第5章 电力系统有功功率平衡和频率调整(含答案)
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第五章复习题一、选择题1、电力系统频率主要取决于( )。
A.无功平衡B.有功平衡C.各节点电压的高低D.各节点注入电流的大小2、在系统运行中,调频厂最好由( )担任。
A.核电厂B.热电厂C.高效率机组电厂D.非洪水季节水电厂3、有功功率最优分配的准则是( )。
A.按等耗量微增率B.按等比耗量C.按效率相同D.按消耗量4、为了能及时向增加的负荷供电而设置的备用应是( )。
A.事故备用B.检修备用C.冷备用D.热备用5、频率的二次调整是由( )。
A.发电机组的调速系统完成的B.负荷的频率特性来完成的C.发电机组的调频系统完成的D.有功功率的经济分配完成的6、电力系统中能实现无差调节的调频方式是()A.一次调频B. 二次调频 C. 都可以 D. 都不能7、系统有功备用容量中,哪种可能不需要专门设置()A.负荷备用B.国民经济备用C.事故备用D.检修备用8、电力系统有功功率最优分配的原则是( )。
A.等面积原则B.等力矩原则C.等负荷原则D.等耗量微增率原则9、电力系统的有功电源是()A.发电机B.变压器C.调相机D.电容器10、负荷的单位调节功率可以表示为()A.KL=B.KL=C.KL=D.KL=11、运转中的发电设备所留有的备用容量称为()A.冷备用B.热备用C.检修备用D.国民经济备用12、发电机单位时间内消耗的能源与发出的有功功率的关系称为()A.比耗量B.耗量微增率C.耗量特性D.单位调节功率13、如果发电机不参加调频,当负荷增加时,系统的频率会()。
A.升高;B. 降低;C. 不变14、单位时间内输入能量增量与输出功率增量的比值称为()。
a.比耗量;b.耗量特性;c.耗量微增率;d.等耗量微增率二、判断题1、A系统运行于50Hz,B系统运行于49.8Hz,两系统通过联络线组成互联系统,则联络线上的功率从A流向B。
()1、电力系统各电源之间有功功率的最优分配原则是等网损微增率准则。
()2、常规电网中同步发电机是电力系统中唯一的有功电源。
第三章电力系统有功功率平衡及频率调整例3-1 某一容量为100MW的发电机,调差系数整定为4%,当系统频率为50Hz 时,发电机出力为60MW;若系统频率下降为49.5Hz时,发电机的出力是多少?解根据调差系数与发电机的单位调节功率关系可得K G=(1/δ*)×(P GN/f N)=(1/0.04)×(100/50)=50(MW/Hz)于是有△P G=-K G△f=50(50-49.5)=25(MW)即频率下降到49.5Hz时,发电机的出力为60+25=85(MW)例3-2 电力系统中有A、B两等值机组并列运行,向负荷P D供电。
A等值机额定容量500MW,调差系数0.04,B等值机额定容量400MW,调差系数0.05。
系统负荷的频率调节效应系数K D*=1.5。
当负荷P D为600 MW时,频率为50Hz,A机组出力500MW,B机组出力100MW。
试问:(1)当系统增加50MW负荷后,系统频率与机组出力是多少?(2)当系统切除50MW负荷后,系统频率与机组出力是多少?解首先求等值发电机组A, B的单位调节功率及负荷的频率调节效应系数为K GA=(1/δ*)×(P GNA/f N)=(1/0.04)×(500/50)=250(MW/Hz)K GB=(1/δ*)×(P GNB/f N)=(1/0.05)×(400/50)=160(MW/Hz)K D=K D*×(P DN/f N)=1.5×(600/50)=18(MW/Hz)(1)当系统增加50 MW负荷后。
由题可知,等值机A已满载,若负荷增加,频率下降,K GA=0,不再参加频率调整。
系统的单位调节功率K=K GB+K D=160+18=178(MW/Hz)频率的变化量△f=-△P D/K=-50/178=-0.2809(Hz)系统频率f=50-0.2809=49.72(Hz)A机有功出力P GA=500MWB机有功出力P GB=100-K GB△f=100+160×0.2809=144.94(MW)(2)当系统切除50MW负荷后。
第一章电力系统的基本概念1-1 什么叫电力系统、电力网及动力系统?1-2 电力线、发电机、变压器和用电设备的额定电压是如何确定的?1-3 我国电网的电压等级有哪些?1-4 标出图1-4电力系统中各元件的额定电压。
6kV D10kV 220kV 110kV 3 35kV 10kV 380/220 kV1 2~ 2 D×31110kV35kV 6kV380/220kV380/220kVD D×D D××习题1-4图1-5请回答如图1-5所示电力系统中的二个问题:T1110kV T235kVT36kV1 2D 3~10kVT4380VG10kV 单相×L ×习题1-5图⑴发电机G、变压器T1T2T3T4、三相电动机D、单相电灯L等各元件的额定电压。
⑵当变压器T1在+2.5%抽头处工作,T2在主抽头处工作,T3在-2.5%抽头处工作时,求这些变压器的实际变比。
1-6 图1-6中已标明各级电网的电压等级。
试标出图中发电机和电动机的额定电压及变压器的额定变比。
T1 T2110kV10kV~220kVG 6kVT3D235kVT43kVD1习题1-6图1-7 电力系统结线如图1-7所示,电网各级电压示于图中。
试求:⑴发电机G和变压器T1、T2、T3高低压侧的额定电压。
⑵设变压器T1工作于+2.5%抽头,T2工作于主抽头,T3工作于-5%抽头,求这些变压器的实际变比。
10kV T1 110kV~GT2T335kV 10kV习题1-7图1-8 比较两种接地方式的优缺点,分析其适用范围。
1-9 什么叫三相系统中性点位移?它在什么情况下发生?中性点不接地系统发生单相接地时,非故障相电压为什么增加3倍?1-10 若在变压器中性点经消弧线圈接地,消弧线圈的作用是什么?第二章电力系统各元件的参数及等值网络2-1 一条110kV、80km的单回输电线路,导线型号为LGJ—150,水平排列,其线间距离为4m,求此输电线路在40℃时的参数,并画出等值电路。
第六章电力系统的无功功率和电压调整1)无功功率电源有哪些?哪些可以平滑调节?无功功率电源:发电机、电容器、调相机、静止补偿器。
可以平滑调节:调相机、静止补偿器2)限制冲击负荷电压波动的措施是什么?(a)设置串联电容器、(b)设置调相机和电抗器、(c)设置静止补偿器3)什么是电力系统的逆调压、顺调压、常调压?逆调压:在高峰负荷时升高中枢点电压、低谷负荷时降低中枢点电压的电压调整方式。
在高峰负荷时将中枢点电压升高至105%UN,低谷负荷时将中枢点电压降为额定电压UN。
顺调压:在高峰负荷时允许中枢点电压略低,而低谷负荷时却允许中枢点电压略高的调压方式。
采用顺调压,高峰负荷时中枢点电压允许不低于102.5%U N,低谷负荷时中枢点电压允许不高于107.5%U N。
常调压:任何负荷下保持中枢点电压为一基本不变的数值。
适用于负荷变动小、线路上电压损耗小的情况。
常调压方式,电压保持为(102%-105%)U N。
4)选择变压器分接头进行调压的特点是什么?系统中无功功率必须充足才有效,否则必须用其他措施;不需要附加设备。
5)电力系统的电压调节有几种主要措施?借改变发电机端电压调压;借改变变压器变比调压;借补偿设备调压;组合调压。
第五章电力系统的有功功率和频率调节(1)负荷变动规律有几种,如何调整?有功负荷随时间变动规律分解为三种。
第一种变动:幅度小、周期短。
无法预测(随机),靠发电机调速器调整,称一次调整。
自动进行。
第二种变动:幅度较大、周期较长。
冲击性负荷。
靠发电机调频器调整,称二次调整。
可手动、自动。
第三种变动:幅度最大、周期最长。
可预测,生产、生活引起,称三次调整。
优化分配负荷又称经济调度。
(2)电力系统频率的一次、二次调整如何进行,各有何特点?一次调频指由发电机调速器进行的、对第一种负荷变动引起频率偏移的调整。
一次调频特点:自动调节。
一次调频是所有运行发电机组都可参加,这类发电厂称为负荷监视厂二次调频指由发电机调频器进行的、对第二种负荷变动引起频率偏移的调整。
4 电力系统的有功功率平衡与频率调整4.1 概述一、频率调整的必要性电力系统运行的根本目的是在保证电能质量符合标准的条件下,持续不断地供给用户所需要的功率,维持电力系统的有功功率和无功功率的平衡,保证系统运行的经济性。
衡量电能质量的主要指标是频率、电压和波形。
电力系统运行中频率和电压变动时,对用户,发电厂和电力系统本身都会产生不同程度的影响。
为保证良好的电能质量,电力系统运行时,必须将系统的频率和电压控制、调整在允许的范围内。
我国频率规定:f N =50Hz ,频率偏差范围为±0.2~0.5Hz二、频率调整的方法 第一种变化负荷引起的频率偏移由发电机组的调速器(governor )进行,称为频率的一次调整。
第二种变化负荷引起的频率偏移由发电机组的调频器(frequency modulator )j 进行,称为频率的二次调整。
第三种负荷的变化是可预测的,调度部门按经济调度的原则事先给各发电厂分配发电任务,各发电厂按给定的任务及时地满足系统负荷的需求,就可以维持频率的稳定。
4.2自动调速系统一、调速器的工作原理——实现频率的一次调整对应负荷的增大,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(droop control )。
二、调频器的工作原理——实现频率的二次调整由调频器来完成的调节,称为频率的二次调整。
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(isochronous control )。
4.2 电力系统有功功率平衡和频率调整 一、频率的影响1、影响产品质量:异步电动机转速与输出功率有关2、影响精确性:电子技术设备3、影响汽轮发电机叶片 二、频率负荷机制三、、有功功率负荷的变动及其分类控制1、系统负荷可以看作由以下三种具有不同变化规律的变动负荷组成: 1)变动周期小于10s ,变化幅度小 调速器频率的一次调整 2)变动周期在(10s ,180s ),变化幅度较大调频器频率的二次调整3)变动周期最大,变化幅度最大:气象、生产、生活规律根据预测负荷,在各机组间进行最优负荷分配频率的三次调整 四、有功功率平衡与备用容量1、功功率平衡:2、备用容量:1)作用 为了保证供电可靠性及电能质量合格,系统电源容量应大于发电负荷2fωπ=T GP P ≡发电机输出电磁功率原动机输入功率T G T GP P P P ≥⎧⎨≤⎩,GiLi Loss PP P ∑=+∑∑2)定义 备用容量 = 系统可用电源容量 - 发电负荷 3)分类按作用分:负荷备用:满足负荷波动、计划外的负荷增量事故备用:发电机因故退出运行能顶上的容量 检修备用:发电机计划检修国民经济备用:满足工农业超计划增长按其存在形式分: 热备用冷备用4.3 电力系统无功功率平衡和电压管理电力系统中无功功率电源不足,系统结点电压就要下降。
第五、六章练习及参考答案一、名词解释1.发电机组调速系统的静态特性答:在稳态运行情况下,发电机组转速n与所带有功功率P之间的关系称为发电机调速系统的静态特性。
2.频率的一次调整、频率的二次调整答:频率的一次调整:通过发电机调速系统实现,反映机组转速变化而相应调整原动力门开度,完成调节系统频率。
频率的二次调整:通过调频器实现,反映系统频率变化而相应调整原动力阀门开度,完成调节系统频率。
3.调频电厂、调频机组答:调频厂:承担系统频率二次调整的发电厂;调频机组:承担系统频率二次调整的发电机组。
4.积差调频法(同步时间法)答:积差法是按照频率偏差对时间的积分值,控制调频器对机组有功功率进行调整的方法。
5.微增率答:微增率是指输入耗量微增量与输出功率微增量的比值6.等微增率法则答:运行的发电机组按微增率相等的原则分配负荷,这样可使系统总的燃料消耗或费用为最小,从而达到最经济。
7.电力系统经济运行答:在满足频率质量的前提下,按发电成本最小的原则在发电厂和发电厂机组之间分配有功负荷。
8.自动低频减负荷装置(AFL)答:按照频率下降的不同程度自动断开相应的非重要负荷,阻止频率下降,以便使频率迅速恢复的一种安全自动装置。
9.负荷的功率⎯频率特性答:当系统频率变化时,整个系统的有功负荷也要随着改变,这种有功负荷随频率而改变的特性叫做负荷的功率⎯频率特性。
10.负荷调节效应、负荷调节效应系数答:负荷调节效应:系统频率发生变化时,总负荷吸收的有功功率也随之变化的现象。
即当频率下降时,总负荷吸收的有功功率随之下降;当频率上升时,总负荷吸收的有功功率随之上升。
负荷调节效应系数:)/(.Hz kW fP K L ΔΔ=,其中()()N L L L f P f P P −=Δ..,。
N f f f −=Δ即负荷调节效应系数描述总负荷吸收的有功功率随系统频率变化的程度。
11.电力系统的动态频率特性答:当电力系统出现功率缺额造成系统频率下降时,系统频率随时间由额定值变化到稳定频率的过程。
电力系统有功功率和频率调整1. 引言在电力系统中,有功功率和频率是两个关键的电能参数。
有功功率是指电力系统中实际提供应负载的电能,而频率那么表示电力系统中电压和电流的周期性变化。
准确地调整有功功率和频率可以保证电力系统的稳定运行,提高能源利用率,保障用电的平安和可靠性。
2. 电力系统有功功率调整电力系统的有功功率调整主要通过控制发电机输出功率来实现。
有功功率调整的目标是使电力系统的供需平衡,以满足用户的用电需求。
有功功率调整可以通过控制发电机的机械输入来实现,也可以通过调整发电机的励磁电流来实现。
2.1 机械输入调整机械输入调整是通过控制发电机的机械输入来调整有功功率。
机械输入调整的方式包括调速和负载调整两种。
2.1.1 调速调整调速是通过调整发电机的键合阻抗或者转子的绕组来改变发电机的转速,从而改变机械输入功率。
调速调整的原理是根据负荷需求,通过调整发电机的转速来保持有功功率的平衡。
2.1.2 负载调整负载调整是通过调整发电机的输出负载来改变发电机的有功功率。
负载调整的方式包括直接调整负载阻抗、调整发电机馈线阻抗、调整发电机并联等。
2.2 励磁调整励磁调整是通过调整发电机的励磁电流来改变发电机的有功功率。
励磁调整的原理是控制发电机的磁场强度,从而改变发电机的输出电压和电流。
励磁调整可以通过调整励磁电流的大小、相位和波形等来实现。
3. 电力系统频率调整电力系统的频率调整主要通过控制发电机输出的机械输入来实现。
频率调整的目标是使电力系统的供电频率保持在额定值附近,以满足用户的用电需求。
3.1 负荷频率特性负荷频率特性是指负载的电流和供电频率之间的关系。
负荷频率特性可以分为正负荷频率特性和正负荷功率频率特性两种。
正负荷频率特性描述了负载对供电频率变化时的功率响应。
3.2 机械输入调整机械输入调整是通过调整发电机的机械转速来调整电力系统的频率。
机械输入调整的方式包括调速和负载调整两种。
3.2.1 调速调整调速调整是通过改变发电机的转速来调整电力系统的频率。
电力系统分析目录第一部分电力系统稳态分析第一章电力系统的基本概念第二章电力系统的元件参数及等值电路第三章简单电力系统的计算和分析第四章电力系统潮流的计算机算法第五章电力系统的有功功率和频率调整第六章电力系统的无功功率和电压调整第二部分电力系统暂态分析第七章电力系统故障分析的基本知识第八章同步发电机突然三相短路分析第九章电力系统三相短路的实用计算第十章对称分量法及元件的各序参数和等值电路第十一章不对称故障的分析、计算第十二章电力系统各元件的机电特性第十三章电力系统静态稳定第十四章电力系统暂态稳定第十五章研究生入学考试试题附录第一部分电力系统稳态分析电力系统稳态分析,研究的内容分为两类,一类是电力系统稳态运行状况下的分析与潮流分布计算,另一类是电力系统稳态运行状况的优化和调整。
第一章电力系统的基本概念1—1 什么叫电力系统、电力网及动力系统?电力系统为什么要采用高压输电?1-2 为什么要规定额定电压?电力线、发电机、变压器和用电设备的额定电压是如何确定的?1—3 我国电网的电压等级有哪些?1—4 标出图1—4电力系统中各元件的额定电压。
1—5 请回答如图1-5所示电力系统中的二个问题:⑴ 发电机G 、变压器1T 2T 3T 4T 、三相电动机D 、单相电灯L 等各元件的额定电压。
⑵ 当变压器1T 在+2。
5%抽头处工作,2T 在主抽头处工作,3T 在-2。
5%抽头处工作时,求这些变压器的实际变比。
1-6 图1—6中已标明各级电网的电压等级.试标出图中发电机和电动机的额定电压及变压器的额定变比。
1-7 电力系统结线如图1—7所示,电网各级电压示于图中.试求:⑴发电机G 和变压器1T 、2T 、3T 高低压侧的额定电压。
⑵设变压器1T 工作于+2。
5%抽头, 2T 工作于主抽头,3T 工作于—5%抽头,求这些变压器的实际变比。
习题1-4图1-8 比较两种接地方式的优缺点,分析其适用范围.1-9 什么叫三相系统中性点位移?它在什么情况下发生?中性点不接地系统发生单相接地时,非故障相电压为什么增加3倍?1—10 若在变压器中性点经消弧线圈接地,消弧线圈的作用是什么? 1—11 什么叫分裂导线、扩径导线?为什么要用这种导线?1-12 架空线为什么要换位?规程规定,架空线长于多少公里就应进行换位?1—13 架空线的电压在35kV 以上应该用悬式绝缘子,如采用X —4。
电力系统分析课后习题解答第1章 绪论1-1答:能保证电气设备正常运行,且具有最佳技术指标和经济指标的电压,称为额定电压。
用电设备的额定电压和电网的额定电压相等。
发电机的额定电压比所连接线路的额定电压高5%,用于补偿电网上的电压损失。
变压器一次绕组的额定电压等于电网的额定电压。
当升压变压器与发电机直接相连时,一次绕组的额定电压与发电机的额定电压相同。
变压器二次绕组的额定电压一般比同级电网的额定电压高10%。
当变压器二次侧输电距离较短,或变压器阻抗较小(小于7%)时,二次绕组的额定电压可只比同级电网的额定电压高5%。
%1-2答:一般情况下,输电线路的电压越高,可输送的容量(输电能力)就越大,输送的距离也越远。
因为输电电压高,线路损耗少,线路压降就小,就可以带动更大容量的电气设备。
在相同电压下,要输送较远的距离,则输送的容量就小,要输送较大的容量,则输送的距离就短。
当然,输送容量和距离还要取决于其它技术条件以及是否采取了补偿措施等。
1-3答:是一个假想的时间,在此时间内,电力负荷按年最大负荷持续运行所消耗的电能,恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能。
1-4 解:(1)G :;T-1:242kV ;T-2:220kV/121kV ,220kV/;T-3:110kV/11kV ; T-4:35kV/;T-5:,(长线路) (短线路)(2)T-1工作于+5%抽头:实际变比为242×(1+5%)=,即K T-1==;T-2工作于主抽头:实际变比为K T-2(1-2)=220/121=;K T-2(1-3)=220/=; )K T-2(2-3)=121/=;T-3工作于%抽头:实际变比为K T-3=110×%)/11=; T-4工作于-5%抽头:实际变比为K T-4=35×(1-5%)/=; T-5工作于主抽头:实际变比为K T-5=(3+3×5%)=。
1-5解:由已知条件,可得日总耗电量为MW 204027041204902804100280450270=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=d W则日平均负荷为MW 8524204024===d av W P 负荷率为708.012085max m ===P P k av ;最小负荷系数为417.012050max min ===P P a 1-6·解:系统年持续负荷曲线如图所示。
第5章电力系统有功功率平衡和频率调整一、填空题1.日负荷率和日最小负荷率的数值越大,表明负荷波动越小(填“大”或“小”),发电机的利用率越高(填“高”或“低”)。
2.由变化幅度小、变化周期较短的负荷变化引起的频率偏移,由发电机组的调速器进行自动调整,称为一次调频;由变化幅度较大、变化周期较长的负荷变化引起的频率偏移,需要手动调频器参与频率调整,称为二次调频。
3.可供系统调度的电源容量是指可投入发电设备的可发功率之和。
4.系统备用容量按作用可分为负荷备用、事故备用、检修备用和国民经济备用,按存在方式可分为热备用和冷备用。
5.负荷的单位调节功率反映了系统负荷对频率的自动调整作用,其取决于系统负荷的组成,是不可(填“可”或“不可”)调整的,而发电机组的调差系数是可(填“可”或“不可”)整定的。
6.二次调频实现无差调节的条件是在调频器作用下,发电机组增发的功率能完全抵消负荷的原始增量,此时负荷不会(填“会”或“不会”)主动少吸收有功。
二、选择题1.下列概念之中,内涵最广的是(C)A.系统综合最大用电负荷B.系统供电负荷C.系统发电负荷D.直配负荷2.下列哪个参数不直接用于反映有功功率负荷曲线的平坦程度(D)A.日负荷率B.日最小负荷率C.年最大负荷利用小时数D.最大功率损耗时间3.关于一次调频和二次调频,下列说法正确的是(B)A.一次调频一定是有差调节,二次调频一定是无差调节B.一次调频一定是有差调节,二次调频可能是无差调节C.一次调频可能是无差调节,二次调频一定是无差调节D.一次调频可能是无差调节,二次调频也可能是无差调节4.某系统年持续负荷曲线如下图所示,其全年消耗电能A约为(B)A.36.52×106kW·hB.35.33×106kW·hC.36.64×106kW·hD.34.88×106kW·h5.电力系统的频率主要决定于(A)A.有功功率的平衡B.无功功率的平衡C.电压质量D.电流的大小三、简答题1.系统综合最大用电负荷、系统供电负荷和系统发电负荷的概念分别是什么?在计算系统综合最大用电负荷时为什么要乘上同时率k1?答:系统综合最大用电负荷:电力系统在一定时段内(如一天、一年)的最大负荷值。
系统供电负荷:系统综合最大用电负荷加上为输送这些负荷而产生的功率损耗。
系统发电负荷:为满足系统供电负荷以及发电机电压直配负荷的需要,发电机(厂)所必须发出的功率,其等于系统供电负荷、直配负荷、发电厂厂用电(简称厂用电)负荷之和。
由于区域内各用户的最大负荷值不一定都在同一时刻出现,因此在计算系统综合最大用电负荷时为什么要乘上同时率k 1,其取值范围在0~1之间。
2.结合下图回答:(1)该图是什么曲线?(2)结合此图说明年最大负荷利用小时数T max 的意义和作用。
答:(1)该图是年持续负荷曲线。
(2)max T 的意义为:若系统始终以最大负荷max P 运行,经过max T 小时所消耗的电能,等于全年的实际耗电量A 。
max T 的作用为:它的大小在一定程度上反应了实际负荷在一年内的变化程度。
如果负荷曲线较为平坦,则max T 值较大;反之,则max T 值较小。
因此,它在一定程度上反应用户的用电特点。
3.作图说明,为什么一次调频是有差的调节?4.作图说明,什么情况下二次调频可实现无差调节?5.举例说明电力系统频率偏高、偏低分别会带来哪些危害?6.电力系统有功功率负荷变化的情况与电力系统频率的一、二、三次调整有何关系?四、计算题1.电力系统中接有一台20MW 、2极、50Hz 的同步发电机。
其调差系数整定为4%。
现在,系统频率急剧上升到50.2Hz ,这台发电机的出力是多少?解:先求出该发电机的单位调节功率有名值:)MW/Hz (1010045020100%=⨯⨯=⨯∙=σN GN G f P k 再计算当系统频率发生变化时发电机出力的变化量:)MW (2)502.50(10-=-⨯-=∆-=∆f k P G G (注意:1.系统频率的变化量是用频率的末值减去初值,本例中系统频率上升,系统频率的变化量为正;2.发电机的单位调节功率k G 为正,根据上述公式计算出的发电机出力变化量为负,这说明系统频率上升以后,发电机出力会减少。
)则频率上升到50.2Hz 时,发电机出力为20-2=18MW 。
2.一台容量为20MW 的水轮发电机,当系统频率为50Hz 时,其出力为8MW 。
若系统频率下降到49.5Hz ,这台发电机出力是多少?(调整系数整定为4%)(提示:按上题的解法求解,只不过本例为系统频率下降的情况,发电机出力是上升的。
)解:发电机单位调节功率的有名值为:)MW/Hz (1010045020100%=⨯⨯=⨯∙=σN GN G f P k (注意:发电机额定出力即容量P GN 为20MW ,不是8MW !)当系统频率发生变化时发电机出力的变化量:)MW (5)505.49(10=-⨯-=∆-=∆f k P G G 则频率下降到49.5Hz 时,发电机出力为8+5=13MW ,未超过额定容量,符合题意。
(注意:发电机出力=发电机原始出力+发电机出力变化量。
本例中发电机原始出力为8MW ,出力变化量为正表示系统频率下降后,发电机的出力会增加。
)3.系统中有5台100MW (3%=σ)和5台200MW (4%=σ)的发电机组对1200MW 的负荷供电,系统额定频率为50Hz 。
当一台满载运行的100MW 发电机自动跳闸切除后,系统频率变为多少?(负荷的单位调节功率为k L =36MW/Hz )。
解:每台100MW 的发电机的单位调节功率为:)MW/Hz (67.66100350100100%111=⨯⨯=⨯∙=σN GN G f P k 每台200MW 的发电机的单位调节功率为:)MW/Hz (100100450200100%222=⨯⨯=⨯∙=σN GN G f P k 系统中突然失去100MW 的电源功率,等同于突然增加100MW 的负荷,此时跳闸的那台机组不参与一次调频,故下面计算系统的单位调节功率k S 时只将4台100MW 机组、5台200MW 机组及负荷考虑在内。
系统的单位调节功率为:)MW/Hz (68.80236100567.6645421=+⨯+⨯=++=L G G S k k k k则系统频率的变化量为:)Hz (12.068.8021000-=-=∆-=∆S L k P f (说明:前面提到,系统中突然失去100MW 的电源功率,等同于突然增加100MW 的负荷,故负荷的原始增量为正,根据公式计算出的系统频率变化量为负,这说明负荷增加导致系统频率下降。
)则系统频率变为50-0.12=49.88(Hz)。
(问题:其余发电机组的负载情况未知,这对其是否参与一次调频有影响,从而影响计算结果。
)4.容量为120MW 的发电机接在60Hz 的电力系统上,满载运行时为额定频率对应的转速。
现在,系统频率上升为60.2Hz ,发电机出力是多少?发电机调差系数整定为4%。
解:先求出该发电机的单位调节功率有名值:)MW/Hz (50100460120100%=⨯⨯=⨯∙=σN GN G f P k 再计算当系统频率发生变化时发电机出力的变化量:)MW (10)602.60(50-=-⨯-=∆-=∆f k P G G 则频率上升到60.2Hz 时,发电机出力为120-10=110MW 。
(说明:1.本例中发电机的初始状态为满载,当系统频率上升后发电机出力减少,不会超过额定出力,符合题意;2.本例中的电力系统额定频率为60Hz ,显然是国外的电力系统,不是大家都熟悉的我国的工频50Hz )5.额定出力5000kW 、调差系数4%的发电机与额定出力2500kW 、调差系数5%的发电机并列运行。
在满载时系统频率为50Hz 。
求负荷为6000kW 时,系统的频率及各发电机的出力。
(不计负荷调节效应)解:先求出各发电机的单位调节功率有名值:)MW/Hz (5.21004505100%111=⨯⨯=⨯∙=σN GN G f P k )MW/Hz (11005505.2100%222=⨯⨯=⨯∙=σN GN G f P k (注意:以上两步计算前均将发电机的额定出力换算成以MW 为单位)由题意知,两台发电机的初始状态均为满载,当负荷突然减小后,两台发电机都要参与频率的一次调整。
若不计负荷调节效应,则系统的单位调节功率为两台发电机的单位调节功率之和,为:)MW/Hz (5.315.221=+=+=G G S k k k 则系统频率的变化量为:)Hz (43.05.35.10=--=∆-=∆L k P f(注意:本例为负荷减小的情况,所以负荷的原始增量ΔP L0取负值,这样算出来系统频率的变化量为正,表明负荷减小后系统频率上升。
)再计算当系统频率发生变化时各发电机出力的变化量:)MW (08.143.05.211-=⨯-=∆-=∆f k P G G )MW (43.043.0122-=⨯-=∆-=∆f k P G G 这表明系统频率上升后,各发电机的出力均有所减少。
则发电机A 出力5-1.08=3.92MW ,发电机B 出力2.5-0.43=2.07MW 。
6.在一个额定频率为50Hz 的系统中,发电机组的容量和调差系数分别如下:水轮机组:7×110MW σ%=25×50MW σ%=3汽轮机组:4×200MW σ%=38×100MW σ%=3.5其它容量(汽)机组:1500MW σ%=4系统总负荷:3500MW 5.1*=L k (a )全部机组参加调频、负荷增长1%,计算频率的下降值。
(b )若仅有水轮机参加调频、负荷增长1%,频率又将下降多少?(c )比较以上结果,你能得出什么结论?解:(a )每台110MW 的水轮机组的单位调节功率为:)MW/Hz (110100250110100%111=⨯⨯=⨯∙=σN GN G f P k 每台50MW 的水轮机组的单位调节功率为:)MW/Hz (33.3310035050100%222=⨯⨯=⨯∙=σN GN G f P k 每台200MW 的汽轮机组的单位调节功率为:)MW/Hz (33.133100350200100%333=⨯⨯=⨯∙=σN GN G f P k 每台100MW 的汽轮机组的单位调节功率为:)MW/Hz (14.571005.350100100%444=⨯⨯=⨯∙=σN GN G f P k 其它容量(汽)机组的单位调节功率为:)MW/Hz (7501004501500100%555=⨯⨯=⨯∙=σN GN G f P k 负荷的单位调节功率有名值为:)MW/Hz (1055035005.1*=⨯==LN L L f P k k当全部机组参与一次调频时,系统的单位调节功率为:)MW/Hz (09.278210575014.57833.133433.3351107 845754321=++⨯+⨯+⨯+⨯=+++++=LG G G G G S k k k k k k k 若负荷增长1%(即35MW ),则系统频率的变化量为:)Hz (0126.009.2782350-=-=∆-=∆S L k P f 这说明,当所有机组都参加调频时,系统频率下降0.0126Hz 。