电力系统低频自动减负荷
低频低压减负荷装置改造方案
低频低压减负荷装置改造方案低频低压减负荷装置改造是指对电力系统中低频低压电网进行优化和升级改造，以提高系统的供电质量和可靠性，同时减轻系统的负荷压力。
下面将从设备改造、控制系统改造和监测系统改造三个方面介绍低频低压减负荷装置的改造方案。
设备改造方面，可以考虑进行电缆和开关设备的更新和升级。
首先，对老化或损坏严重的电缆进行更换，以提高电缆的绝缘性能和传输能力。
其次，对老旧的开关设备进行更新，使用更先进、更可靠的开关设备，降低系统的故障率和维修成本。
控制系统改造方面，可以考虑引入自动化控制系统和智能化技术。
首先，可以采用远程监控和遥控技术，实现对低频低压电网的监测和操作。
其次，可以引入智能化调度系统，根据负荷需求和电网状态进行智能化的负荷调度和优化，以提高电网的效率和稳定性。
监测系统改造方面，可以考虑增加电力负荷监测设备和电能管理系统。
首先，可以增加电力负荷监测设备，实时监测低频低压电网的负荷变化和电能消耗情况，为负荷调度提供准确的数据支持。
其次，可以建立电能管理系统，对电能消耗进行监测和管理，以便更好地控制和调节负荷。
此外，还需要对低频低压减负荷装置进行安全性评估和可靠性分析，以保证改造方案的可行性和可靠性。
在改造过程中，需要严格按照相关规范和标准进行设计和施工，确保改造后的低频低压减负荷装置能够稳定运行，并满足电力系统的需求。
综上所述，低频低压减负荷装置改造方案涉及设备改造、控制系统改造和监测系统改造等方面，通过引入先进的设备和技术，可以提高电网的供电质量和可靠性，减轻系统的负荷压力，为电力系统的稳定运行和可持续发展提供支持。
电力系统自动低频减载
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装置动作顺序
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装置动作顺序
f 2f ft f y f－最大误差频率0.15 ~ 0.015Hz ft－对应于t的频率变化0.15Hz f y－频率裕度0.05Hz
★一般0.5Hz，对于微机式装置，可达0.2～0.3Hz
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★负荷的频率调节效应系数：衡量调节效应的大小。
PL*
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标么值K L*
tan
dPL* df*
PL* f*
有名值K L
PL f
换算关系K L*
KL
*
fN PLN
f* f P P fN * P
KL
K
L*
*
PLN fN
K L* * PLN
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电力系统自动低频减载
内容 一、低频减负荷原理 二、最大功率缺额及切除功率计算 三、装置动作顺序 四、各轮最佳断开功率 五、低频减负荷相关问题 六、低频减负荷装置简介
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一、电力低系频统减低频负减荷负原荷理的重要性
Pt
A
B
★情况1：B系统负荷突然增加 ★情况2：A系统电源突然减少 ★情况3：系统间一条联络线突然切除 ★结果：出现功率缺额，系统频率降低，可能失稳
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二、电低力频系统减频负率荷控原制理的基本方法
m
m
m
PTi PGi PLi
1
1
1
一次调频
☆控制频率
★发电侧：控制 原动机出力
二次调频 经济运行
第三章第四节--电力系统低频减载
第四节电力系统低频减载一、概述1）事故情况下，系统可能产生严重的有功缺额，因而导致系统频率大幅度下降。
2）所缺功率已经大大超过系统热备用容量，只能在系统频率降到某值以下，采取切除相应用户的办法来减少系统的有功缺额，使系统频率保持在事故允许的限额之内。
3）这种办法称为按频率自动减负荷。
中文简拼为“ZPJH”，英文为UFLS（Under Frequency Load Shedding）。
二、系统频率的事故限额（1）系统频率降低使厂用机械的出力大为下降，有时可能形成恶性循环，直至频率雪崩。
（2）系统频率降低使励磁机等的转速也相应降低，当励磁电流一定时，发送的无功功率会随着频率的降低而减少，可能造成系统稳定的破坏。
发生在局部的或某个厂的有功电源方面的事故可能演变成整个电力系统的灾难。
（3）电力系统频率变化对用户的不利影响主要表现在以下几个方面：①频率变化将引起异步电动机转速的变化，有这些电动机驱动的纺织、造纸等机械产品的质量将受到影响，甚至出现残、次品。
②系统频率降低将使电动机的转速和功率降低，导致传动机械的出力降低。
③国防部门和工业使用的测量、控制等电子设备将因为频率的波动而影响准确性和工作性能，频率过低时甚至无法工作。
“电力工业技术管理法规”中规定的频率偏差范围为±0.2~±0.5Hz。
（4）汽轮机对频率的限制。
频率下降会危及汽轮机叶片的安全。
因为一般汽轮机叶片的设计都要求其自然频率充分躲开它的额定转速及其倍率值。
系统频率下降时有可能因机械共振造成过大的振动应力而使叶片损伤。
容量在300MW 以上的大型汽轮发电机组对频率的变化尤为敏感。
例如我国进口的某350MW机组，频率为48.5Hz时，要求发瞬时信号，频率为47.5Hz时要求30s跳闸，频率为47Hz时，要求0s跳闸。
进口的某600MW机组，当频率降至47.5Hz时，要求9s跳闸。
（5）频率升高对大机组的影响。
电力系统因故障被解列成几个部分时，有的区域因有功严重缺额而造成频率下降，但有的区域却因有功过剩而造成频率升高，从而危及大机组的安全运行。
电力系统自动装置第六章低频减载
i1
i
PL*i 1 PLk*KL*fi*1 PLk*KL*fh*
k1
k1
1ki11PLk*KL1*K fi*L*fhf*h*
〔5〕自动减载装置的延时与防止误动作
系统发生事故
电压急剧下降 增加一个时限
频率继电器可 能会误动作
自动低频减载装置采用一个的延时
地区变电站短时供电中断
•确定系统事故情况下最大的可能功率缺额，以及接入自动低频减 载装置的功率值，是系统平安运行的重要保证。
•一般应该根据最不利的运行方式下发生事故时，实际可能发生的 最大功率缺额来考虑。例如：按系统中断开最大机组，或者某一 电厂来考虑。
•一般希望系统切除负荷后的恢复频率要小于系统额定频率 fh fN
•自动低频减载装置的最大可能断开的功率PL.max要小于最大功率
f
1 KL
Ph
系统功率缺额 负荷的频率调节特性
f 50 Ph KL*PLN
系统功率缺额
ห้องสมุดไป่ตู้ 2、电力系统频率的动态特性
B系统
i
PAi
PBi
Uii
在系统稳态运行情况下
A系统 u i U m siiin ti
全电网统一的角频率
•当系统受到微小扰动时，系统频率仍然维持 f X ，PAi PBi 发生
变化， i 也发生变化。此时，母线电压的瞬时角频率为
i d dtXtiXdditXi
fi fXfi
•由于在扰动过程中，各母线电压的相角不可能具有相同的变化
率，因此，系统中各母线电压频率变化并一致。 f i
变化情况。
取决于
i
的
2、电力系统频率的动态特性
•电力系统由于有功功率的平衡遭到破坏，引起系统频率发生变 化，频率从正常状态过渡到另一个稳定值所经历的时间过程—
低频低周减载定值
低频低周减载定值1. 任务背景低频低周减载定值是一种用于保护电力系统设备的调控手段。
在电力系统中，低频低周减载定值主要用于减少系统负荷，以避免设备过载和损坏。
2. 定义和原理低频低周减载定值是指在电力系统中，通过调节设备的负载，使其在低频低周的运行状态下工作，以减少设备的负荷。
低频低周减载定值的原理是通过降低系统的负荷，减少设备的运行压力，从而延长设备的使用寿命。
3. 应用场景低频低周减载定值主要应用于电力系统中的各种设备，如发电机、变压器、电缆等。
它可以在系统负荷过大时，通过调节设备的负载，使其在低频低周的状态下运行，从而保护设备，延长设备的寿命。
4. 实施步骤低频低周减载定值的实施步骤如下：步骤一：确定减载定值首先需要确定减载定值，即设定设备在低频低周状态下的工作负荷。
这个定值应根据设备的额定负荷和运行条件来确定，以确保设备的安全运行。
步骤二：调节设备负载根据确定的减载定值，对设备进行负载调节。
可以通过调节设备的输出功率、电流或电压等参数来实现负载的调节。
步骤三：监测设备状态在设备运行过程中，需要对设备的状态进行监测。
可以通过监测设备的温度、振动、电流等参数来判断设备是否正常工作。
步骤四：调整减载定值根据设备的状态监测结果，如果发现设备出现异常，需要及时调整减载定值。
可以逐步增加设备的负载，或者降低设备的工作频率，以恢复设备的正常运行。
步骤五：记录和分析数据在实施低频低周减载定值过程中，需要对设备的运行数据进行记录和分析。
可以通过记录设备的负载、温度、电流等参数，来评估设备的运行状态和减载效果。
5. 优点和注意事项低频低周减载定值的优点包括：•延长设备的使用寿命：通过减少设备的负荷，降低设备的运行压力，可以延长设备的使用寿命。
•保护设备安全：在系统负荷过大时，通过减载定值可以保护设备免受过载和损坏的风险。
在实施低频低周减载定值时，需要注意以下事项：•确保减载定值的合理性：减载定值应根据设备的额定负荷和运行条件来确定，以保证设备的安全运行。
第三章第四节 电力系统低频减载
第四节电力系统低频减载一、概述1）事故情况下，系统可能产生严重的有功缺额，因而导致系统频率大幅度下降。
2）所缺功率已经大大超过系统热备用容量，只能在系统频率降到某值以下，采取切除相应用户的办法来减少系统的有功缺额，使系统频率保持在事故允许的限额之内。
3）这种办法称为按频率自动减负荷。
中文简拼为“ZPJH”，英文为UFLS（Under Frequency Load Shedding）。
二、系统频率的事故限额（1）系统频率降低使厂用机械的出力大为下降，有时可能形成恶性循环，直至频率雪崩。
（2）系统频率降低使励磁机等的转速也相应降低，当励磁电流一定时，发送的无功功率会随着频率的降低而减少，可能造成系统稳定的破坏。
发生在局部的或某个厂的有功电源方面的事故可能演变成整个电力系统的灾难。
（3）电力系统频率变化对用户的不利影响主要表现在以下几个方面：①频率变化将引起异步电动机转速的变化，有这些电动机驱动的纺织、造纸等机械产品的质量将受到影响，甚至出现残、次品。
②系统频率降低将使电动机的转速和功率降低，导致传动机械的出力降低。
③国防部门和工业使用的测量、控制等电子设备将因为频率的波动而影响准确性和工作性能，频率过低时甚至无法工作。
“电力工业技术管理法规”中规定的频率偏差范围为±0.2~±0.5Hz。
（4）汽轮机对频率的限制。
频率下降会危及汽轮机叶片的安全。
因为一般汽轮机叶片的设计都要求其自然频率充分躲开它的额定转速及其倍率值。
系统频率下降时有可能因机械共振造成过大的振动应力而使叶片损伤。
容量在300MW 以上的大型汽轮发电机组对频率的变化尤为敏感。
例如我国进口的某350MW机组，频率为48.5Hz时，要求发瞬时信号，频率为47.5Hz时要求30s跳闸，频率为47Hz时，要求0s跳闸。
进口的某600MW机组，当频率降至47.5Hz时，要求9s跳闸。
（5）频率升高对大机组的影响。
电力系统因故障被解列成几个部分时，有的区域因有功严重缺额而造成频率下降，但有的区域却因有功过剩而造成频率升高，从而危及大机组的安全运行。
电力系统低频低压减载装置
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（2）系统频率降低使励磁机等的转速也相应降
低，当励磁电流一定时，发送的无功功率会随着
频率的降低而减少，可能造成系统稳定的破坏。
（3）电力系统频率变化对用户的不利影响：
频率变化将引起异步电动机转速的变化。
系统频率降低将使电动机的转速和功率降低。 （4）汽轮机对频率的限制。汽轮机长期在低于 49.5Hz的频率下运行时，叶片容易产生裂纹。
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四、按频率自动减负荷装置 1、按频率自动减负荷装置的作用
当系统发生事故，有功功率缺额较大而备用容 量又不足时，为了保证重要用户的连续供电，要 在短时间内防止频率过度降低，进而恢复到允许 值，比较有效的措施就是根据情况自动地断开一 部分负荷。这种因系统发生有功功率缺额而引起 频率下降时，能根据频率下降的程度自动断开一 部分不重要负荷的自动装置，称为按频率自动减 负 荷 装 置 ， 中 文 简 拼 为 “ ZPJH” ， 英 文 为 UFLS （Under Frequency Load Shedding）。
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3、ZPJH装置的实现方法 低频率继电器、时间继电器、中间继电器。 现在已全部实现微机化； ZPJH功能集成在 线路或母线保护中；有的站也配置了单独 的低周减载装置或低频低压减载装置引言
频率是标志电能质量的基本指标之一，也是 制造设备的基本技术参数。电力系统频率也反映 了系统有功功率的平衡状况。因电能不能储存， 电力系统稳定运行时，系统内发电机发出的总功 率等于用户消耗的（包括传输损失）总功率，此 时，频率维持为一稳定值。频率是由并列运行的 同步发电机的转速所决定的，若功率平衡遭到破 坏，则发电机的转速将增加或减少，于是频率也 相应发生变化。
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•
•
ZPJH最末一级动作频率的确定 不应低于45Hz，否则，可能会导致整个 系统瓦解。 ZPJH动作要有选择性 相邻两级ZPJH动作频率之间应有一定的 级差，一般可取0.5Hz；根据第一级动作 频率f1和最末一级动作频率fn以及频率级 差Δf，可计算ZPJH的级数。
电力系统自动低频减载(整理)
电力系统自动低频减载电力系统频率及有功功率的自动调节1． 电力系统自动调频1.1电力系统频率波动的原因频率是电能质量的重要指标之一，在稳态条件下，电力系统的频率是一个全系统一致的运行参数。
系统频率的波动直接原因是发电机输入功率＆输出功率之间的不平衡，众所周知，单一电源的系统频率是同步发电机转速的函数：60np f =n ――电机的转速，r/min ； f ――电力系统的频率，HZ ； p ――电机的极对数；对于一般的火力发电机组，发电机的极对数为1，额定转速为3000 r/min ，亦即额定频率为50HZ 。
此时，系统频率又可以用同步发电机的角速度的函数来表示：π2w f =为了研究系统频率变换的规律，需要研究同步发电机的运动规律。
同步发电机组的运动方程为：dtdw JT T T e m =∆=-mT ――输入机械转距；e T ――输出电磁转距（忽略空载转距，即负荷转距）；J ――发电机组的转动惯量；dtdw ――发电机组的角加速度；由于功率和力矩之间存在转换关系（P=wT ）上式经过规格化处理和拉氏变换后，可得传递函数：w H P P S e m ∆=-2P――原动机功率（发电机的输入功率）；mP――发电机电磁功率；eH――发电机组的惯性常数；S――角速度变化量；w由此可知，当原动机功率和发电机电磁功率之间产生不平衡的时候，必然引起发电机转速的变化，即引起系统频率的变化。
在众多发电机组并联运行的电力系统中，尽管原动机功率P不是恒定不变的，但它主要m取决与本台发电机的原动机和调速器的特性，因而是相对容易控制的因素；而发电机电磁功率P的变化则不仅与本台发电机的电磁特性有关，更取决于电力系统的负荷特性，是难以控e制的因素，而这正是引起电力系统频率波动的主要原因。
1.2调频的必要性电力系统的频率变动对用户、发电厂和电力系统本身都会产生不良的影响，所以必须保持频率在额定值50hz上下，且其偏移量不能超过一定范围。
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一、引言
a)事故情况下，系统可能产生严重的有功缺额，因而导 致系统频率大幅度下降。 b)所缺功率已经大大超过系统热备用容量，只能在系统 频率降到某值以下，采取切除相应用户的办法来减少 系统的有功缺额，使系统频率保持在事故允许的限额 之内。 c)这种办法称为按频率自动减负荷。中文简拼为 “ZPJH”，英文为UFLS（Under Frequency Load Shedding）。
第二节低频自动减负荷的工作原理与 各轮最佳断开功率的计算
第二节低频自动减负荷的工作原理与 各轮最佳断开功率的计算
点4：当频率下降到f2时，ZPJH的第二轮频率继电器启 动，经一定时间Δt2后
点5：又断开了接于第二轮频率继电器上的用户。 点5-6：系统有功功率缺额得到补偿。频率开始沿5～6 曲线回升，最后稳定在f∞(2) 。
逐次逼近：进行一次次的计算，直到找到系统功率缺额 的数值（同时也断开了相应的用户）。即系统频率重
Tf
式中
f -由功率缺额引起的另一个稳定运行频率
-系统频率变化的时间常数，它与系统等值 机组惯性常数以及负荷调节效应系数KL∗有关，一般 在（4～10）间。大系统Tf较大，小系统Tf较小。
Tf
第二节低频自动减负荷的工作原理与 各轮最佳断开功率的计算
一、自动低频减载（按频率自动减负荷装臵 “ZPJH”）的工作原理
频率变化将引起异步电动机转速的变化。
系统频率降低将使电动机的转速和功率降低。
（4）汽轮机对频率的限制。 （5）频率升高对大机组的影响。 （6）频率对核能电厂的影响。
第一节 概述
三、系统频率的动态特性
系统频率变化不是瞬间完成的，而是按指数规律变化， 其表示式为 t
f f ( f e f )e
第二节低频自动减负荷的工作原理与 各轮最佳断开功率的计算
“轮” ：计算点f1、f2,…fn 点1：系统发生了大量的有功功率缺额 点2：频率下降到f1，第一轮继电器起动，经一定时间 Δ t1 点3：断开一部分用户，这就是第一次对功率缺额进行 的计算。 点3-4：如果功率缺额比较大，第一次计算不能求到系 统有功功率缺额的数值，那么频率还会继续下降，很 显然由于切除了一部分负荷，功率缺额已经减小，所 有频率将按3-4的曲线而不是3-3'曲线继续下降。
由公式得
PJH 900 2 * 0.04 * 2800 734 MW 1 2 * 0.04
第二节低频轮动作功率的选择
1）第一级动作频率 一般的一级启动频率整定在49Hz。 2）最后一轮的动作频率 自动减负荷装臵最后一轮的动作频率最好不低于46～ 46.5Hz 3）前后两级动作的频率间隔 前后两级动作的时间间隔是受频率测量元件的动作误差 和开关固有跳闸时间限制的。
新稳定下来或出现回升时，这个过程才会结束。
第二节低频自动减负荷的工作原理与 各轮最佳断开功率的计算
二、最大功率缺额的确定 1）保证在系统发生最大可能的功率缺额时，也能断开 相应的用户，避免系统的瓦解，使频率趋于稳定。 2）对系统中可能发生的最大功率缺额应作具体分析： 有的按系统中断开最大容量的机组来考虑；有的要按 断开发电厂高压母线来考虑等。 3）系统功率最大缺额确定以后，就可以考虑接于减负 荷装臵上的负荷的总数。要求恢复频率fhf可以低于 额定频率。 4）考虑到负荷调节效应，接于减负荷装臵上的负荷总 功率PJH可以比最大功率缺额Pqe小些。
第二节低频自动减负荷的工作原理与 各轮最佳断开功率的计算
5) 一般情况下，各轮的fhfmaxi是不同的，而ZPJH 的最终计算误差则应按其中最大的计算。根据 极值原理，显而易见，要使ZPJH装臵的误差为 最小的条件是：fhfmax1=fhfxmaxv=…=fhfmaxn=fhf0 6) 各轮恢复频率的最大值fhf0可考虑如下：当系 统频率缓慢下降，并正好稳定在第i轮继电器 的动作频率fdzi时，第i轮继电器动作，并断开 了相应的用户功率ΔPi，于是频率回升到这一 轮的最大恢复频率fhfmaxi。
第二节低频自动减负荷的工作原理与 各轮最佳断开功率的计算
四、各轮最佳断开功率的计算
1) 系统频率的最后稳定值在最大恢复频率fhfmaxi与最小
恢复频率fhfmini之间
2) （fhfmaxi－fhfmini）是正比于ZPJH第i次的计算误差的
3) 当ZPJH动作后，可能出现的最大误差为最小时，
ZPJH就具有最高的选择性。 4) fhfmin事实上等于特殊轮的动作频率fdzts。
例 1 某系统的用户总功率为Pfhe=2800MW，系统最大的 功率缺额Pqe=900MW，负荷调节效应系数KL∗=2，自动 减负荷动作后，希望恢复频率值fhf=48Hz，求接入减 负荷装臵的负荷总功率PJH。 解 减负荷动作后，残留的频率 偏差相对值
f hf * 50 48 0.04 50
f e f hf
PJH
P qe
fe K L* Px f hf *
K L*f hf *
1 K L* f hf *
f N f hf fN
f hf * 式中 f hf * ——恢复频率偏差的相对值， P ——减负荷前系统用户的总功率。 x
第二节低频自动减负荷的工作原理与 各轮最佳断开功率的计算
第二节低频自动减负荷的工作原理与 各轮最佳断开功率的计算
根据负荷调节效应系数公式
K L* ( Pfhf PfhN ) / PfhN ( f fN )/ fN Pfhf * f * Pfhf % f * %
可以得到
或
P qe P JH P x P JH
K L*
第一节 概述
二、系统频率的事故限额
（1）系统频率降低使厂用机械的出力大为下降，有时 可能形成恶性循环，直至频率雪崩。 （2）系统频率降低使励磁机等的转速也相应降低，当 励磁电流一定时，发送的无功功率会随着频率的降低 而减少，可能造成系统稳定的破坏。
第一节 概述
（3）电力系统频率变化对用户的不利影响：