《电力系统自动装置》课程教学课件（PPT讲稿）第5章 电力系统自动低频减载及其他安全自动控制装置

第五章电力系统自动低频减载及其他安全自动控制装置

第五章 电力系统自动低频减载及 其他安全自动控制装置

低频减载及安全装置任务电力系统中大容量电源突然断开（包括：断开机组、相邻系统受电联络线断开）或有大容量负荷突然投入，导致电源与负荷间有功功率的严重不平衡，会引起电力系统频率大幅度急剧下降，危及电力系统的安全运行。低频减载及安全装置任务：针对危及系统安全运行的故障采用自动化策略按照预定的控制准则迅速做出反应，避免事故扩大

电力系统中大容量电源突然断开（包括：断开机 组、相邻系统受电联络线断开）或有大容量负荷 突然投入，导致电源与负荷间有功功率的严重不 平衡，会引起电力系统频率大幅度急剧下降，危 及电力系统的安全运行。 低频减载及安全装置任务： 针对危及系统安全运行的故障采用自动化策略， 按照预定的控制准则迅速做出反应，避免事故扩 大。 低频减载及安全装置任务

第一节概述电力系统安全控制装置的意义1A电B系统2A经输电线路向受端电网远距离输电。迅速切除系统B的部分负荷当电厂A发生故障措施事故情况迅速减少输送功率一回线发生三相短路+调度人员

第一节 概 述 电力系统安全控制装置的意义 B系统 A电厂 1 2 事故情况 ➢ 当电厂A发生故障 ➢ 一回线发生三相短路 ➢ 迅速切除系统B的部分负荷 ➢ 迅速减少输送功率 措施 调度人员 A经输电线路向受端电网远距离输电

（1）电厂A发生故障时，受端电网B的发电功率突然减少了PA，由于系统B运行机组的备用容量远较P小，造成电网严重的功率缺额，引起电网频率大幅度下降，如不及时切除部分负荷，会危及电力系统的安全运行。（2）一回线路发生三相短路时，继电保护动作，切除故障线路，但由于输送的功率P较大，超出了一回线路运行的暂态稳定极限功率，如不及时减小输送功率，可能由于系统稳定遭到破坏而导致系统解列，造成系统B更严重的功率缺额

（1）电厂A发生故障时，受端电网B的发电功率突 然减少了PA，由于系统B运行机组的备用容量远较PA 小，造成电网严重的功率缺额，引起电网频率大幅 度下降，如不及时切除部分负荷，会危及电力系统 的安全运行。 （2）一回线路发生三相短路时，继电保护动作，切 除故障线路，但由于输送的功率PA较大，超出了一 回线路运行的暂态稳定极限功率，如不及时减小输 送功率，可能由于系统稳定遭到破坏而导致系统解 列，造成系统B更严重的功率缺额

安全装置的意义→事故严重性扩大系统规模扩大输电线1B系统A电厂输电线2a故障则系统减少PA。若备用不足必须切负荷。b若故障切除，则还有暂稳极限问题。依靠调度人员在极短时间内做出判断、完成操作有困难，失去处理事故的良机。必须依靠自动装置完成

安全装置的意义 系统规模扩大 事故严重性扩大 a故障则系统减少PA。若备用不足必须切负荷。 b若故障切除，则还有暂稳极限问题。 依靠调度人员在极短时间内做出判断、完成操作有困难，失去处理事故 的良机。必须依靠自动装置完成。 B系统 A电厂 输电线2 输电线1

电力系统安全装置的种类自动化安全性保证自动切机电气制动安全装置水轮机低频自启自动解列装置自动低频减载

电力系统安全装置的种类 水轮机低 频自启 自动切机 电气制动 自动解 列装置 自动低 频减载 安全装置 自动化安全性保证

两种功率缺额的区别：（1）电力系统频率反映了发电机组发出的有功功率与负荷所需的有功功率间的平衡状况。系统正常运行情况下，由于计划外负荷引起系统频率波动，电厂发出的有功功率不能满足用户需求，出现功率缺额时，系统频率就会下降。此时，动用发电厂的热备用容量，即系统运行中的发电机容量，即可满足用户的需要。（2）系统发生较大事故，系统出现严重的功率缺额，缺额值超出了系统正常热备用可以调节的能力，所引起的系统频率下降值将远远超出系统安全运行所允许的范围。此时不能靠调速器调节，为保证电网安全及重要用户供电，要切除部分负荷，使系统频率恢复到可以安全运行的水平

两种功率缺额的区别： （1）电力系统频率反映了发电机组发出的有功功率与负荷 所需的有功功率间的平衡状况。 系统正常运行情况下，由于计划外负荷引起系统频率波动， 电厂发出的有功功率不能满足用户需求，出现功率缺额时 ，系统频率就会下降。此时，动用发电厂的热备用容量， 即系统运行中的发电机容量，即可满足用户的需要。 （2）系统发生较大事故，系统出现严重的功率缺额，缺额 值超出了系统正常热备用可以调节的能力，所引起的系统 频率下降值将远远超出系统安全运行所允许的范围。此时 不能靠调速器调节，为保证电网安全及重要用户供电，要 切除部分负荷，使系统频率恢复到可以安全运行的水平

第二节自动低频减载一、低频运行造成的后果频率崩溃电压崩溃对汽机的景响汽轮机长时期低于当频率下降到47当频率降低时，励磁机频率49~49.5Hz以48Hz时，火电厂的发电机等的转速相应降低下运行时，叶片容用机械的出力将显著加剧了系统无功不足情况易产生裂纹，当频降低，使锅炉出力减使系统电压水平下降，系率低到45Hz附近时，少，导致发电厂输出统电压水平受到严重影响个别级的叶片可能功率进一步减少，致当某些中板点电压低桌发生共振而引起断使功率缺额更为严重临界值时，将出现所请裂事故。从而造成所谓“频率“电压崩溃”现象，崩溃”现象。造成大面积停电。自动低频减载是防正事故的对策之一。可迅速切除不重要的负荷，制止频率下降

第二节 自动低频减载 对汽机的影响 频率崩溃 电压崩溃 汽轮机长时期低于 频率49～49.5Hz以 下运行时，叶片容 易产生裂纹，当频 率低到45Hz附近时， 个别级的叶片可能 发生共振而引起断 裂事故。 当频率下降到 47 ～ 48Hz时，火电厂的厂 用机械的出力将显著 降低，使锅炉出力减 少，导致发电厂输出 功率进一步减少，致 使功率缺额更为严重。 从而造成所谓“频率 崩溃”现象 。 当频率降低时，励磁机、 发电机等的转速相应降低， 加剧了系统无功不足情况， 使系统电压水平下降，系 统电压水平受到严重影响， 当某些中枢点电压低于某 一临界值时，将出现所谓 “电压崩溃”现象， ◼ 一、低频运行造成的后果 造成大面积停电。自动低频减载是防止事故的对策之一。可迅速切除不重要 的负荷，制止频率下降

自动低频减载自动低频减载装置的任务当系统发生较大事故时，系统出现严重的功率缺额，其频率下降，采用迅速切除不重要负荷的办法来制止频率下降以保障系统安全，防止事故扩大。频率降低较大时对系统运行的影响>对汽轮机的影响发生频率崩溃现象发生电压崩溃现象

自动低频减载 自动低频减载装置的任务 当系统发生较大事故时，系统出现严重的功率缺额，其频 率下降，采用迅速切除不重要负荷的办法来制止频率下降， 以保障系统安全，防止事故扩大。 频率降低较大时对系统运行的影响 ➢ 对汽轮机的影响 ➢ 发生频率崩溃现象 ➢ 发生电压崩溃现象

电力系统频率静态特性电力系统出现较大功率缺额时，如果此时系统能在较低的频率维持运行，主要依靠负荷频率特性所起的调节作用，当频率降低时，负荷按照自身的频率特性，自动减少从系统中所取用的功率，使之与发电机所发出的功率保持平衡。APKL5050APi.APhAP.%KtDAfAfRNPLNAfKL2KL△P，功率缺额值，多数情况下，K,上已知，因此在已知功率缺额值后，即可方便的求出频率降落。PLN额定频率下，系统有功功率

* * * * 50 50 % 2 h L h h h L LN L LN L P K f P P P K f f f P K P K  =     = •   = •   =  二、 电力系统频率静态特性 电力系统出现较大功率缺额时，如果此时系统能在较低的频 率维持运行，主要依靠负荷频率特性所起的调节作用，当频 率降低时，负荷按照自身的频率特性，自动减少从系统中所 取用的功率，使之与发电机所发出的功率保持平衡。 Ph 功率缺额值，多数情况下， 已知，因此在已知功率缺 额值后，即可方便的求出频率降落。 KL* PLN 额定频率下，系统有功功率