文档介绍：第五章电力系统正常运行方式的调整和控制
隐极式
凸极式
60×50Hz=3000r/min
电能质量:电压、频率、可靠性。
电压和频率变化的原因是电源和负载的功率不平衡。
正常稳态运行情况下的调整和控制主要内容:
有功功率和频率的调整、无功功率和电压的调整、运行方式的优化以及潮流的灵活控制。
3/18/2018
第五章电力系统正常运行方式的调整和控制
(1) 负荷随时间不断变化,必须调整发电机的出力,使之与负荷的有功功率平衡,并同时调整系统的频率,使它尽量不变。
(2) 负荷无功功率的变化要求对发电机和其他无功补偿设备的运行进行调整,并保证合格的电压供电质量。
(3) 分配和调整发电机功率时,需考虑它们和线路、变压器等设备的容量限制和其他条件,保证设备和系统的安全性。
(4) 电力系统的运行费用与发电机之间的功率分配密切相关,对系统运行方式进行决策和调整时,还必须考虑经济性。
从以下几个方面理解调整和控制:
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§5-1 电力系统有功功率和频率的调整和控制
稳态运行时,全系统各点频率都相等,所有发电机同步运行。
一、负荷的有功功率及其频率特性
1. 日负荷曲线
负荷曲线:负荷随时间变化的曲线。
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§5-1 电力系统有功功率和频率的调整和控制
负荷曲线:负荷随时间变化的曲线。
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§5-1 电力系统有功功率和频率的调整和控制
2. 负荷的频率特性
负荷有功功率随系统频率变化的特性称为负荷有功功率的
静态频率特性,简称为负荷的频率特性。
负荷按其有功功率与频率的关系分类:
(1)与频率无关的负荷
(2)与频率成正比的负荷
(3)与频率的二次方成正比的负荷
(4)与频率的三次方成正比的负荷
(5)与频率的高次方成正比的负荷
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§5-1 电力系统有功功率和频率的调整和控制
KL:负荷的频率调节效应系数,MW/Hz
标么值形式:
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§5-1 电力系统有功功率和频率的调整和控制
二、频率调整的必要性和有功功率平衡
1. 频率调整的必要性
(1) 电动机转速与频率近似成正比,频率变化会引起电动机转速的变化,影响产品质量。
(3) 频率下降将使汽轮发电机的汽轮叶片振动增大,影响其寿命,甚至产生裂纹或断裂;
(4) 频率降低时,火力发电厂由电动机驱动的动力设备由于转速下降而使它们的出力减小,引起锅炉和汽轮机出力降低,从而使得频率继续下降而产生恶性循环,可能出现频率崩溃;
(5) 核电厂的反应堆的冷却介质泵对频率的要求比较严格,当频率降低到一定程度时,将自动跳开,使反应堆停止运行。
为防止频率崩溃,系统中设置自动低频减负荷装置,当频率降低到一定程度时,按频率的高低自动分级切除部分负荷。
频率变化的影响及危害:
(2) 对电子设备来说,系统频率的不稳定影响其正常工作。
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§5-1 电力系统有功功率和频率的调整和控制
2. 有功功率平衡和备用容量
为保证电力系统的频率质量,应满足额定频率下系统有功功率平衡的要求。
系统中还必须安排适当的备用容量。备用容量的种类:
(1)负荷备用。为了适应系统中短时的负荷波动,以及因负荷预测不准或计划外负荷增加而设置的备用容量。一般取负荷的2%~5%。
(2)事故备用。为防止发电机组发生事故设置的备用容量,一般取系统最大负荷的5%~10%。
(3)检修备用。为系统中的发电设备能进行定期检修而设置的备用容量。
(4)国民经济备用。适应负荷的超计划增长而设置的备用容量。
发电机可用出力的总和并不一定就是它们的有功容量总和,这是因为在运行过程中,既不是所有发电机组都不间断地投入运行,也不是所有投入运行的发电机组都能按其额定容量发电。
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§5-1 电力系统有功功率和频率的调整和控制
负荷备用必须以热备用的方式存在于系统之中。
热备用是指所有投入运行的发电机组可能发出的最大功率之和与全系统发电负荷之差,也称运转备用或旋转备用。
冷备用指系统中停止运行状态,可随时待命起动的发电机组最大出力的总和。
冷备用可作为检修备用和国民经济备用。
发电机可用有功出力
全系统总的最大负荷
全系统最大有功功率损耗和厂用电
全系统总有功功率备用容量
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§5-1 电力系统有功功率和频率的调整和控制
1. 发电机组的自动调速系统
调速系统种类:
三、发电机组的调速系统和频率的一次调整
通过原动机调速器的作用完成发电机组出力和频率的调整,称为频率的一次调整。
(1)机械液压式:采用离心飞摆将转速信号变换为位移信号。
测出同步发电机转速,与额定值的偏差,调整原动机调速器,调