1、第二节 低频减载及低压减载 一、自动低频减载的基本原理 这部分我们将要介绍自动低频减载的基本原理:低频减载又称自动按频率减负载,或称低周 减载(简称为 AFL) ,是保证电力系统安全稳定的重要措施之一。当电力系统出现严重的有功功 率缺额时,通过切除一定的非重要负载来减轻有功缺额的程度,使系统的频率保持在事故允许限 额之内,保证重要负载的可靠供电。 图11-7 自动低频减载(负载)的工作原理 基本级的作用是根据系统频率下降的程序,依次切除不重要的负载,以便限制系统频率继续 下降。例如,当系统频率降至 f1时,第一级频率测量元件启动,经延时t1后执行元件 CA1动作, 切除第一级负载P1;当系统频
2、率降至 f2时,第二级频率测量元件启动,经延时t2后元件 CA2 动作,切除第二级负载P2。如果系统频率继续下降,则基本级的 n 级负载有可能全部被切除。 当基本级全部或部分动作后,若系统频率长时间停留在较低水平上,则特殊级的频率测量元 件 fsp 启动,以延时tsp1后切除第一级负载Psp1;若系统频率仍不能恢复到接近于 fn,则 将继续切除较重要的负载,直至特殊级的全部负载切除完。 基本级第一级的整定频率一般为47.5-48.5Hz,最后一级的整定频率一般为46-46.5 Hz,相 领两级的整定频率差取0.4-0.5 Hz。当某一地区电网内的全部自动按频率减负载装置均已动作时, 系统频率应
3、恢复到48-49.5 Hz 以上。 特殊级的动作频率可取47.548.5Hz,动作时限可取1525s,时限级差取5s 左右。 1. AFL 的基本要求: 能在各种运行方式和功率缺额的情况下,有效地防止系统频率下降至危险点以下。 切除的负载应尽可能少,无超调和悬停现象。 应能保证解列后的各孤立子系统也不发生频率崩溃。 变电站的馈电线路故障或变压器跳闸造成失压,负载反馈电压的频率衰减时,低频减负载装 置应可靠闭锁。 电力系统发生低频振荡时,不应误动。 电力系统受谐波干扰时,不应误动。 2. 对自动低频减载闭锁方式的分析: (1)时限闭锁方式。该闭锁方式是通过带0.5s 延时出口的方式实现,曾主要用
4、于由电磁式 频率继电器或晶体管频率继电器构成的低频减载装置中。但当电源短时消失或重合闸过程中,如 果负载中电动机比例较大,则由于电动机的反馈作用,母线电压衰减较慢,而电动机转速却降低 较快,此时即使带有0.5s 延时,也可能引起低频减载的误动;同时当基本级带0.5s 延时后,对 仰制频率下降不利。目前这种闭锁方式一般不用于基本级,而用于整定时间较长的特殊级。 (2)低电压带时限闭锁。该闭锁方式是利用电源断开后电压速度下降来闭锁低频减载。由 于电动机电压衰减较慢,因此必须带有一定的时限才能防止误动。特别是在受端接有小电厂或同 步调相机以及容性负载比较大的降压变电站内时,很易产生误动。另外,采用低
5、电压闭锁也不能 有效的防止系统振荡过程中频率变化而引起的误动。 (3)低电流闭锁方式。该闭锁方式是利用电流断开后电流减小的规律来闭锁低频减载。该 方式的主要缺点是电流定值不易整定,某些情况下易出现拒动的情况,同时,当系统发生振荡时, 也容易发生误动。目前这种方式一般只限于电源进线单一、负载变动不大的变电站。 (4)滑差闭锁方式。滑差闭锁方式亦称频率变化率闭锁方式。该方式利用从闭锁级频率下 降至动作级频率的变化速度(f/t)是否超过某一数值来判断是系统功率缺额引起的频率下 降还是电动机反馈作用引起的频率下降,从而决定是否进行闭锁。为躲过短路的影响,也需带有 一定延时。目前这种闭锁方式在实际中被广
6、泛应用。 二、低频减载逻辑 参看图示理解低频减载的逻辑。 图11-8 低频减载的逻辑框图 满足下列任一情况低频减载均要闭锁: 电压互感器二次回路断线(断线时可能测不到真实系统频率) 。 保护安装处的正序电压 U1低于闭锁值。 保护安装处的负序电压 U25V(说明是短路故障) 。 该线路三相电流均小于0.1倍额定电流(说明该电路负载较小,即使全部切除对系统频率 回升也无多大作用) 。 系统频率低于45Hz。 频率滑差|df/dt|大于闭锁值。频率滑差元件动作后进行自保持,直到频率恢复到低频减 载整定频率以上后复归。 对低频减载的有关闭锁条件说明: 低频减载的滑差闭锁:频率滑差闭锁是检测系统频率下
7、降速度大小而构成的一种闭锁方式, 可提高低频减载工作的可靠性。当系统发生故障时,频率快速下降,滑差较大(频率变化率) , 此时闭锁低频减载。当系统有功不足,频率缓慢下降,滑差较小,此时开放低频减载。一般取 |df/dt|值大于3Hz/s。 低频减载设置低电流闭锁。当负载电流小于欠流定值时,可以认为该线路处于“休眠状态” , 此时闭锁低频减载。欠流定值按躲过最小负载电流整定。 低电压闭锁。在线路重合闸期间,负载与电源短时解列,负载中的感应电动机、同步电动机、 调相机会产生较低频率的电压。因此,电源中断后,各母线电压(正序电压)逐渐衰减、频率逐 渐衰减。由于频率降低,容易导致低频减载动作,将负载切去,而当自动重合闸动作或备用电源 自动投入恢复供电时,这部分负载已被切去。低电压闭锁可防止这种低频减载的误动作。当供电 中断时,频率下降到 fset 时,时间元件 T 启动;在时间元件 T 动作前,各母线电压已降低到低 电压闭锁值,时间元件立即返回,防止了误动。一般情况下,低电压元件(正序电压元件)的动 作电压取0.650.7倍额定电压,时间元件 T 的延时取0.5s。 低电流闭锁(I5V。 该线路三相电流小于0.1倍额定电流。 任意一相的相电压小于12V(20%) 。 电压变化率|df/dt|大于闭锁电压变化率。 一般情况下,闭锁电压变化率(相电压)可取20%30%V/s。