自動(dòng)化第三章

第三章電力系統(tǒng)有功功率（頻率）控制以及按頻率自動(dòng)減負(fù)荷裝置（ZPJH）

第一節(jié)有功（頻率）控制的必要性f<49.5~49HZ:汽輪機(jī)葉片受損f<48~47HZ:廠用機(jī)械出力下降，惡性循環(huán)導(dǎo)致f崩潰f<46~45HZ:勵(lì)磁電壓崩潰一、電力系統(tǒng)頻率下降的危害第一節(jié)有功（頻率）控制的必要性二、電力系統(tǒng)頻率波動(dòng)的原因正常：有功平衡：負(fù)荷增加：則有第一節(jié)有功（頻率）控制的必要性三、避免頻率波動(dòng)的措施（按順序采取措施）1、增加機(jī)組出力2、增投備用機(jī)組3、按頻率減負(fù)荷第二節(jié)同步發(fā)電機(jī)組的調(diào)整系統(tǒng)及其功頻特性調(diào)頻邏輯圖A點(diǎn)：測(cè)速點(diǎn)，反映速度（頻率）的變化，上升下降。D點(diǎn)：定值給定，給定速度定值或功率定值，調(diào)速或調(diào)功；上升下降。C點(diǎn)：效果點(diǎn)。反映調(diào)節(jié)后開度大小，上大下小。B點(diǎn)：中間點(diǎn)。傳遞A點(diǎn)或C點(diǎn)作用。E點(diǎn)：中間點(diǎn)。反映D點(diǎn)、B點(diǎn)的作用。F點(diǎn)：平衡點(diǎn)?？刂戚敵鰣?zhí)行,最后要恢復(fù)才能結(jié)束調(diào)整過(guò)程。第二節(jié)同步發(fā)電機(jī)組的調(diào)整系統(tǒng)及其功頻特性功率----頻率特性（一次調(diào)頻，有差調(diào)頻）調(diào)頻過(guò)程：頻率的調(diào)整是沿著滿足調(diào)頻方程式的方向進(jìn)行。

第二節(jié)同步發(fā)電機(jī)組的調(diào)整系統(tǒng)及其功頻特性有功調(diào)差系數(shù)：標(biāo)幺值：利用調(diào)頻器調(diào)給定頻率值，則為二次調(diào)頻也為無(wú)差調(diào)頻

1.概念介紹發(fā)電機(jī)的調(diào)差系數(shù)：?jiǎn)挝徽{(diào)節(jié)功率的倒數(shù)。發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率與調(diào)差系數(shù)的關(guān)系：一般來(lái)說(shuō)發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率是可以整定的：汽輪發(fā)電機(jī)組=3~5或=33.3~20水輪發(fā)電機(jī)組=2~4或=50~25第三節(jié)電網(wǎng)的負(fù)荷曲線及調(diào)整方法一、負(fù)荷曲線1、計(jì)劃內(nèi)負(fù)荷：基本負(fù)荷與峰荷2、計(jì)劃外負(fù)荷:

長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷：5~10分鐘短時(shí)負(fù)荷：3~5分鐘瞬時(shí)負(fù)荷：1~5秒第三節(jié)電網(wǎng)的負(fù)荷曲線及調(diào)整方法二、調(diào)頻方法主導(dǎo)發(fā)電機(jī)法1）調(diào)頻方程式：式中ΔPci—第i調(diào)頻發(fā)電機(jī)的有功增量

Ki

—功率分配系數(shù)

第三節(jié)電網(wǎng)的負(fù)荷曲線及調(diào)整方法）機(jī)組間有功功率的分配：調(diào)頻結(jié)束時(shí)必有而各調(diào)頻機(jī)組分擔(dān)的頻率為式中上式說(shuō)明各調(diào)頻機(jī)組間的出力也是按照一定的比例分配的。

第三節(jié)電網(wǎng)的負(fù)荷曲線及調(diào)整方法特點(diǎn)：1、能做到無(wú)差調(diào)頻趨于02、能確定各機(jī)組的分配功率3、主導(dǎo)發(fā)電機(jī)（1#）退出，整個(gè)調(diào)頻系統(tǒng)癱瘓4、動(dòng)作有先后，調(diào)節(jié)時(shí)間長(zhǎng)，調(diào)節(jié)容量有限第三節(jié)電網(wǎng)的負(fù)荷曲線及調(diào)整方法積分調(diào)節(jié)法1）調(diào)頻方程式：積差調(diào)頻法（或稱同步時(shí)間法）是根據(jù)系統(tǒng)頻率偏差的累積值進(jìn)行工作的。單機(jī)積差調(diào)節(jié)的調(diào)頻方程式為：

式中K-調(diào)頻功率比例系數(shù)第三節(jié)電網(wǎng)的負(fù)荷曲線及調(diào)整方法方程組其調(diào)頻如下

第三節(jié)電網(wǎng)的負(fù)荷曲線及調(diào)整方法各機(jī)組的∫Δfdt

也可以認(rèn)為是相等的，系統(tǒng)的調(diào)頻方程式為式中第三節(jié)電網(wǎng)的負(fù)荷曲線及調(diào)整方法每臺(tái)調(diào)頻機(jī)組分擔(dān)的計(jì)劃外負(fù)荷為

按積差調(diào)頻法實(shí)現(xiàn)調(diào)頻時(shí)，各機(jī)組的出力也是按照一定比例自動(dòng)進(jìn)行分配的。

第三節(jié)電網(wǎng)的負(fù)荷曲線及調(diào)整方法特點(diǎn)：

1、調(diào)節(jié)容量不限

2、積分環(huán)節(jié)動(dòng)作速度慢第三節(jié)電網(wǎng)的負(fù)荷曲線及調(diào)整方法復(fù)合調(diào)節(jié)法

第四節(jié)電力系統(tǒng)負(fù)荷頻率的靜態(tài)特性負(fù)荷有功功率與系統(tǒng)頻率的關(guān)系a)與f無(wú)關(guān)的負(fù)荷：照明、電弧爐、電阻爐、整流負(fù)荷等；b)與f成正比的負(fù)荷：切削機(jī)床、球磨機(jī)、往復(fù)式水泵、壓縮機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)等；c)與成正比的負(fù)荷：變壓器的渦流損耗（在系統(tǒng)中比重很?。籨)與成正比的負(fù)荷：通風(fēng)機(jī)、循環(huán)水泵（小阻力靜水頭）；e)與成正比的負(fù)荷：給水泵（大阻力靜水頭）。負(fù)荷功率—頻率特性：第四節(jié)電力系統(tǒng)負(fù)荷頻率的靜態(tài)特性負(fù)荷的功率—頻率特性一般可表示為式中—額定頻率

—系統(tǒng)頻率為f時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的有功負(fù)荷

—系統(tǒng)頻率為額定值時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的有功負(fù)荷

—為上述各類負(fù)荷占的比例系數(shù)

第四節(jié)電力系統(tǒng)負(fù)荷頻率的靜態(tài)特性將上式除以

，則得標(biāo)么值形式，即

通常與頻率變化三次方以上成正比的負(fù)荷很少，如忽略其影響，并將上式對(duì)頻率微分，得

稱為負(fù)荷的調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)。

第四節(jié)電力系統(tǒng)負(fù)荷頻率的靜態(tài)特性第四節(jié)電力系統(tǒng)負(fù)荷頻率的靜態(tài)特性說(shuō)明：1）負(fù)荷的頻率效應(yīng)起到減輕系統(tǒng)能量不平衡的作用。2）稱為負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)。3）電力系統(tǒng)允許頻率變化的范圍很小，為此負(fù)荷功率與頻率的關(guān)系曲線可近似地視為具有不變斜率的直線。這斜率即為。4）表明系統(tǒng)頻率變化1%時(shí)，負(fù)荷功率變化的百分?jǐn)?shù)。5）對(duì)于不同的電力系統(tǒng)，值也不相同。一般=1~3。即使是同一系統(tǒng)的，也隨季度及晝夜交替導(dǎo)致負(fù)荷組成的改變而變化。

第五節(jié)電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性f~t對(duì)于電網(wǎng)中有發(fā)電機(jī)組的任一節(jié)點(diǎn)i，其運(yùn)動(dòng)方程為

其中：：節(jié)點(diǎn)i機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：i點(diǎn)機(jī)組轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角速度：i點(diǎn)機(jī)組原動(dòng)機(jī)出力

：i點(diǎn)機(jī)組負(fù)荷功率第五節(jié)電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性f~t對(duì)幾個(gè)節(jié)點(diǎn)有：

:電網(wǎng)所有出力之和：電網(wǎng)的負(fù)荷總功率

第五節(jié)電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性f~t若電網(wǎng)中所有機(jī)組仍保持同步運(yùn)行，則將電網(wǎng)看成一臺(tái)等值機(jī)，有標(biāo)幺值的形式為令電網(wǎng)等效慣性時(shí)間常數(shù)

則有：第五節(jié)電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性f~t上式可解其中則有第六節(jié)ZPJH動(dòng)作的基本原則一、最大功率缺額（）的確定及ZPJH斷開的負(fù)荷總功率（）包含損失容量最大的機(jī)組或電廠和電網(wǎng)間最大的容量聯(lián)絡(luò)線跳開可解得第六節(jié)ZPJH動(dòng)作的基本原則二、分級(jí)切負(fù)荷1）第一級(jí)動(dòng)作頻率一般的一級(jí)啟動(dòng)頻率整定在49Hz。2）最后一輪的動(dòng)作頻率自動(dòng)減負(fù)荷裝置最后一輪的動(dòng)作頻率最好不低于46～46.5Hz3）前后兩級(jí)動(dòng)作的頻率間隔前后兩級(jí)動(dòng)作的時(shí)間間隔是受頻率測(cè)量元件的動(dòng)作誤差和開關(guān)固有跳閘時(shí)間限制的。第六節(jié)ZPJH動(dòng)作的基本原則三、級(jí)差的確定其中：頻