低频低压减负荷及故障解列装置讲义
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目录1 UFV-2A型装置的优新配置 (3)2 装置的主要功能 (4)3 装置的主要用途 (6)4 装置的主要技术参数 (7)4.1 交流电压 (7)4.2 频率 (7)4.3 动作时间 (7)4.4 低频低压返回值 (7)4.5 测量精度 (7)4.6 供电电源 (8)4.7 交流功耗 (8)4.8 装置的输入量 (8)4.9 装置的输出量 (9)4.10 介质强度和绝缘电阻 (10)4.11 抗干扰性能 (10)4.12 使用环境条件 (10)5 装置的基本原理 (11)5.1 电压、频率的测量方法 (11)5.2 自适应运行方式的双母线电压测量 (11)5.3 频率下降事故的判别方法及动作特性 (12)5.4 低电压事故的判别方法及动作特性 (14)5.5 减负荷轮次设定 (17)6 装置的硬件配置 (18)6.1 装置的硬件框图 (18)6.2 装置的结构及正面布置 (19)6.3 装置的交流电压输入回路 (21)6.4 带电流保持与出口指示灯保持的出口继电器(CKZ) (21)6.5 打印接口板(DYK) (23)7 装置软件配置、定值整定及面板操作 (24)7.1 装置的软件结构 (24)7.2 装置的定值表、定值整定原则、定值建议值 (25)7.3 装置面板的显示及操作 (29)7.4 装置的回路自检 (43)8 装置出厂调试大纲 (45)8.1 出厂试验项目 (45)8.2 考机试验(老化试验) (45)9 现场安装调试及试验项目 (46)9.1 装置通电前的检查 (46)9.2 通电检查和调整 (46)9.3 动作特性试验 (46)9.4 装置的试运行 (47)10 现场运行与维护 (48)10.1 投运前应注意的事项 (48)10.2 正常运行中的巡视和检查 (48)10.3 运行人员进行母线操作时的注意事项 (49)10.4 电网发生事故时的处理流程 (49)10.5 装置出现异常告警时的检查 (49)10.6 关于定值修改 (49)10.7 装置的定期试验检查 (49)10.8 重点注意事项 (50)11 屏柜外参数释义 (51)12 机柜及装置的正面布置图 (52)UFV-2A型按频率电压减负荷装置原理及使用说明书UFV-2A型装置是在总结全国各电网微机型安全自动装置多年运行经验的基础上,并结合新颁布的《电网运行准则》、《静态继电保护及安全自动装置通用技术条件》及《电力系统安全稳定导则》对安全自动装置提出的新要求和稳定控制技术的新发展,在保留UFV 系列产品原有的特点和成功技术的基础上,采用了一系列新的技术,并增加了新的功能,因此产品将能更好适应现代大电网、大机组、大区联网对安全稳定控制的需求。
低周低压减载保护原理及动作逻辑摘要:当电力系统在稳定运行的时候,电力系统中发电机发出的全部有功功率等于用户消耗的所有有功功率。
电力系统中全部发电机输出的有功功率的总和,在任何时间点都等于此系统中用电设备有功功率和网络中的有功损耗的总和。
但是由于有功负荷是经常变化的,有功负荷的任何变动都会立即引起发电机输出电磁功率的变化,这时发电机转轴上的转矩平衡会被打破,发电机转速也将发生变化,系统的频率就会随之发生偏移。
每当系统中的有功功率出现不足时,就会引起系统频的率下降,有功功率的缺额越大,频率也将下降越多。
若是有功功率缺额超出了系统自身正常调节能力时,就会影响电能质量,并且会给电力系统安全运行带来非常严重后果。
因此预防系统低频运行是非常有必要的,低周低压减载保护装置在低频保护中起着重要的作用。
本文主要介绍低周减载装置的保护原理以及其动作的逻辑,进一步阐述低周减载的原理和应用。
关键词:低周减载原理动作逻辑1低频运行的危害1.1低频运行对发电机和系统稳定性的影响当频率下降时,汽轮机会由于叶片的震动变大,影响使用寿命,严重时可能产生裂纹。
我国电网的频率为50Hz,当频率低至45Hz附近时,有一些汽轮机的叶片就可能因共振而发生断裂,造成非常严重的事故。
当频率下降到47~48Hz的时候,由异步电动机驱动的风机,水泵,和磨煤机等火力电厂厂用机械的出力会随之下降,火电厂的锅炉和汽轮机的出力也会下降,引发火力电厂发电机所发出的有功功率下降。
若是这种趋势不能及时的制止,就会在较短的时间内致使电力系统频率下降到很危险的程度,可能会出现频率崩溃,引发大面积的停电,甚至可能使整个电力系统瓦解。
当电力系统频率下降时,异步电动机和变压器的励磁电流就会增加,此时异步电动机和变压器的无功损耗会增加,从而使系统的电压下降。
频率的下降还会导致励磁机出力下降,发电机电动势下降,全系统电压水平会因为频率的下降而降低。
如果电力系统原来的电压水平不够高,在频率下降严重时,就可能会出现电压快速的下降,出现电压崩溃,引发大面积停电,甚至整个系统随之瓦解。
第七章电力系统低频减载第一节概述一、基本概念a)正常电网频率的允许变化范围:正负0.2Hz~0.5Hz,(49.8~50.5)。
b)事故异常情况下的频率:不能低于47Hz下长期运行,瞬时值不能低于45Hz。
c)正常符合变动引起的频率变化由发电机调速系统处理(包括频率升高)。
d)事故情况下(线路断开、发电机组异常退出等),无其它备用有功容量时,系统出现功率缺额,频率会大幅度下降,只能采取自动切除部分负荷的方法使频率下降到允许范围内,e)自动低频减载是电网重要的反事故措施。
f)低频减载装置的要求:事故时候自动切除的负荷不能过多也不能过少。
g)中文“ZDPJ”或“ZJPH”;英文UFLS(UnderFrequency Load Shedding)二、系统频率的事故限额a) 厂用电机械出力下降导致的频率雪崩。
(<47Hz 时出力显著下降,发电机出力下降,恶性循环) b) 发电机无功出力减少引起电压水平降低,可能导致稳定破坏。
(励磁机转速降低,<45Hz 时出现) c) 对电动机转速、功率的影响。
(包括影响产品质量、出力降低、测量误差等)d) 危及汽轮机叶片(48.5Hz 发信号、47.5Hz 时30s 跳闸、47Hz 时0s 跳闸;52Hz 时0.3s 跳)e) 核能电厂冷却介质泵对频率要求很高,不能满足时自动跳闸。
三、 系统频率的动态特性系统出现功率缺额时,频率从正常状态过渡到另一个稳定值所经理的过程,称为电力系统的动态频率特性。
决定因素:有功缺额的大小、系统转动部分的机械惯性、负荷的调节效应。
变化方程式:f tT e f f f f -∞∞=+(-)e上式包含最后稳定频率、初始额定频率以及频率变化的时间常数(4~10s)。
其中时间常数取决于机组的惯性时间常数和负荷调节效应系数,对于大的系统较大。
第二节低频减载的工作原理一、基本原理过程逐次逼近原理:进行一次次的计算,直到找到系统功率缺额的数值(同时也断开了相应的用户)。
1.3低频减载的意义《电力系统安全稳定导则》将电力系统的扰动分为三类:第一类为常见的普通故障,要求系统在承受此类故障时能保持稳定运行与正常供电;第二类故障为出现概率较低的较严重的故障,要求系统在承受此类故障时能保证稳定运行,但允许损失部分负荷〔’幻;第三类故障为罕见的严重复杂故障,电力系统在承受此类故障时,如不能保持系统稳定运行,则必须防止系统崩溃并尽量减少负荷损失。
针对上述三种情况所采取的措施,即所谓保证安全稳定的三道防线。
其中第三道防线就是要保证电力系统在严重复杂的故障下,防止事故扩大,防止导致长时间的大范围停电,以免造成巨大经济损失和社会影响。
这也是设置第三道防线的意义。
调节系统功率不平衡主要有两种措施:增加功率输入或裁切负荷。
如果事故发生出现功率缺额时,系统旋转备用容量将积极、尽可能快的阻止系统崩溃,这一方案称为低频调速控制(证GC)〔’‘,。
FuGc必须在系统频率刚开始下降时动作,并且是一种独立于能量管理系统E(MS)地区性的控制。
但当系统发生严重事故,旋转备用容量不足以弥补系统功率缺额时,就应该有选择地切掉一部分负荷,从而阻止频率下降,这一方案称为低频减载控制(UFLS)。
由于现代电网经济运行的要求,系统的备用容量偏低,低频减载成为严守第三道防线,防止系统崩溃的主要手段。
电网事故暴露的问题包括:低频减载切除容量严重不足;低频减载方案同机组低频跳闸定值不协调;电网结构不合理等。
根据故障严重程度的不同,有必要加强电网防止稳定破坏和大面积停电的三道防线:第一道防线,电网快速保护及预防控制;第二道防线,稳定控制;第三道防线,就是在主系统发生稳定破坏时的电压及频率紧急控制,有计划、合理地实施解列的自动装置或手动方案,以及解列后为防止小系统崩溃而设置的低频减载装置,以维持整个电网的稳定运行。
1.2低频减载技术发展现状防止电力系统频率崩溃事故有效的措施就是采用低频自动减载和解列装置,在系统频率下降时及时切除足够数量较次要的负荷,或在合适的点上将系统解列,以保证系统的安全稳定运行,并保证重要负荷供电。
DSA2366低频低压解列装置技 术 说 明 书(V1.01)编 写:查勇伟校 对:黄宏青审 核:顾欣欣批 准:季 侃目 录1 基本配置及特点………………………………………………………………………………2-11.1 基本配置………………………………………………………………………………2-11.2 技术特点…………………………………………………………………………………2-12 技术条件……………………………………………………………………………………2-22.1 额定参数………………………………………………………………………………2-22.2 功率消耗………………………………………………………………………………2-22.3 直流工作电压…………………………………………………………………………2-22.4 过载能力………………………………………………………………………………2-22.5 测量元件精度…………………………………………………………………………2-22.6 允许环境温度…………………………………………………………………………2-32.7 电磁兼容性能…………………………………………………………………………2-32.8 绝缘耐压………………………………………………………………………………2-32.9 保护技术指标…………………………………………………………………………2-33 装置原理……………………………………………………………………………………2-53.1 模拟量输入………………………………………………………………………………2-53.2 开关量输入………………………………………………………………………………2-53.3 继电器开出………………………………………………………………………………2-53.4 保护功能………………………………………………………………………………2-53.4.1 两段低频解列……………………………………………………………………2-53.4.2 两段低压解列………………………………………………………………………2-63.4.3 两段零序过压解……………………………………………………………………2-73.4.4 TV断线告警及闭锁解列…………………………………………………………2-73.5 通讯功能………………………………………………………………………………2-83.6 保护转遥信表…………………………………………………………………………2-94 装置参数及定值整定表………………………………………………………………2-104.1 装置参数…………………………………………………………………………2-104.2 保护出口整定…………………………………………………………………………2-104.3 交流量精度调节系数……………………………………………………………………2-114.4 保护定值表………………………………………………………………………………2-115 装置使用……………………………………………………………………………………2-135.1 硬件结构………………………………………………………………………………2-135.2 装置操作………………………………………………………………………………2-135.3 装置特殊按键及设置………………………………………………………………2-135.4 内部跳线说明…………………………………………………………………………2-145.5 装置运行工况指示定义………………………………………………………………2-156 背板端子及接线说明……………………………………………………………………2-16 附录 1 DSA2366背板端子图………………………………………………………………2-17 附录 2 DSA2366原理图……………………………………………………………………2-181 基本配置及特点1.1 基本配置装置为大规模可编程逻辑电路和intel 80296为主CPU实现的低频低压解列保护测控一体化系统,适用于变电站的低压、零序过压解列,也适用于电厂低频、低压解列。
第二节低频减载及低压减载一、自动低频减载的基本原理这部分我们将要介绍自动低频减载的基本原理:低频减载又称自动按频率减负载,或称低周减载(简称为AFL),是保证电力系统安全稳定的重要措施之一。
当电力系统出现严重的有功功率缺额时,通过切除一定的非重要负载来减轻有功缺额的程度,使系统的频率保持在事故允许限额之内,保证重要负载的可靠供电。
图11-7 自动低频减载(负载)的工作原理基本级的作用是根据系统频率下降的程序,依次切除不重要的负载,以便限制系统频率继续下降。
例如,当系统频率降至f1时,第一级频率测量元件启动,经延时△t1后执行元件CA1动作,切除第一级负载△P1;当系统频率降至f2时,第二级频率测量元件启动,经延时△t2后元件CA2动作,切除第二级负载△P2。
如果系统频率继续下降,则基本级的n级负载有可能全部被切除。
当基本级全部或部分动作后,若系统频率长时间停留在较低水平上,则特殊级的频率测量元件fsp启动,以延时△tsp1后切除第一级负载△Psp1;若系统频率仍不能恢复到接近于fn,则将继续切除较重要的负载,直至特殊级的全部负载切除完。
基本级第一级的整定频率一般为47.5-48.5Hz,最后一级的整定频率一般为46-46.5 Hz,相领两级的整定频率差取0.4-0.5 Hz。
当某一地区电网内的全部自动按频率减负载装置均已动作时,系统频率应恢复到48-49.5 Hz以上。
特殊级的动作频率可取47.5~48.5Hz,动作时限可取15~25s,时限级差取5s左右。
1. AFL的基本要求:能在各种运行方式和功率缺额的情况下,有效地防止系统频率下降至危险点以下。
切除的负载应尽可能少,无超调和悬停现象。
应能保证解列后的各孤立子系统也不发生频率崩溃。
变电站的馈电线路故障或变压器跳闸造成失压,负载反馈电压的频率衰减时,低频减负载装置应可靠闭锁。
电力系统发生低频振荡时,不应误动。
电力系统受谐波干扰时,不应误动。
2. 对自动低频减载闭锁方式的分析:(1)时限闭锁方式。