低频低压减载装置工作原理
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低周减载保护(低频)
当电力系统在实际可能的各种运行情况下,因故发生突然的有功功率缺额后,导致系统频率下降,所以必须要及时切除相应不重要的部分负荷,使保留运行的系统部分能够迅速恢复到额定功率附近继续运行。
低周减载保护中的频率是通过电压和时间的采样计算来获取的,利用CPU的计数器测量电压波形的两个过零点之间的平均时间,就可以计算出系统电压的频率值。
当系统频率小于低周减载保护定值至整定时间,该保护将自动判断是否切除负荷来恢复有功功率的平衡,使系统频率恢复到一定值,以保证系统的稳定运行和重要负荷的正常工作。
其动作方程为:
f≤F
t≥t_F
式中,f为系统频率采样值,F为低周减载保护定值;
t为系统频率采样值小于低周减载保护定值的时间;
t_F为低周减载保护的整定延时。
此保护设有低电压闭锁和滑差闭锁。
低电压闭锁可以防止母线附近短路故障的近距离短路或电压输入信号为零时出现保护的误动作;滑差闭锁可以防止在系统发生振荡时出现保护误动作。
低压闭锁和滑差闭锁的方程为:
u max≥FU
△f≤FD
式中,u max为系统最大线电压值,FU为低压闭锁定值;
△f为频率的滑差值,FD为滑差闭锁定值。
保护信号出口
保护动作出口F
f
f
图5-7 低周减载保护原理逻辑图。
低频低周减载定值1. 任务背景低频低周减载定值是一种用于保护电力系统设备的调控手段。
在电力系统中,低频低周减载定值主要用于减少系统负荷,以避免设备过载和损坏。
2. 定义和原理低频低周减载定值是指在电力系统中,通过调节设备的负载,使其在低频低周的运行状态下工作,以减少设备的负荷。
低频低周减载定值的原理是通过降低系统的负荷,减少设备的运行压力,从而延长设备的使用寿命。
3. 应用场景低频低周减载定值主要应用于电力系统中的各种设备,如发电机、变压器、电缆等。
它可以在系统负荷过大时,通过调节设备的负载,使其在低频低周的状态下运行,从而保护设备,延长设备的寿命。
4. 实施步骤低频低周减载定值的实施步骤如下:步骤一:确定减载定值首先需要确定减载定值,即设定设备在低频低周状态下的工作负荷。
这个定值应根据设备的额定负荷和运行条件来确定,以确保设备的安全运行。
步骤二:调节设备负载根据确定的减载定值,对设备进行负载调节。
可以通过调节设备的输出功率、电流或电压等参数来实现负载的调节。
步骤三:监测设备状态在设备运行过程中,需要对设备的状态进行监测。
可以通过监测设备的温度、振动、电流等参数来判断设备是否正常工作。
步骤四:调整减载定值根据设备的状态监测结果,如果发现设备出现异常,需要及时调整减载定值。
可以逐步增加设备的负载,或者降低设备的工作频率,以恢复设备的正常运行。
步骤五:记录和分析数据在实施低频低周减载定值过程中,需要对设备的运行数据进行记录和分析。
可以通过记录设备的负载、温度、电流等参数,来评估设备的运行状态和减载效果。
5. 优点和注意事项低频低周减载定值的优点包括:•延长设备的使用寿命:通过减少设备的负荷,降低设备的运行压力,可以延长设备的使用寿命。
•保护设备安全:在系统负荷过大时,通过减载定值可以保护设备免受过载和损坏的风险。
在实施低频低周减载定值时,需要注意以下事项:•确保减载定值的合理性:减载定值应根据设备的额定负荷和运行条件来确定,以保证设备的安全运行。
低频低周减载定值摘要:一、低频低周减载定值概念介绍1.低频低周减载定值定义2.作用和意义二、低频低周减载定值的工作原理1.工作原理概述2.具体实现方式三、低频低周减载定值的运用领域1.电力系统中的应用2.其他领域中的应用四、低频低周减载定值的优缺点分析1.优点2.缺点五、结论正文:低频低周减载定值是一种在电力系统中应用的参数,对于保障电力系统的稳定运行具有重要作用。
本文将详细介绍低频低周减载定值的概念、工作原理、运用领域以及优缺点。
一、低频低周减载定值概念介绍低频低周减载定值,是指在电力系统中,为了防止系统因负荷波动过大而导致频率和周波异常,所设定的一种保护参数。
当系统负荷超过该定值时,系统会自动进行减载操作,以维持电力系统的稳定运行。
二、低频低周减载定值的工作原理低频低周减载定值的工作原理,主要是通过实时监测电力系统的负荷情况,当负荷超过设定值时,系统会自动触发减载操作。
具体的实现方式有多种,如通过调整发电机的输出功率、切换备用发电机等。
三、低频低周减载定值的运用领域低频低周减载定值主要应用于电力系统,用于防止因负荷波动导致的频率和周波异常,以保障电力系统的稳定运行。
此外,在其他需要稳定运行的领域,如轨道交通、通讯系统等,也有可能用到低频低周减载定值。
四、低频低周减载定值的优缺点分析低频低周减载定值的优点在于,能够有效防止因负荷波动导致的电力系统频率和周波异常,保障电力系统的稳定运行。
缺点则在于,可能会导致部分负荷被过早地切除,影响电力系统的经济性。
总的来说,低频低周减载定值在电力系统的稳定运行中起到了关键作用,但也存在一定的局限性。
低频减载装置目录1电力系统低频减载装置2低频减载动作顺序3低频率的危害1电力系统低频减载装置为了提高供电质量,保证重要用户供电的可靠性,当系统中出现有功功率缺额引起频率下降时,根据频率下降的程度,自动断开一部分不重要的用户,阻止频率下降,以使频率迅速恢复到正常值,这种装置叫做自动低频减载装置。
电力系统自动低频减载装置: 过去叫低周减载,现在标准叫法为-低频减载。
是电力部门(主要为电厂)在电网频率下降超出允许范围时(如低于49HZ),切除部分非重要用户的一种技术手段英文简称: AFL2低频减载动作顺序1、第一级启动频率f1 :这个为事故的早期,频率下降不严重,因些启动值要高些一般整定为:48.5~49Hz ,在以水电厂为主的电力系统中,因水轮机调整速度较慢,因些常取48.5Hz.。
2、末级启动频率fn :这是电力系统能允许的最低安全频率,这时,火电厂的厂用设备已不能正常工作,低于45Hz时,很可能发生“频率崩溃”或“电压崩溃”,因此,末级启动频率以不低于46~46.5Hz为宜。
3、频率差问题:即第一级和末级启动频率的差值,在这个差值内有,频率级差=(首级频率-末级频率)除以 (级数-1). 频率级差通常为0.3~0.5Hz./ 级数在10级以内.当动作从第一启动切负荷开始后,一直切到某一级,系统频率不再下降时,就停止切负荷.3低频率的危害1、运行经验表明,汽轮机在频率低于49~49.5Hz以下长期运行,叶片容易产生裂纹,当低于45HZ时,为发生叶片共振而造成叶片断裂。
2、当频率下降到47~48HZ时,为电厂厂用电设备的出力,明显下降,会引起电厂出力减小,更加引起系统有功不足,频率进一步下降,最后导致崩溃。
3、当频率下降到45~46HZ时,系统电压水平,极不稳定,如再加之有短路等故障的情况下,会导致系统瓦解。
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。
自动低频减负荷装置原理及误动防范措施[摘要]自动低频减负荷是为防止电力系统失去稳定性和避免电力系统发生大面积停电而设计的一种自动保护装置。
它可以在电力系统发生频率变化时启动,满足电力系统频率稳定性的要求。
[关键词]按频率减负荷误动防范措施一、电力系统稳定运行的要求电力系统稳定运行必须同时满足三种稳定性的要求:即同步运行稳定性、频率运行稳定性、电压稳定性。
针对电力系统的这些要求,我们必须设置一些自动装置,当系统发生故障时,按照预定的控制原因迅速做出反应,采取必要的措施避免事故扩大。
二、按频率自动减负荷装置的工作原理1.通常系统发生有功缺额时,系统频率按系统动态特性下降,其频率下降速度一般较慢,当功率缺额在40%以内时一般小于3 Hz /s;而接有大容量电动机负载的母线一旦失去电源,由于转子的惯性功能,电枢尚有电动势发生,使母线尚存有电压反馈,但由于它是由转子动能发电的,故其频率下降速率很大,据统计下降速率大于3 Hz /s。
2.最大功率缺额的确定若切除的负荷功率为Pqe,则系统的功率缺额由Pq变成Pq -Pqe,系统的总有功负荷由Pfhe变为Pfhe-Pqe,于是得到系统的稳定频率为f=f(1-1/K×Pq -Pqe/Pfhe-Pqe)。
若要使系统的恢复频率稳定为Phf,则切除的负荷功率可得Pqe= (Pq -Kf×Pfhe) /(1-Kf);为了保证系统的频率能够恢复到所希望的数值,使系统恢复到稳定运行状态,应根据系统容量的配置以及接线方式,分析出可能发生的系统最严重的有功功率缺额Pqmax,而实际到自动按频率减负荷装置上的负荷不应小于Pqmax所对应的Pqemax。
3.自动按频率减负荷装置的动作顺序在发生有功功率缺额的事故,应该按照事故时有功功率缺额的多少来动作,相应切除一定数量的负荷,使每次动作后系统频率都恢复到希望的数值附近。
当前普遍采用的自动按频率减负荷装置分成若干级,每级动作频率不同,所断开的负荷也不相同,当系统发生某个数值的有功功率缺额的故障,系统频率急剧下降达到fn-1时,自动按频率减负荷装置的第n-1级动作,断开相应的负荷,如果n-1级动作后系统频率继续下降,则说明第n-1级动作后所断开的负荷功率仍不足以抵偿系统的有功功率缺额,系统频率将再度下降;当系统频率降低到fn时,第n级自动按频率减负荷装置动作,再断开相应的负荷。
低频低压减载装置工作原理
发表时间:
2019-07-24T11:18:13.573Z 来源:《基层建设》2019年第10期 作者: 樊谕
[导读] 摘要:供电质量的改善,对提升重要用户供电的可靠性具有积极意义。
临汾供电公司 山西临汾 041000
摘要:供电质量的改善,对提升重要用户供电的可靠性具有积极意义。低频低压减载装置的设置,不仅能够有效地保证重要用户的稳
定供电,而且还能够及时地避免因频率和电压下降所引起的供电系统安全事故。本文基于低频低压减载的基本理论,重点分析了江西省某
电网低频低压减载方案的调整情况,以期为促进电力系统的安全平稳运行提供一定的指导意义。
关键词:低频低压;调整方案;探究
现阶段,供电系统的规模逐渐增大,其网络结构的设置也日益复杂。尤其是负荷和机组容量的渐渐增大、交流超高压线路的出现以及
新型的电力控制装置的不断呈现等,既给电力系统的安全运行提供了良好机遇,同时又带来一定挑战。现代互联电力系统的发展,使得传
统的低频低压减载技术难以适应现代电力系统发展的要求,因而需要对传统的方案进行不断地调整,才能够更好地促进电力系统的安全稳
定和经济运行。
1.
低频低压减载的基本理论分析
低频低压减载作为整个电力系统中的最后一道防线,能够有效保证电网不会受到干扰,且还能够避免大面积停电事故的发生[1]。通
常,低频低压减载方案分为传统法、半适应法、自适应法以及计算机辅助算法。
其中,传统法主要是电力系统根据系统运行的数据和预想事故,然后找出切负荷点,提出时延和切负荷量的相关科学方案。因此,低
频低压减载传统法的设定较为简单,不需要配备较为复杂的继电器,应用较为广泛。系统的频率处于整定值时,系统中的继电器就会相应
地切除一部分负荷。此时,系统的频率会继续低于第二轮整定值,且继电器也会相应地重复相关操作,直到频率恢复正常。经过多次实践
证明,传统法能够良好地保证切负荷装置的运行。然而,这种方法往往会疏忽对具体运行环境的考虑,从而极易造成过切现象,以出现不
必要的资源浪费。
半适应法则主要是随着某一频率点的频率变化速度来确定具体的切负荷量。如果频率变化的速度越快,那么系统需要切除的负荷就越
多。一般而言,半适应法的频率变化率的测量点选择的频率下降,继电器的整定方法与传统法大致相似。相关人员可以根据频率的变化率
来掌握系统功率的缺额情况,并确定减载量的大小。因此,加强对频率变化的测量在半适应法中显得非常关键。
自适应法是根据简化的系统频率响应模型,得出频率变化的初始值与导致电力系统频率下降的扰动负荷值的关系[2]。从理论的角度来
看,自适应法能够较为准确地计算出切负荷的值,但是自适应法是在简化系统频率响应模型的基础上进行计算的,因而需要乘以相关的修
正系数。虽然自适应法能够极大地改善电力系统的低频减载性,但是由于无法预知简化频率响应模型对切负荷的影响,且系统发电机在退
出时,电力系统的惯性系数常常会发生变化,从而导致计算的结果与实际情况不相符合。
计算机辅助算法是现代信息技术发展的成果。互联网环境下信息数据的采集速度不断加快,从而显著地提高了电力系统的自动化和智
能化程度。工作人员通过对数据采集系统中的信息进行全面地分析,并采用科学的算法,从而可以选择最优化的负荷方案。比如,遗传算
法、模糊控制算法以及神经网络算法等,是常见的辅助算法。
2.
低频减载方案的调整具体探究
2.1
低频减载的基本要求
经过长期的电压运行试验,我国已经出台了与频率电压相关的详细指导规则。其中,《电力系统自动低频减负荷技术规定》[3],中提
出,当自动低频减负装置启动后,系统稳定运行的频率恢复至少要超过
50Hz水平。如果系统所承担的负荷过大,那么极易出现系统频率过
调的现象。在实际的运行过程中,如果因为各种因素的影响,出现功率缺额现象,可能会对负荷进行相应地切除,并对系统部分的功能进
行保留。
同时,在特定的情况下,系统的频率出现下降时,则应该尽量地保证系统低频值所经历的时间大小。其中,机组中的自动低频保护会
与电网间的联络线进行调解,并及时地保证机组的联网运行。电力系统正常运行时,应该保证最高运行的电压不能超过系统的额定电压,
最低电压不能对电力系统的运行环境造成一定影响。空载线路在充电的过程中,衰减后线路末端的电压会自动地降低。此时,整个电力系
统运行的持续时间应该要小于
20分钟。
低频减载方案的整体原则应该是:当外部的电源输入电网之后,省网内部的低频减载动作会自动地恢复到频率运行的正常状态,同时
也会适当地保留一定裕度。整个省内区域的电网事故在解列之后,低频减载动作会继续恢复正常运行状态。
2.2
低频减载方案探究
通常来说,电力系统传统的低频减载方法会存在一些缺陷。如,整个系统中的负荷模型没有考虑电压对负荷的影响。因为在电力系统
的实际运行过程中,有功功率会对电力系统的频率造成一定的干扰,从而容易出现偏移的现象,同时也会对电压产生不利影响。此时,在
动态的过程中,
ZIP负荷模型的使用,都会对系统发生故障后的负荷水平造成负面影响,进而影响整个系统频率的动态过程。传统的大多数
低频减载方案都没有将发电机的调速系统列入研究对象中,多采用的是切负荷量和负荷调节对缺额的功率进行补偿。电力系统在频率的下
降过程中的有功出力会随着时间的变化而不断地增加
[4]。因此,在对低频减载方案进行调整的时候,系统各个动作的运行不仅要考虑负荷
频率的调节因素,而且还要卡了发电机对电力系统频率的调节作用。如果电力系统要正常运行,就应该根据实际运行环境对低频减载方案
进行不断地优化。
目前,大多数的发电机调速系统所采用的改善方法为单机模型分析法(如下图1所示)。
电力系统中频率的主要特征与负荷的功率息息相关。在对低频减载进行整定的过程中,需要保持首轮动作频率和最低频率以及级差等
保持一致,且在对每一轮的减载量进行计算的过程中,应该从仿真的角度对系统频率进行调节。当系统自动地低频减负装置的动作在运行
时,需要对不同级差的启动负荷进行切除。系统需要引入恢复级,以保证整个电力系统的频率能够恢复到正常水平。同时,恢复级可以依
照实际的时延情况,划分为若干不同的等级。简单地说来,电力系统的启动频率相同,但是系统的动作时延可以出现不同。当电力系统出
现故障之后,工作人员要考虑分区频率特性差异对低频减载方案的影响。低频减载方案的设计应该与当地全网频率的安全和片网频率的安
全性相联系。因此,在实际的低频减载方案的调整过程中,应该要对能够满足全网频率安全的低频减载方案进行分析和计算。同时,根据
各个片网的运行频率特征,计算出相应的能够满足片网频率安全的低频减载方案。其次,工作人员还要从全网低频减载的调整角度出发,
对各个片网的低频减载方案进行调整,并能够最大程度地满足系统的良好运行。最后,工作人员还应该将调整后的低频减载方案进行仿真
校核,以考察该方案是否会对实际的电力系统运行造成不利影响。
3.
结语
综上所述,低频低压减载是保障电力系统安全稳定运行的有效手段。因此,在实际的电网系统运行的过程中,各地区要充分地结合本
地的实际情况,制定科学的调整方案,以提高电力系统运行的安全性。同时,低频低压减载调整方案的制定需要从整体着眼,且兼顾局
部,才能够有效地提升供电质量。
参考文献:
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王研.宁东电网低频低压减载方案调整分析.宁夏电力.2011,12(06).
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杨卫东,庄侃沁,徐泰山,曹路,宋晓芳,黄志龙,董宸,尹玉君.华东电网低频低压减载方案研究.华东电力.2009,10(06).
[3]
周霞,罗凯明,李威,李琳,周磊,罗剑波.江苏分区电网低频低压减载方案适应性分析.江苏电机工程.2012,03(03).
[4]
杨燕萍.地区电网低频低压减载方案制定与校核探讨.中国电力教育.2011,11(20).