5电力系统.ppt

1、第二篇电力线路的电能质量和经济性能分析，第二篇电力线路的电能质量和经济性能分析，第八章电力线路的频率调整电能质量关系到用户的正常运行、经济效果，保持电力线路运行的安全性，测量电能质量的主要指标是频率和电压的偏差。 8.1电力线路中有功功率平衡电力线路的频率是测量电能质量的重要指标，尽可能把频率调整到正常值是电力线路运行动作所不可或缺的任务。第8章电力线路的频率调整、第8.1.1电力线路的频率调整的必要性同步发电机的感应电位的频率与同步发电机的转速之间存在第8章电力线路的频率调整、第8章电力线路的频率调整、负载功率的变化引起同步发电机的电磁功率变化的情况， 原动机电力由于惯性而不能骤变的通常正常

2、运转时，在电力线路并联运转的所有同步发电机维持同步运转，此时的电力线路整体的频率是一定值。 第8章电力线路的频率调整、电力线路中的负载随时间变化负载增大反映在同步发电机中，即电磁功率增大。 同步发电机的输入功率由于惯性不能立即变化，发电机输出的电磁功率大于发电机的输入功率，同步发电机的转速减少，同步发电机的感应电位的频率减少，即系统的频率减少。 反而会变大。 第8章调整电力线路的频率、原动机的输出功率，使其跟随负载的变化，保持原动机输出功率和同步发电机输出电磁功率的平衡。 第8章电力线路的频率调整、频率变化对电力用户有如下影响： (1)电力用户使用的电气设备多为异步电滚子，其转速与系统频率有关

3、。 频率变化时，电滚子的转速变化，影响产品品质。 纺织、造纸等工业因频率变化而出现次品。 (2)电滚子的有功功率依赖于系统频率。 系统频率的降低会降低电滚子的有功功率，影响传动机械的输出，从而降低生产效率。 例如机械工业中的大量工作母机设备。 第8章电力线路的频率调整，(3)现代工业国防科学研究部门广泛使用的电子仪器系统的频率不稳定影响电子仪器的工作特性，降低精度，造成误差。 频率过低的话，雷达和电脑等重要设施就会失灵。 第8章电力线路的频率调整、系统频率的变化，对电厂及系统本身也有影响(1)热电站的主要厂用设备是泵和风机，它们由异步电机驱动。 如果系统频率降低，电滚子功率减少，则供给的水量和

4、风量迅速减少，影响锅炉和发电机的正常运转。 如果系统频率过低，马达将停止运转。 高压泵停止运转、使锅炉停止，蒸汽轮机的离心式主机油泵的油压下降导致了主工作团队门自动关闭、停止，第8章电力线路的频率调整、发电机通风量减少，为了维持正常电压需要增大励磁电流，发电机和转子的温度上升变高，温度上升发电站的功率减少后，系统的频率进一步下降，形成恶性循环，散摊子频率崩溃系统。 第8章电力线路的频率调整如下： (2)系统频率低，容易引起蒸汽轮机叶片共振，缩短叶片寿命，严重时使叶片断裂。 (3)如果系统在次低频状态下远程，则励磁电流随着异步电滚子和电压互感器的主磁通量的增加而增大，系统所需的无功功率大幅增加，

5、从而导致系统电压等级降低，给系统电压调整带来困难。 必须保证频率片偏移在容许范围内。 第8章电力线路的频率调整、电力线路的频率变化是由于有效负载的变化。但是，系统中的负荷随时间变化，调整电力线路的频率。 调整系统频率必须服从系统中有效负载的变化情况，系统都具备可以调整的电源有功功率。 为了保证系统的频率质量，首先，系统需要一盏茶的有效电源容量，在“供给”和“要求”之间随时保持到系统的有功功率平衡。 第8章关于电力线路的频率调整，8.2电力线路中的有功功率平衡负荷随时间负荷变动规则分为3种。 第1个变动幅度小，周期也短，这种负荷变动具有很大的偶然性。 第二类变动幅度大，周期长，主要属于电炉、压力

6、机、电气机车等帮助冲击性负荷变动的第三类负荷变动幅度最大，周期也长，这是由于生产、生活、气象等的变化而引起的负荷变动。 由于第三种变动基本上可以预测，因此简单来说，电力线路上的负载变动的宽度越大则周期越长。 负荷变动的幅度和周期大致有图中曲线所示的关系。 第8章电力线路的频率调整、电力线路的有功功率和频率调整大致可分为1次、2次、3次调整3种。 一次调整或频率的一次调整是指基于发电机组的调速电机的、第一种负载变动的频率位移的调整。 所谓二次调整或频率的二次调整，是发电机的频率调制器进行的第二种负载变动引起的频率片偏移的调整。 三次调整的名词并不常用，其实就是按照优化标准分配第三个规则变动的负荷

7、，负责让各发电站按照预定的发电负荷曲线发电。 第八章进行电力线路频率调整、二、有效工作申负荷曲线的预期、有功功率和频率三次调整时，依据的是有功功率日负荷曲线较多。 预测有功功率日负荷曲线的方法有多种，但使用累积的运行记录。 连续曲线通常需要加工它们。 加工原则是加工前后两条曲线上的最大、最小等待负荷特征点必须一致。两条曲线下的阴影面积，即负荷消耗的功率必须一致。 加工方法如图所示，制作预测系统的有功功率日负荷曲线的要点：根据各大电力用户申报的今后数日的预测负荷，参照长期累积的实测数据，汇总和调整用户的电功耗， 网损系统下各电厂可预测投入发电设备和发电容量气象条件变化加上科学的整合分析方法三、有

8、功功率电源和应用备份容量、三、有功功率电源和应用备份容量、三、有功功率电源和应用备份容量、有功功率电源备用容量： 1， 定义：系统电源容量大于发电负载的部分2，分类：应用备份的形式：热应用备份和冷备份或应用备份的目的：负载应用备份检修中的发电设备不是冷备用负载，而是调整系统中短时间的负载变动，承担修改计划外的负载增加进行设置。 负载应用备份容量的大小请考虑系统负载的大小、运行经验、系统内各种电功耗的比重来决定。 一般最大负荷为215，大的系统采用小的值，小的系统采用大的值，事故备用是在发电设备发生偶发事故时，电力用户不会受到严重影响，维持系统的正常电力供给所必需的备用。 事故备用容量的大小由系

9、统容量、发电机台数、单位针织面料容量、用户针织面料的事故概率、系统的可靠性指标等决定，一般最大负载为5-10，但在系统中必须小于最大用户针织面料的容量。检查应用备份是为了能够定期检查系统中的发电设备而设置的应用备份，只有在系统负荷季节性下降和休息日不修理工厂所有设备的大小的情况下，设置专用的检查各容量以负荷预备、事故预备、检查预备、国民经济预备汇总以热预备和冷预备的形式系统热应用备份至少包含全负荷应用备份与部分事故应用备份、应用备份容量的相互关系，认为只有具备应用备份容量，才能实现系统各发电设备与电厂之间的最佳分配及系统频率调节问题。 第二节电力线路中有功功率的最佳分配、有功功率的最佳分配有有

10、功功率电源的最佳组台和有功功率负载的最佳分配两个主要内容。 所谓有功功率电源的最佳组合，是指系统中发电设备和发电站的合理组合，即所谓尤针织面料的合理启停。 基本上由用户针织面料的最佳组合顺序、用户针织面料的最佳组合数、用户针织面料的最佳开始停止时间三部分构成。 有功功率负荷的最佳分配是指系统有功功率负荷在各运行中的发电设备或发电站之间的合理分配。 通常，负荷的经济分配是指这方面。 最常用的是按照所谓的等消费量微增率标准的分配。 一、各种电厂的运行特点与合理配合，一、各种电厂的运行特点与合理配合，一种电厂的运行特点、水电站特点，(1)水电站水轮机的最小技术负荷由水轮机运行时的“空化作用现象”决定

11、。 空化作用机械破坏设备，形成强噪声，严重时会引起尤针织面料整体的振动，使水轮机不能运转。 随着技术的发展，可以从修订、制造技术及安装等方面采取措施，减轻或解决空化作用的破坏作用。 因此，目前水轮机没有严格的最小技术负荷要求，水电站发电机功率的调整范围极大。 (2)水轮机针织面料的投入、退出时间短，操作简单，不需要能源和多馀的费用。 能够承担急剧的负荷变化。 (3)水电站水头过低会导致发电机组的可发电电力下降，不能达到额定容量的输出。 (4)水电站营运成本低，水力可连续梯级开发使用。 抽水蓄能针织面料在系统负荷较低时，作为系统负荷使用抽水机抽水入库，并将电能转换成水库的水势能，起到蓄积能量的作

12、用。 (5)水电站在一定程度上受大坝调节性能自然条件的影响。 水库按调节方式分为有调节水库和无调节水库。 调节水库按调节周期可分为日调节、季节调节、年调节和多年调节几种。 调节周期越长，水电站越不易受自然条件的影响。 无调整水库水电站的出力取决于水流的天然产水量，一天中几乎没有变化。 调节水库水电站的输出主要取决于修订部门决定的耗水量，在洪水季节为了避免废水总是全负荷运转，在缺水季节决定的耗水量小，为了尽可能有效地利用这一部分的水量为了节约热电站的燃料消耗，经常承担急剧的变动的负荷。 (6)为了综合利用水力，保证河流下游的灌溉、航运以及下游发电站的发电，必须规定水电站向下游排放一定的水量，相应

13、的水量发电的电力为强制电力。 2各种电厂的合理组合、热电站可以承担基本不变的负荷。 可避免频繁停止设备，增减负荷。 高温高压电站效率最高，应该优先投入。 灵活调整范围狭小，在负荷曲线的基础部分运行更为适宜，承担基础负荷。 其次是中温中压发电站。 低温低压电厂设备陈旧、效率低，应尽早淘汰。 淘汰之前只能在高峰负荷期间提供必要的电力。 的双曲馀弦值。 2各种电厂的合理组合、核能发电厂可调容量虽大，原则上仍应继续承担额定容量负荷，在负荷曲线更基础部分运行。无调节水库水电的全部电力和有调节水库水电站的强制电力不能调节，必须先接通。 有了水电站调节的电力，在洪水季节，为了防止倒水，经常要优先投入，正好与

14、枯水季节相反，要负担高峰负荷。 在枯水季节将水电站可调的电力向后转移投入，不仅能使热电站负荷更平稳，减少因启停设备和负荷增减而多馀消耗的燃料，还能使系统的电力分配更合理，节约总燃料消耗。 抽水蓄能电站在低谷负荷时，其水轮机发电机组以电滚子水泵方式运行，必须考虑负荷的高峰负荷时发电，与通常的水电站没有变化。 如上所述，各种发电站能够负担负载的顺序如下： (1)无调整水电站(2)调节水电站的强制电力(3)热电站的强制电力(4)核能发电厂(5)劣质燃烧当地燃料的热电站、(6)热电站的可调整电力(7)高温高压热电站、(8)中温中压热电站9 )低温低压火力发电站(不一定投入) 11 )抽水蓄能电站的洪水

15、季节：与枯水季节的不同之处在于，此时水电站的可调整电力大多也进入强制电力，变为不可调整电力。 各种发电站的组合顺序示意图：负荷曲线最高的部位多是兼作调整系统频率的塔斯克的发电站的工作位置。 系统的负荷备用设置在这个调频工厂。8.3电力线路的频率特性(1)负载的频率静态特性电力线路的电功耗设备从系统中取得的有功功率的多少，与用户的生产状况有关，与服务集标识符的系统电压有关，也与系统的频率有关。 前两个因素不变，只考虑有功功率负载随频率变化的静态特性的关系，称为负载的频率静态特性。 (2)电功耗设备的有功功率负荷分类(1)与频率无关的负荷，如照明、电弧炉、整流器负荷等。 (2)与频率的一次侧成比例

16、的负荷，例如球磨粉机、工作母机、压缩机、曳引机、往复式泵等。 (3)与频率的平方成比例的负载，例如电压互感器的涡流损耗。 (4)通风机、静水头阻力小的循环水泵等与频率的三次方成比例的负荷。 (5)与频率的高次侧成比例的负荷，例如静水阻力大的供水泵。 第8章电力线路的频率调整、第8章电力线路的频率调整，该特性表明，由于实际系统允许的频率变化的范围小，所以负载的组合市一次关系的负载比例大，因此负载的工作频率静态特性能够近似直线实际系统实测，也表明了在额定频率附近系统负载的有功功率和频率变化能够近似线性关系图中的直线斜率，在第8章电力线路的频率调整、(3)发电机的工作频率静特性系统的有功功率平衡被破

17、坏而发生频率变化时，原动机的调速系统自动地调整原动机的进气量，与此相对应地增减发电机的输出。 在调速电机调节过程结束，产生新的稳定状态时，发电机的有效输出与频率的关系称为发电机组调速电机的电力频率静特性(简称为工作频率静特性)。 第八章电力线路的频率调节、调速系统由四部分组成：测量零配件的跳动、弹簧等放大部件弄错阿克赛(管制器)的执行器一油发动机(继电器)转速控制部件的伺服电机及蜗轮、螺旋齿轮机构。 构成调速电机，实现频率的一次调整，构成频率调制器，实现频率的二次调整。 其机制如下所示。 1调速电机工作原理调速系统的调整结果，随着负载的增大，发电机的输出增加，其频率低于初始值，相反，当负载减少时，调速系统的调整结果，输出功率减少，其频率比初始值稍高。 这是频率的调整，由调速电机自动进行。调整的结果是，频率不会恢复到原来的值，所以一次调整会产生差异。 从2发电机组的频率特性，第8章电力线路的频率调整，第8章电力线路的频率调整，第8章电力线路的频率调整，3频率调制器的工作原理上的分析可知，仅调速电机的执行频率的1次调整不能使发电机转速维持一定，即不能使系统频率维持一定。 负载功率的变化(增加或减少)幅度越大，频率片偏移(下降或上升)也越大，可能超过容许范围。 因此，为了将频率维持为一定或者将频率片偏移限制在容许范围内，需要通过调速