组转速仍能维持原始转速,要求有“二次调整”。
“二次调整”是借调频器完成的。
调频器转动蜗轮、蜗杆,将D点抬高。
D点上升时,杠杆DE绕F点顺时针转动,错油门再次向下移动,开启小孔。
在油压作用下,油动机活塞再次向上移动,进一步增加进汽或进水量。
机组转速上升,离心飞摆使A 点由A`向上升。
而在油动机活塞向上移动时,杠杆AB又绕A逆时针转动,带动C、F、E点向上移动,再次堵塞错油门小孔,再次结束调节过程。
如D点的位移选择得恰当,A点就有可能回到原来位置。
这就是频率的“二次调整”作用。
由于调整的结果,频率能回到原来值,因此二次调整为无差调节。
4.3.2发电机组的有功功率—频率静态特性
将上述调节过程中发电机组的有功功率与频率关系用发电机组的功频静特性或频率特性表示。
图4-8中直线的斜率称为发电机的单位调节功率(或发电机组功频静特性系数),
(4-2)
其数值表示为频率发生单位变化时,发电机输出功率的变化量,负号表示二者变化方向相反,即发电机输出功率增加,频率是降低的。
用标幺值表示为
发电机组的调差系数是指机组由空载到满载时,转速(频率)变化与发电机输出功率变化之比,即
(4-3)
用标幺值表示为:
汽轮发电机组:
水轮发电机组:
若机组负荷升高使转速下降,可以通过伺服电动机来提高转速,调整的结果使原来的功频静特性2平行右移为特性1。
若机组负荷降低使转速升高高,则可通过伺服电动机来降低机组转速,调整的结果使原来的功频静特性2平行左移为特性3.
图4-8功频静态特性的平移
4.3.3有功负荷的频率静态特性
根据所需的有功功率与频率的关系可将负荷分成以下几类:
不受频率影响的负荷;与频率成正比的负荷;与频率的二次方成比例的负荷;与频率的高次方成比例的负荷。
根据统计资料,系统负荷以第二类占多数,因此负荷的静态频率特性可近似表示为一条直线,如图4-9所示。
图4-9有功负荷的频率静态特性
系统处于运行稳态时,系统中有功负荷随频率的变化特性称为负荷的静态频率特性。
所谓联结容量,是指频率、电压等于额定值时,接在电网上的用电设备的实际容量。
如果联结容量改变,静态特性曲线将上下移动。
图4-9中直线的斜率为:
(4-4)
用标幺值表示为:
K D,K D*称为负荷的频率调节效应系数,或简称为负荷的频率调节效应。
它反映了系统负荷对频率的自动调整作用。