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    基于電力系統(tǒng)微機型低頻減載裝置原理與應(yīng)用概述

    2019-06-17 01:24:12范開明
    科技資訊 2019年7期
    關(guān)鍵詞:電能質(zhì)量頻率

    范開明

    摘? 要:電力系統(tǒng)的頻率是電力系統(tǒng)中同步發(fā)電機產(chǎn)生的交流正弦電壓的頻率。電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量3個指標(biāo)分別是電壓、波形與頻率,其中頻率低于或者是高于系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計值時,就會造成用戶家用電器發(fā)生異常甚至燒毀,對于電網(wǎng)來說造成相關(guān)保護(hù)動作誤動,一旦發(fā)生大面積的電網(wǎng)掉負(fù)荷會進(jìn)一步可能造成電壓崩潰,極易發(fā)生惡性頻率事故,直致全系統(tǒng)的瓦解。該文所述的低頻減載裝置在系統(tǒng)發(fā)生功率缺額,頻率降到允許值以下時,切除部分負(fù)荷,壓迫一些水力發(fā)電、火力發(fā)電機組發(fā)出有功功率負(fù)荷,使系統(tǒng)頻率盡可能地維持在允許頻率的范圍之內(nèi),對保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行,降低事故損失具有重要意義。

    關(guān)鍵詞:低頻減載? 頻率? 電能質(zhì)量

    中圖分類號:TM762? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號:1672-3791(2019)03(a)-0041-02

    電能是目前國民經(jīng)濟(jì)的命脈,保證優(yōu)質(zhì)的電能質(zhì)量是一件艱巨的任務(wù),電力系統(tǒng)低頻運行的危害非常巨大,當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)功率缺額時,就會出現(xiàn)系統(tǒng)頻率下降,功率缺額越大,頻率降低越多。當(dāng)有功功率缺額超出了系統(tǒng)正常調(diào)節(jié)能力時,如不及時采取措施,不僅影響供電質(zhì)量,而且會給電力系統(tǒng)安全運行帶來嚴(yán)重的后果。該文首先介紹了電力系統(tǒng)低頻運行的危害及限制頻率下降的措施,在分析了低頻減載裝置工作原理的基礎(chǔ)上,闡述了低頻減載裝置在現(xiàn)場的實際應(yīng)用。

    1? 低頻運行的危害

    電力系統(tǒng)低頻運行的危害有:(1)頻率下降使汽輪機的葉片振動變大,可能會因發(fā)生共振而斷裂。(2)使發(fā)電機發(fā)出的有功功率下降,從而使系統(tǒng)頻率進(jìn)一步下降,以致出現(xiàn)頻率崩潰。(3)使異步電動機和變壓器的無功消耗增加,系統(tǒng)電壓下降。

    2? 限制頻率下降的措施

    鑒于以上頻率降低對系統(tǒng)造成的危害,如何有效地進(jìn)行頻率控制,保證在嚴(yán)重事故發(fā)生之前,對頻率采取有效限制頻率的下降,使系統(tǒng)保持在有效的頻率范圍內(nèi)。依據(jù)多年的運行經(jīng)驗,總結(jié)如下:

    (1)多備用其它機組。

    (2)迅速啟動備用機組。

    (3)增設(shè)保護(hù)裝置,當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)大面積機組開始甩負(fù)荷時,上述要求一時無法保證頻率的下降,因此電力系統(tǒng)中常常設(shè)置低頻減載裝置,按頻率下降的程度自動切除部分負(fù)荷,以阻止頻率的下降。

    3? 低頻減載裝置工作原理

    低頻減載裝置全稱為自動按頻率減負(fù)荷裝置,可以按照電力系統(tǒng)中頻率下降到程度自定義的頻率數(shù)值時,開始保護(hù)啟動,自動切除部分負(fù)荷。就目前的國內(nèi)的保護(hù)頻率保護(hù)裝置一般設(shè)置若干基本輪、加速輪和特殊輪。程序內(nèi)置功能主要以df/dt來判斷切負(fù)荷層次,主要劃分有第1輪、第2輪、第3輪,當(dāng)投放第1輪無法控制時,盡快投入第2輪,當(dāng)?shù)?輪無法有效地制止頻率的下降,投入第3輪控制。

    3.1 對低頻減載裝置基本要求

    實際應(yīng)用中對低頻減載裝置的基本要求如下:

    (1)切除過程不宜過快、過急,緩慢有序進(jìn)行。

    (2)切除的負(fù)荷應(yīng)盡可能少,分層次慢慢進(jìn)行。

    (3)變電所的饋電線路使故障變壓器跳閘造成失壓時,低頻減載裝置應(yīng)可靠閉鎖,不應(yīng)誤動。

    (4)出現(xiàn)小擾動時,不應(yīng)誤動。

    (5)電力系統(tǒng)受諧波干擾時,不應(yīng)誤動。

    3.2 低頻減載動作邏輯

    以某一電站低頻減載裝置配置來舉例,它主要有5個輪次,3個特殊輪,2個加速輪,5個基本輪采用順序動作的原則,即動作順序為:第1輪→第2輪→第3輪→第4輪→第5輪,僅當(dāng)前一輪動作后,下一輪才開始計時。3個特殊輪獨立動作,不受其他輪的限制。當(dāng)?shù)?輪啟動后,裝置同時檢查當(dāng)前的加速輪的動作條件,決定是正常減載還是加速減載,2個加速輪分別是加速2輪和加速2、3輪。加速2輪動作時加速第1輪和第2輪;加速2、3輪動作時加速第1輪、第2輪和第3輪。

    3.3 低頻減載判別式

    頻率緩慢下降時基本輪動作,其判別式如表1所示。

    其中,fqls為低頻啟動定值,tq為低頻啟動延時,fls1…fls5分別為低頻第1輪…第5輪定值,t1…t5分別為低頻第1輪…第5輪延時。以上5輪按順序動作,只有前一輪動作后,后一輪才允許動作。3個特殊輪獨立動作,不受其他輪的限制。

    4? 低頻減載裝置應(yīng)用分析

    4.1 裝置輸入輸出量

    某變電站采用SSP-510型低頻減載裝置,測量母線電壓的頻率,當(dāng)系統(tǒng)頻率下降,達(dá)到裝置啟動值且無閉鎖信號時,動作于線路跳閘。

    4.2 裝置閉鎖措施

    為防止負(fù)荷反饋、高次諧波、電壓回路接觸不良等異常情況下引起裝置低頻誤動作,采取以下閉鎖措施。

    (1)低電壓閉鎖。當(dāng)U≤K2UN時,不進(jìn)行低頻判斷,閉鎖出口。

    (2)滑差閉鎖。利用頻率變化速度df/dt是否超過某一數(shù)值來判斷是否進(jìn)行閉鎖,當(dāng)-df/dt≥dfls3時,不進(jìn)行低頻判斷,閉鎖出口,直到頻率再恢復(fù)至啟動頻率值以上時才自動解除閉鎖。

    (3)頻率差閉鎖。當(dāng)各相頻率差超過0.2Hz時,不進(jìn)行低頻判斷,閉鎖出口。

    (4)頻率值異常閉鎖。當(dāng)f<40Hz或f>60Hz時,認(rèn)為頻率異常,閉鎖出口。

    5? 結(jié)語

    電力系統(tǒng)低頻運行對系統(tǒng)、發(fā)電機、用戶均會產(chǎn)生不利影響,當(dāng)系統(tǒng)備用容量不足以控制頻率的下降時,就要用到低頻減載裝置,按頻率下降的程度自動切除部分負(fù)荷,在有條件的情況下,有些地方在切除負(fù)荷的同時,可以啟動其他相關(guān)的電廠迅速啟動機組,盡可能把負(fù)荷拉動上升,盡可能穩(wěn)定頻率。根據(jù)頻率下降快慢選擇動作程序,分為快慢切換輪,主要是為防止切除過多造成電網(wǎng)崩潰可能。同時為防止裝置誤動作,應(yīng)采取閉鎖措施。為防止裝置過切負(fù)荷,應(yīng)采取過切負(fù)荷措施。

    參考文獻(xiàn)

    [1] 王慧芳,李陽春,趙舫.發(fā)電廠短路電流及繼電保護(hù)整定計算系統(tǒng)[J].繼電器,2000,28(11):30-32.

    [2] 曹國臣.繼電保護(hù)整定中故障計算的通用方法[J].電網(wǎng)技術(shù),2002,26(12):24-29.

    [3] 韓肖清,靳力,閻有朋.圖形化故障計算軟件的開發(fā)[J].電力系統(tǒng)自動化,2001,25(4):70-72.

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