电力系统自动低频减载装置设计任务书
一、设计任务
电力系统自动低频减载是一种反事故措施，在电力系统发生严重事故时，系统的有功将严重缺额，电力系统的频率会很快下降，为保证电力系统不至于频率崩溃，必须采取快速明确的措施，必要时按频率下降进行负荷的切除。
随着电力系统快速发展，以往的模拟式的低频减载装置由于测量精度差，特别是当系统正常运行中电压下降或者频率瞬时变化较大时可能会误动作，并且整定不方便，更不能组网，所以已不能满足新的要求，所以对微机式低频减载装置进行研究，具有实用价值。
通过对该装置的研究，使学生熟练掌握单片机的运用与编程技术，同时对电力系统运行，控制等本专业的基础理论进一步加深，强化学生理论联系实际的能力。
二、应完成的任务和成果
1.设计出微机低频自动减载原理图；
2.熟悉相应的硬件电路；
3.编写相应的软件并调试（A/D，采样，通讯，显示等程序）；
4.撰写毕业设计论文（论文字数1.5～2万，打印工整，论文观点正确，条理清
晰，附上原程序清单和原理图）。
三、毕业设计的进度
2008年2.月18日----2004年2月29日；在指导老师的指导下查找，熟悉本课题相关
的文献资料。
2008年3月1日----2004年3月30日；进行数据采集电路的设计，用PROTEL画出
原理图。
2008年4月1日----2004年5月25日；编写相关程序，进行电路调试实验。
2008年5月26日----2004年6月15日；整理设计成果，撰写毕业论文，准备答辩。2008年6月16日---------2004年6月18日；毕业答辩
建议参考文献
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[14] 中国期刊网相关文献
绪论 1、葛洲坝水电厂，输送容量达120万科kW；大亚湾核电厂单机容量达90万kW；上海外高桥火电厂装机容量320万kW，最大单机容量90万kW。我国交流输电最高电压等级达500kV。 2、电能在生产、传输和分配过程中遵循着功率平衡的原则。 3、发电厂转换生产电能，按一次能源的不同又分为火电厂，水电厂，核电厂 3、自动控制装置对送来的信息进行综合分析，按控制要求发出控制信息即控制指令，以实现其预定的控制目标。 3、电力系统自动监视和控制，其主要任务是提高电力系统的安全、经济运行水平。 4、发电厂、变电所电气主接线设备运行的控制与操作的自动装置，是直接为电力系统安全、经济和保证电能质量服务的基础自动化设备。 5、同步发电机是转换产生电能的机械，它有两个可控输入量——动力元素和励磁电流。 6、电气设备的操作分正常操作和反事故操作。 7、发电厂、变电所等电力系统运行操作的安全装置，是为了保障电力系统运行人员的人身安全的监护装置。 8、电压和频率是电能质量的两个主要指标。 9、同步发电机并网运行操作是电气设备正常运行操作的重要内容。 10、电力系统自动装置有两种类型：自动调节装置和自动操作装置 11、计算机控制技术在电力系统自动装置中已广泛应用，有微机控制系统、集散控制系统、以及分布式控制系统等。 12、频率是电能质量的重要指标。有功功率潮流是电力系统经济运行和系统运行方式中的重要问题。 13、电力系统自动低频减载及其他安全自动控制装置：按频率自动减载装置是电力系统在事故情况下较为典型防止系统事故的安全自动装置。 第一章 14、自动装置的首要任务是将连续的模拟信号采集并转换成离散的数字信号后进入计算机，即数据采集和模拟信号的数字化。 15、自动装置的结构形式主要有三种，微型计算机系统、工业控制计算机系统、集散控制系统和现场总线系统。 16、（简答）微型计算机系统的主要部件 1）传感器 2）模拟多路开关 3）采样/保持器 4）A/D转换器 5）存储器 6）通信单元 7）CPU 16、传感器的作用是把压力、温度、转速等非电量或电压、电流、功率等电量转换为对应的电压或电流的弱电信号。 17、采样/保持器一般由模拟开关、保持电容器和缓冲放大器组成 18、A/D转化器是把模拟信号转换为数字信号，影响数据采集速度和精度的主要因素之一。 19、一般把运算器和控制器合称中央处理单元（CPU）。/ 20、工业控制计算机系统一般由稳压电源、机箱和不同功能的总线模板，以及键盘等外设接口组成。 21、定时器是STD总线的独立外设，具有可编程逻辑电路、选通电路和输出信号，可完成定时、计数以及实现“看门狗”功能等。 22、键盘显示板主要有键盘输入、显示输出、打印机接口等部分。 23、路由器的功能主要起到路由、中级、数据交换等功能。 24、采样过程：对连续的模拟信号x（t），按一定的时 间间隔 S T，抽取相应的瞬时值。 25、采样周期Ts决定了采样信号的质量和数量。 26、香农采样定理指出采样频率必须大于原模拟信号
电力系统实验指导书
第四章 电力系统功率特性和功率极限实验 一、实验目的 1． 初步掌握电力系统物理模拟实验的基本方法； 2． 加深理解功率极限的概念，在实验中体会各种提高功率极限措施的作用； 3． 通过对实验中各种现象的观察，结合所学的理论知识，培养理论结合实 际及分析问题的能力。 二、原理与说明 所谓简单电力系统，一般是指发电机通过变压器、输电线路与无限大容量母线联接而且不计各元件的电阻和导纳的输电系统。 对于简单系统，如发电机至系统d 轴和q 轴总电抗分别为X d 和X q ，则发电机的功率特性为： δδ2sin 2sin 2∑ ∑∑ ∑∑?-?+= q d q d d q Eq X X X X U X U E P 当发电机装有励磁调节器时，发电机电势E q 随运行情况而变化。根据一般励磁调节器的性能，可认为保持发电机E q （或E ）恒定。这时发电机的功率特 性可表示成： δδ2sin 2sin 2∑ ∑∑∑∑?'-'?+''='q d q d d q Eq X X X X U X U E P 或 δ'''='∑sin d q E X U E P 这时功率极限为 ∑ '='d Em X U E P 随着电力系统的发展和扩大，电力系统的稳定性问题更加突出，而提高电力系统稳定性和输送能力的最重要手段之一是尽可能提高电力系统的功率极限，从
简单电力系统功率极限的表达式看，提高功率极限可以通过发电机装设性能良好的励磁调节器以提高发电机电势、增加并联运行线路回路数或串联电容补偿等手段以减少系统电抗、受端系统维持较高的运行电压水平或输电线采用中继同步调相机或中继电力系统以稳定系统中继点电压等手段实现。 三、实验项目和方法 （一）无调节励磁时功率特性和功率极限的测定 1．网络结构变化对系统静态稳定的影响（改变x） 在相同的运行条件下（即系统电压U x、发电机电势保持E q保持不变，即并网前U x=E q），测定输电线单回线和双回线运行时，发电机的功一角特性曲线，功率极限值和达到功率极限时的功角值。同时观察并记录系统中其他运行参数（如发电机端电压等）的变化。将两种情况下的结果加以比较和分析。 实验步骤： （1）输电线路为单回线； （2）发电机与系统并列后，调节发电机使其输出的有功和无功功率为零； （3）功率角指示器调零； （4）逐步增加发电机输出的有功功率，而发电机不调节励磁； （5）观察并记录系统中运行参数的变化，填入表4-1中； （6）输电线路为双回线，重复上述步骤，填入表4-2中。 表4-1 单回线 020406080
实验三 电力系统暂态稳定分析 电力系统暂态稳定计算实际上就是求解发电机转子运动方程的初值问题，从而得出δ-t 和ω-t 的关系曲线。每台发电机的转子运动方程是两个一阶非线性的常微分方程。因此，首先介绍常微分方程的初值问题的数值解法。 一、常微分方程的初值问题 （一）问题及求解公式的构造方法 我们讨论形如式（3-1）的一阶微分方程的初值问题 ?? ?=≤≤='00 )(),,()(y x y b x a y x f x y （3-1） 设初值问题（3-1）的解为)(x y ，为了求其数值解而采取离散化方法，在求解区间[b a ,]上取一组节点 b x x x x x a n i i =<<<<<<=+ΛΛ110 称i i i x x h -=+1（1,,1,0-=n i Λ）为步长。在等步长的情况下，步长为 n a b h -= 用i y 表示在节点i x 处解的准确值)(i x y 的近似值。 设法构造序列{}i y 所满足的一个方程（称为差分方程） ),,(1h y x h y y i i i i ??+=+ （3-2） 作为求解公式，这是一个递推公式，从（0x ，0y ）出发，采用步进方式，自左相右逐步算出)(x y 在所有节点i x 上的近似值i y （n i ,,2,1Λ=）。 在公式（3-2）中，为求1+i y 只用到前面一步的值i y ，这种方法称为单步法。在公式（3-2）中的1+i y 由i y 明显表示出，称为显式公式。而形如（3-3） ),,,(11h y y x h y y i i i i i ++?+=ψ （3-3） 的公式称为隐式公式，因为其右端ψ中还包括1+i y 。 如果由公式求1+i y 时，不止用到前一个节点的值，则称为多步法。 由式（3-1）可得
低频低压减载装置柜技术规范书工程项目： 广西电网公司 年月
目录 1 总则 2 工程概况 3技术要求 3.1 气象特征与环境条件 3.2 装置技术参数要求 3.3 一般技术要求 4 配置和功能要求 4.1装置配置 4.2 装置基本功能 4.3 通信功能 4.4 GPS对时功能 4.5 录波功能 5 对装置柜体的要求 6 供货范围 7 技术服务 8 质量保证和试验 9 包装、标志、运输和保管 10 供方填写的技术性能表 附件一差异表 附件二投标人需要说明的其他问题
1 总则 1.1本规范书适用于低频低压减载装置柜设备。它提出低频低压减载装置的功能设计、结构、性能、 和试验等方面的技术要求。供方可提供高质量(可靠性高、损耗低、运行维护方便)的设备和附件来 满足规范书中设计及工艺的标准要求。 1.2本设备技术规范书提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述 有关标准和规范的条文，卖方应保证提供符合本规范书和工业标准的优质产品。 1.3 卖方应以书面形式对本规范书的条款逐条做出详细应答，确认对本规范书要求的满足和差异， 对偏差部分应列出偏差表作详细描述。 1.4 本设备技术规范书所使用的标准如与卖方所执行的标准有偏差时，按高标准执行。 1.5 本设备技术规范书经买卖双方确认后作为订货合同的技术附件，与合同正文具有同等的法律效 力。 1.6 本设备技术规范书未尽事宜，由买卖双方协商确定。 1.7 标准 本规范书提出了最低限度的技术要求，并未规定所有的技术要求和适用的标准，对国家有关 的强制性标准，必须满足其要求。 GB 14285-93 继电保护和安全自动装置技术规程 DL/T 478-2001 静态继电保护及安全自动装置通用技术条件 DL/T 5136-2001 火力发电厂、变电所二次接线设计技术规定 GB50062-92 电力装置的继电保护和自动装置设计规范 DL 428-1991 电力系统自动低频减负荷技术规定 中国南方电网安全自动装置管理规定（暂行） 广西电网安全自动装置管理规定 规范书中所有设备、备品备件，除规定的技术要求和参数外，其余均应遵照最新版的IEC标准及和中国规程要求。 卖方在执行本规范书所列标准有矛盾时，按较高标准执行。 1.8 供方应获得ISO9000（GB/T 19000）资格认证书或具备等同质量认证证书。提供的设备必须具 有相应电压等级系统一年两套成功运行经验，应通过有国家认可资格的质检单位、试验室的动模试 验及谐波和扰动影响试验的考核，应有两部鉴定文件或等同有效的证明文件。对于新产品，必须经 过在南方电网挂网试运行，并通过产品鉴定。 2工程概况 按工程实际需要及电网稳定要求写。
电力系统分析实验指导书 实验一、 电力系统功率特性和功率极限实验 （一）实验目的 1、初步掌握电力系统物理模拟实验的基本方法； 2、加深理解功率极限的概念，在实验中体会各种提高功率极限措施的作用； 3、通过对实验中各种现象的观察，结合所学的理论知识，培养理论结合实际及分析问题的能力。 （二）原理 所谓简单电力系统，一般是指发电机通过变压器、输电线路与无限大容量母线联接而且不计各元件的电阻和导纳的输电系统。 对于简单系统，如发电机至系统d 轴和q 轴总电抗分别为X d ∑和X q ∑，则发电机的功率特性为： δδ2sin 2sin 2∑ ∑∑ ∑∑?-?+= q d q d d q Eq X X X X U X U E P 当发电机装有励磁调节器时，发电机电势E q 随运行情况而变化。根据一般励磁调节器 的性能，可认为保持发电机E 'q （或E '）恒定。这时发电机的功率特性可表示成： δδ2sin 2sin 2∑ ∑∑∑∑?'-'?+''='q d q d d q Eq X X X X U X U E P 或 δ'''='∑sin d q E X U E P 这时功率极限为 ∑ '='d Em X U E P 随着电力系统的发展和扩大，电力系统的稳定性问题更加突出，而提高电力系统稳定性和输送能力的最重要手段之一是尽可能提高电力系统的功率极限，从简单电力系统功率极限的表达式看，提高功率极限可以通过发电机装设性能良好的励磁调节器以提高发电机电势、增加并联运行线路回路数或串联电容补偿等手段以减少系统电抗、受端系统维持较高的运行电压水平或输电线采用中继同步调相机或中继电力系统以稳定系统中继点电压等手段实现。
电力系统静态、暂态稳定实验报告 一、实验目的 1．了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围；2．通过实验加深对电力系统暂态稳定内容的理解 3．通过实际操作，从实验中观察到系统失步现象和掌握正确处理的措施 二、原理与说明 实验用一次系统接线图如图1所示： 图1. 一次系统接线图 实验中采用直流电动机来模拟原动机，原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源，因为它是由实际电力系统供电的，因此，它基本上符合“无穷大”母线的条件。 为了进行测量，实验台设置了测量系统，以测量各种电量（电流、电压、功率、频率）。为了测量发电机转子与系统的相对位置角（功率角），在发电机轴上装设了闪光测角装置。此外，台上还设置了模拟短路故障等控制设备。 电力系统静态稳定问题是指电力系统受到小干扰后，各发电机能否不失同步恢复到原来稳定状态的能力。在实验中测量单回路和双回路运行时，发电机不同出力情况下各节点的电压值，并测出静态稳定极限数值记录在表格中。 电力系统暂态稳定问题是指电力系统受到较大的扰动之后，各发电机能否过渡到新的稳定状态，继续保持同步运行的问题。在各种扰动中以短路故障的扰动最为严重。 正常运行时发电机功率特性为：P1＝（Eo×Uo）×sinδ1/X1； 短路运行时发电机功率特性为：P2＝（Eo×Uo）×sinδ2/X2； 故障切除发电机功率特性为：P3＝（Eo×Uo）×sinδ3/X3； 对这三个公式进行比较，我们可以知道决定功率特性发生变化与阻抗和功角特性有关。而系统保持稳定条件是切除故障角δc小于δmax，δmax可由等面积原则计算出来。本实验就是基于此原理，由于不同短路状态下，系统阻抗X2不同，同时切除故障线路不同也使X3不同，δmax也不同，使对故障切除的时间要求也不同。 同时，在故障发生时及故障切除通过强励磁增加发电机的电势，使发电机功率特性中Eo增加，使δmax增加，相应故障切除的时间也可延长；由于电力系统发生瞬间单相接地故障较多，发生瞬间单相故障时采用自动重合闸，使系统进入正常工作状态。这两种方法都有利于提高系统的稳定性。 三、实验项目与结果 双回路对称运行与单回路对称运行比较实验
低频低压减载装置 13
低频低压减载装置采购标准 技术规范使用说明 1. 本物资采购标准技术规范分为通用、专用部分。 2. 项目单位根据需求选择所需设备的技术规范。技术规范通用部分条款、专用部分标准技术参数表和使用条件表固化的参数原则上不能更改。 3. 项目单位应按实际要求填写“项目需求部分”。如确实需要改动以下部分，项目单位应填写专用部分“项目单位技术差异表”，并加盖该网、省公司物资部（招投标管理中心）公章，与辅助说明文件随招标计划一起提交至招标文件审查会： 1）改动通用部分条款及专用部分固化的参数； 2）项目单位要求值超出标准技术参数值范围； 3）根据实际使用条件，需要变更环境温度、湿度、海拔高度、耐受地震能力、用途和安装方式等要求。 经招标文件审查会同意后，对专用部分的修改形成“项目单位技术差异表”，放入专用部分表格中，随招标文件同时发出并视为有效，否则将视为无差异。 4. 投标人逐项响应技术规范专用部分中“1标准技术参数表”、“2项目需求部分”和“3投标人响应部分”三部分相应内容。填写投标人响应部分，应严格按招标文件技术规范专用部分的“招标人要求值”一栏填写相应的投标人响应部分的表格。投标人还应对项目需求部分的“项目单位技术差异表”中给出的参数进行响应。“项目单位技术差异表”与“标准技术参数表”和“使用条件表”中参数不同时，以差异表给出的参数为准。投标人填写技术参数和性能要求响应表时，如有偏差除填写“投标人技术偏差表”外，必要时应提供证明参数优于招标人要求的相关试验报告。 5. 对扩建工程，如有需要，项目单位应在专用部分提出与原工程相适应的一次、二次及土建的接口要求。 6. 技术规范范本的页面、标题等均为统一格式，不得随意更改。 7. 一次设备的型式、电气主接线和一次系统情况对二次设备的配置和功能要求影响较大，应在专用部分中详细说明。 2
1.3低频减载的意义 《电力系统安全稳定导则》将电力系统的扰动分为三类:第一类为常见的普通故障，要求系统在承受此类故障时能保持稳定运行与正常供电;第二类故障为出现概率较低的较严重的故障，要求系统在承受此类故障时能保证稳定运行，但允许损失部分负荷〔’幻;第三类故障为罕见的严重复杂故障，电力系统在承受此类故障时，如不能保持系统稳定运行，则必须防止系统崩溃并尽量减少负荷损失。针对上述三种情况所采取的措施，即所谓保证安全稳定的三道防线。其中第三道防线就是要保证电力系统在严重复杂的故障下，防止事故扩大，防止导致长时间的大范围停电，以免造成巨大经济损失和社会影响。这也是设置第三道防线的意义。 调节系统功率不平衡主要有两种措施:增加功率输入或裁切负荷。如果事故发生出现功率缺额时，系统旋转备用容量将积极、尽可能快的阻止系统崩溃，这一方案称为低频调速控制(证GC)〔’‘，。FuGc必须在系统频率刚开始下降时动作，并且是一种独立于能量管理系统E(MS)地区性的控制。但当系统发生严重事故，旋转备用容量不足以弥补系统功率缺额时，就应该有选择地切掉一部分负荷，从而阻止频率下降，这一方案称为低频减载控制(UFLS)。由于现代电网经济运行的要求，系统的备用容量偏低，低频减载成为严守第三道防线，防止系统崩溃的主要手段。 电网事故暴露的问题包括:低频减载切除容量严重不足;低频减载方案同机组低频跳闸定值不协调;电网结构不合理等。 根据故障严重程度的不同，有必要加强电网防止稳定破坏和大面积停电的三道防线:第一道防线，电网快速保护及预防控制;第二道防线，稳定控制;第三道防线，就是在主系统发生稳定破坏时的电压及频率紧急控制，有计划、合理地实施解列的自动装置或手动方案，以及解列后为防止小系统崩溃而设置的低频减载装置，以维持整个电网的稳定运行。 1．2低频减载技术发展现状 防止电力系统频率崩溃事故有效的措施就是采用低频自动减载和解列装置，在系统频率下降时及时切除足够数量较次要的负荷，或在合适的点上将系统解列，以保证系统的安全稳定运行，并保证重要负荷供电。国内外几乎所有的电网都采取了低频减载措施，做为安全运行的最后一道防线。前苏联早在20世纪40年代就采取了低频减载措施。我国在50年代即开始在电力系统中使用低频减载装置。考虑低频减载方案时，应从以下几点出发：首先，在各种运行方式和功率缺额下有效地防止系统频率下降至系统安全运行的最低频率值，即频率危险点；
电力系统暂态稳定实验 一、实验目的 1．通过实验加深对电力系统暂态稳定内容的理解，使课堂理论教学与实践结合，提高学生的感性认识。 2．学生通过实际操作，从实验中观察到系统失步现象和掌握正确处理的措施 3．用数字式记忆示波器测出短路时短路电流的非周期分量波形图，并进行分析。 二、原理与说明 电力系统暂态稳定问题是指电力系统受到较大的扰动之后，各发电机能否继续保持同步运行的问题。在各种扰动中以短路故障的扰动最为严重。 正常运行时发电机功率特性为：P1＝（Eo×Uo）×sinδ1/X1； 短路运行时发电机功率特性为：P2＝（Eo×Uo）×sinδ2/X2； 故障切除发电机功率特性为： P3＝（Eo×Uo）×sinδ3/X3； 对这三个公式进行比较，我们可以知道决定功率特性发生变化与阻抗和功角特性有关。而系统保持稳定条件是切除故障角δc小于δmax，δmax可由等面积原则计算出来。本实验就是基于此原理，由于不同短路状态下，系统阻抗X2不同，同时切除故障线路不同也使X3不同，δmax也不同，使对故障切除的时间要求也不同。 同时，在故障发生时及故障切除通过强励磁增加发电机的电势，使发电机功率特性中Eo增加，使δmax增加，相应故障切除的时间也可延长；由于电力系统发生瞬间单相接地故障较多，发生瞬间单相故障时采用自动重合闸，使系统进入正常工作状态。这二种方法都有利于提高系统的稳定性。 三、实验项目与方法 （一）短路对电力系统暂态稳定的影响 1．短路类型对暂态稳定的影响 本实验台通过对操作台上的短路选择按钮的组合可进行单相接地短路，两相相间短路，两相接地短路和三相短路试验。 固定短路地点，短路切除时间和系统运行条件，在发电机经双回线与“无穷大”电网联网运行时，某一回线发生某种类型短路，经一定时间切除故障成单回线运行。短路的切除时间在微机保护装置中设定，同时要设定重合闸是否投切。 在手动励磁方式下通过调速器的增（减）速按钮调节发电机向电网的出力，测定不同短路运行时能保持系统稳定时发电机所能输出的最大功率，并进行比较，分析不同故障类型对暂态稳定的影 为系统可以稳定输出的极限，注意观察有功表响。将实验结果与理论分析结果进行分析比较。P max 的读数，当系统出于振荡临界状态时，记录有功表读数，最大电流读数可以从YHB－Ⅲ型微机保护装置读出，具体显示为： GL-三相过流值 GA- A相过流值
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，系统频率应恢复到48-49.5 Hz以上。 特殊级的动作频率可取47.5～48.5Hz，动作时限可取15～25s，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，曾主要用于由电磁式
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。例如美国1978年的一个电网解列，其中1个区域频率升高，六个电厂中的14台大机组跳闸。我国进口某600MW机组，当频率升至52Hz时，要求小于0.3s跳闸。 （6）频率对核能电厂的影响。核能电厂的反应堆冷却介质泵对供电频率有严格要求，如果不能满足，这些泵将自动断开，使反应堆停止运行。 综上所述，运行规程要求电力系统的频率不能长时期的运行在49.5～49Hz 以下；事故情况下不能较长时间的停留在47Hz以下，瞬时值则不能低于45Hz。
动力站低周、低压减载保护规范 编写： 审核： 审定： 批准： 发布/实施日期： 2012年3月日
目录 一、前言 二、低频低压减载主要性能 三、低频低压减载应用范围 四、化工1#、2#、3#变电站负荷情况 五、低频低压减载保护定值
前言 根据哈密电业局的要求及为了保证电力系统的安全和全厂用电安全稳定连续运行，我们装设了低周、低压减载装置。该装置的保护定值由哈密电业局保护方式科根据电力系统网架情况以及我厂的接线方式、设备情况、运行方式、负荷等情况制定的。该装置的主要作用就是当我厂电气系统出现异常情况时该装置能够及时自动的按顺序和时间阶梯跳开负荷回路，避免联络变跳闸或者110KV汇卓线甚至上一级变电站保护跳闸造成我厂电气系统瓦解或危害电力系统的安全运行。鉴于此情况希望我厂有关部门能够在我厂电气系统出现异常情况时根据要求能够及时的减负荷，避免低周、低压减载保护动作造成大面积停电甚至造成全厂电气系统瓦解。
一、低频低压减载主要性能 1、测量装置安装处两段母线电压、频率及它们的变化率。 2、在电力系统由于有功缺额引起频率下降时，装置自动根据频率降低值切除部 分电力用户负荷，使系统的电源与负荷重新平衡。我站共设有3个基本轮。 3、当电力系统功率缺额较大时，本装置具有根据df／dt加速切负荷的功能，在 切第一轮时可加速切第二轮或二、三两轮，尽早制止频率的下降，防止出现频率崩溃事故。 4、在电力系统由于无功不足引起电压下降时，装置自动根据电压降低值切除部 分电力用户负荷，确保系统内无功的平衡，使电网的电压恢复正常。本装置根据电压切负荷的轮次与根据频率切负荷轮次相同。 5、由于无功不足引起的三相电压下降是基本对称的，而且不会出现大的突变， 所以本装置的低压元件是基于正序电压进行判别的，若负序电压大于0.15Un 或正序电压有突变均会闭锁低压减载。 6、当电力系统电压下降太快时，可根据dU／dt加速切负荷，尽早制止系统电压 的下降，避免发生电压崩溃事故，并使电压恢复到允许的运行范围内。 7、本装置具有独特的短路故障判断自适应功能，低电压减载的整定时间不需要 与保护动作时间相配合，保证系统低电压时快速动作，短路故障时可靠不动作。 8、本装置设有根据df／dt、du／dt闭锁功能，以防止由于短路故障、负荷反馈、 频率或电压的异常情况可能引起的误动作。具有TV断线闭锁功能。 二、低频低压减载应用范围 RCS-994E型频率电压紧急控制装置用于低频低压减载。该装置同时测量同一系统两段母线电压，我站低频与低压减载各设3轮，可直接切除6回负荷线路。第一轮切除化工3#变电站，第二轮切除化工2#变电站，第三轮切除化工1#变电站。 三、化工1#、2#、3#变电站负荷情况
单机无穷大系统稳态实验： 一、整理实验数据，说明单回路送电和双回路送电对电力系统稳定运行的影 响，并对实验结果进行理论分析： 实验数据如下: 由实验数据，我们得到如下变化规律： （1）保证励磁不变的情况下，同一回路，随着有功输出的增加，回路上电流也在增加，这是因为输出功率P=UIcos ，机端电压不变所以电流随着功率的增加而增加； （2）励磁不变情况下，同一回路，随着输出功率的增大，电压损耗在增大；这是由于电压降落△U=(PR+QX)/U，而横向分量较小，所以电压损耗也随着输出功率的增大而增大。 单回路供电和双回路供电对电力系统稳定性均有一定的影响，其中双回路要稳定一些，单回路稳定性较差。 二、根据不同运行状态的线路首、末端和中间开关站的实验数据、分析、比较运行状态不同时，运行参数变化的特点和变化范围。 由实验数据，我们可以得到如下结论： （1）送出相同无功相同有功的情况下：单回路所需励磁电压比双回路多，线路电流大小相等，单回路的电压损耗比双回路多；（eg.P=1,Q=0.5时） （2）送出相同无功的条件下，双回路比单回路具有更好的静态稳定性，双回路能够输送的有功最大值要多于单回路； 发生这些现象的原因是：双回路电抗比单回路小，所以所需的励磁电压小一些，电压损耗也要少一些，而线路电流由于系统电压不改变；此外，由于电抗越大，稳定性越差，所以单回路具有较好的稳定性。 三、思考题： 1、影响简单系统静态稳定性的因素是哪些？ 答：由静稳系数S Eq=EV/X，所以影响电力系统静态稳定性的因素主要是：系统元件电抗，系统电压大小，发电机电势以及扰动的大小。 2、提高电力系统静态稳定有哪些措施？ 答：提高静态稳定性的措施很多，但是根本性措施是缩短"电气距离"。 主要措施有:
中南大学CENTRAL SOUTH UNIVERSITY 本科毕业论文(设计) 论文题目简单电力系统暂态稳定性计算与仿真 学生姓名李妞妞 指导老师 学院中南大学继续教育学院 专业班级电气工程及其自动化2014专升本 完成时间2016年5月1日
毕业论文（设计）任务书 函授站(点): 江西应用工程职业学院继续教育分院专业: 电气工程及其自动化 注：本任务书由指导教师填写并经审查后，一份由学生装订在毕业设计（论文）的封面之后，原件存函授站。
毕业设计（论文）成绩单
摘要 随着电力工业的迅速发展，电力系统的规模日益庞大和复杂，出现的各种故障，会给发电厂以及用户和电厂内的多种动力设备的安全带来威胁，并有可能导致电力系统事故的扩大，从技术和安全上考虑直接进行电力试验可能性很小，迫切要求运用电力仿真来解决这些问题，依据电网用电供电系统电路模型要求，因此，论文利用MATLAB 的动态仿真软件Simulink搭建了单机—无穷大电力系统的仿真模型，能够满足电网可能遇到的多种故障方面运行的需要。 论文以MATLAB R2009b电力系统工具箱为平台，通过SimPowerSyetem 搭建了电力系统运行中常见的单机—无穷大系统模型，设计得到了在该系统发生各种短路接地故障并故障切除的仿真结果。 本文做的主要工作有： （1）Simulink下单机—无穷大仿真系统的搭建 （2）系统故障仿真测试分析 通过实例说明，若将该方法应用到电力系统短路故障的诊断中，快速实现故障的自动诊断、检测，对于提高电力系统的稳定性具有十分重要的意义。 关键词:电力系统；暂态稳定；MATLAB；单机—无穷大；
低频低压减载装置保护试验报告 厂站名称：官路35KV变电站 保护型号： MFVC-610H 检验人员张盼 审核人：刘琳 监理工程师：何晓军 检验日期： 2013年11月12日 西安联诚电力工程有限公司
MFVC-610H 频率电压紧急控制装置调试记录 屏柜(机箱)编号:18P 低频低压减载解列柜 MFVC-610H 频率电压紧急控制装置 产 品 型 号:MFVC-610H 1、机箱、模件检查 序号 检查以下项目 序号 检查以下项目 结论 1 插箱各处的固定螺丝齐备且合格 5 装置标签与图纸一致 合 格 2 模件上应紧固的螺丝已固定 6 所有接线不存在松动、损伤情况 3 各模件上的芯片无损伤，印制板无划伤，跳线牢固、正确 7 屏柜尺寸、颜色、铭牌与合同一致 4 装置查线完成且已正确 8 交流模件的型号与图纸一致 2、绝缘试验 被试回路 兆欧表选择（V ） 施加时间（S ） 绝缘电阻（M Ω） 结论 A 、B 、C →地 1000 ≥5 ≥20 合 格 A → B 、 C 1000 ≥5 ≥20 B →C 1000 ≥5 ≥20 D →地 1000 ≥5 ≥20 其中 A 组：直流电源回路； B 组：交流电压、交流电流回路； C 组：中央信号、出口跳闸回路； D 组：强电开入回路。 3、测量量检查（1Un ＝57.7V 、2Un=57.7V ） 外加额定电压，f ＝50Hz UFV 测量 值 1Uab 1Ubc 1Uca 1Uo 2Uab 2Ubc 2Uca 2Uo 显示值 100.0 99.9 100.0 2.0 100.0 99.0 100.0 1.0 UFV 测量 值 1fab 1fbc 2fab 2fbc 显示值 50.0 50.0 50.0 50.0 外加0.6倍额定电压，f ＝50Hz UFV 测量值 1Uab 1Ubc 1Uca 1Uo 2Uab 2Ubc 2Uca 2Uo 显示值 60.0 60.0 60.9 2.0 60.0 60.1 60.0 60.0 UFV 测量值 1fab 1fbc 2fab 2fbc 3fab 3fbc 显示值 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 4、最终程序及版本 装置 版本 MFVC-610HB 频率电压紧急控制装置 V2.32.01 5、输入开关量： 开入量端子 开入量名称 检查方法 结果 端子12 低频减载投入 使用24V 开入电源，端子B16为开入公共端（+24）。用24V 接入 开入量端子。 接入时，由分到合。断开时，由合到分。动作正确
附件43： 福建电网继电保护检验规程 ________________________________________________________________________________________ PYJ-1型低频低压减载装置检验规程 福建省电力有限公司 2010年6月
目次 1 范围............... ... ... ... ... ... ... ... (1) 2 规范性引用文件...... ... ... ... ... ... ... (1) 3 总则...... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (1) 4 检验项目...... ... ... ... ... ... ... ... . (2) 5 检验内容...... . . . . . . ...... ... ... ... (6)
1范围 本规程规定了PYJ-1型低频低压减载装置的检验内容、检验要求和试验接线。 本规程适用于在福建电网从事基建、生产和运行单位继电保护工作人员进行PYJ-1型低频低压减载装置的现场检验。 2规范性引用文件 国家电网科[2009]572号继电保护和电网安全自动装置现场工作保安规定 GB 7261-2000 继电器及继电保护装置基本试验方法 GB 14285-2006 继电保护和安全自动装置技术规程 DL/T 995-2006 继电保护和电网安全自动装置检验规程 DL/T624-1997 继电保护微机型试验装置技术条件 DL/T 478-2001 静态继电保护及安全自动装置通用技术条件 国家电网生技[2005] 400号国家电网公司十八项电网重大反事故措施（试行） 调继[2005] 222号《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》（试行）继电保护专业重点实施要求 3总则 3.1检验要求 在进行检验之前，工作（试验）人员应认真学习GB 14285-2006《继电保护和安全自动装置技术规程》、DL/T 995-2006《继电保护和电网安全自动装置检验规程》以及本规程，理解和熟悉检验内容和要求。 3.2本规程的有关编写说明 （1）本规程中额定交流电流用In表示，额定交流相电压用Un表示。 （2）按照《福建省电网继电保护及安全自动装置检验周期时间及检验项目规定》（闽电调[2006]1274号）检验周期规定，新投入运行后一年内必须进行首次检验，以后每隔3年进行一次检验，并完成设备的清扫和螺丝紧固工作。 3.3试验设备及试验接线的基本要求 （1）为了保证检验质量，应使用继电保护微机型试验装置，其技术性能应符合部颁DL/T624-1997《继电保护微机型试验装置技术条件》的规定。 （2）试验回路的接线原则，应使加入保护装置的电气量与实际情况相符合。模拟故障的试验回路，应具备对保护装置进行整组试验的条件。 （3）试验所需仪器及专用工具 微机型继电保护试验装置相电压（0－120Vac），三相电压平衡且无失真 1台三相可调电流（0－30Aac） 直流试验电源（0－250Vdc）1台 高内阻万用表（0—250Vac，0—10Aac）2只 摇表（500V 、1000V、2500V）1只（或3只）试验导线若干 3.4试验条件和要求 （1）交、直流试验电源质量和接线方式等要求参照部颁DL/T 995-2006《继电保护和电
第四章 电力系统功率特性和功率极限实验 一、实验目的 1． 初步掌握电力系统物理模拟实验的基本方法； 2． 加深理解功率极限的概念，在实验中体会各种提高功率极限措施的作用； 3． 通过对实验中各种现象的观察，结合所学的理论知识，培养理论结合实 际及分析问题的能力。 二、原理与说明 所谓简单电力系统，一般是指发电机通过变压器、输电线路与无限大容量母线联接而且不计各元件的电阻和导纳的输电系统。 对于简单系统，如发电机至系统d 轴和q 轴总电抗分别为X d ∑和X q ∑，则发电机的功率特性为： δδ2sin 2sin 2∑ ∑∑ ∑∑?-?+= q d q d d q Eq X X X X U X U E P 当发电机装有励磁调节器时，发电机电势E q 随运行情况而变化。根据一般励磁调节器的性能，可认为保持发电机E 'q （或E '）恒定。这时发电机的功率特性可表示成： δδ2sin 2sin 2∑∑∑∑∑?'-'?+''='q d q d d q Eq X X X X U X U E P 或 δ'''='∑sin d q E X U E P 这时功率极限为 ∑ '='d Em X U E P 随着电力系统的发展和扩大，电力系统的稳定性问题更加突出，而提高电力系统稳定性和输送能力的最重要手段之一是尽可能提高电力系统的功率极限，从简单电力系统功率极限的表达式看，提高功率极限可以通过发电机装设性能良好的励磁调节器以提高发电机电势、增加并联运行线路回路数或串联电容补偿等手段以减少系统电抗、受端系统维持较高的运行电压水平或输电线采用中继同步调相
机或中继电力系统以稳定系统中继点电压等手段实现。 三、实验项目和方法 （一）无调节励磁时功率特性和功率极限的测定 1．网络结构变化对系统静态稳定的影响（改变x） 在相同的运行条件下（即系统电压U x、发电机电势保持E q保持不变，即并网前U x=E q），测定输电线单回线和双回线运行时，发电机的功一角特性曲线，功率极限值和达到功率极限时的功角值。同时观察并记录系统中其他运行参数（如发电机端电压等）的变化。将两种情况下的结果加以比较和分析。 实验步骤： （1）输电线路为单回线； （2）发电机与系统并列后，调节发电机使其输出的有功和无功功率为零； （3）功率角指示器调零； （4）逐步增加发电机输出的有功功率，而发电机不调节励磁； （5）观察并记录系统中运行参数的变化，填入表4-1中； （6）输电线路为双回线，重复上述步骤，填入表4-2中。 表4-1 单回线 表4-2 双回线 注意： （1）有功功率应缓慢调节，每次调节后，需等待一段时间，观察系统是否稳定，以取得准确的测量数值。
低频减载装置 目录 1电力系统低频减载装置 2低频减载动作顺序 3低频率的危害 1电力系统低频减载装置 为了提高供电质量，保证重要用户供电的可靠性，当系统中出现有功功率缺额引起频率下降时，根据频率下降的程度，自动断开一部分不重要的用户，阻止频率下降，以使频率迅速恢复到正常值，这种装置叫做自动低频减载装置。 电力系统自动低频减载装置: 过去叫低周减载，现在标准叫法为-低频减载。 是电力部门(主要为电厂)在电网频率下降超出允许范围时（如低于49HZ），切除部分非重要用户的一种技术手段 英文简称: AFL 2低频减载动作顺序 1、第一级启动频率f1 ：这个为事故的早期，频率下降不严重，因些启动值 要高些一般整定为：48.5~49Hz ,在以水电厂为主的电力系统中，因水轮机调整速度较慢，因些常取48.5Hz.。 2、末级启动频率fn ：这是电力系统能允许的最低安全频率，这时，火电厂 的厂用设备已不能正常工作，低于45Hz时，很可能发生“频率崩溃”或“电压崩溃”，因此，末级启动频率以不低于46~46.5Hz为宜。 3、频率差问题：即第一级和末级启动频率的差值，在这个差值内有，频 率级差=（首级频率－末级频率）除以 (级数-1). 频率级差通常为0.3~0.5Hz./ 级数在10级以内. 当动作从第一启动切负荷开始后,一直切到某一级,系统频率不再下降时,就停止切负荷.
3低频率的危害 1、运行经验表明，汽轮机在频率低于49~49.5Hz以下长期运行，叶片容易 产生裂纹，当低于45HZ时，为发生叶片共振而造成叶片断裂。 2、当频率下降到47~48HZ时，为电厂厂用电设备的出力，明显下降，会引 起电厂出力减小，更加引起系统有功不足，频率进一步下降，最后导致崩溃。 3、当频率下降到45~46HZ时，系统电压水平，极不稳定，如再加之有短路 等故障的情况下，会导致系统瓦解。