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影響電力系統頻率高低的因素有哪些?怎樣調整

時間:2019-10-06 09:29 來源:電工之家

電力頻率是衡量一個電網電能質量的一個重要標準(另一個衡量標準是電壓)。電力頻率相對50赫茲的偏差越小,說明這個電網的電能質量越好。我國國標規定:電力系統頻率偏差允許值為0.2赫茲,當系統容量較大時,偏差值可放寬到±0.5赫茲。
影響電力系統頻率高低的因素有哪些?怎樣調整
影響電力系統頻率的因素其實不會很多,主要有以下這么些情況:
1、發電出力的影響因素。當發電出力大于或小于用電負荷時,電力頻率便會升高或降低。這種現象的出現在電力系統的運行過程中每時每刻都會出現。一個電網有上百成千個發電廠,這些電廠在同一個電網中運行時只按照電力調度的指令行事,相互間幾乎沒有任何聯系。當幾個電廠同時接到加或減電機出力的指令時,由于操作上的不同步,便會造成發電出力與用電負荷的短時的高偏差或低偏差。換句話說,就是高于標準頻率或低于標準頻率的偏差。
應對措施:如果這種頻率的波動只是暫時的,這說明電網調頻的手段(技術)的響應速度因稍有滯后而未能及時達到發力與用電的均衡而已,不算大問題,在發電機加減出力的過程中,很快就能調整過來。
注:大型發電機組在并列時采用手動準同期方式,合閘角太大也會造成電網頻率與電壓的波動。這很大程度上與個人的操作經驗有關,故不將其作為影響電網頻率的因素來討論。
若頻率的波動長期處在一個不穩定狀態且是偏離標準幅度很大的情況,說明這個電網的運行處在不健康的狀態。過去,由于資金問題,發電廠建設一直都跟不上用電負荷的發展速度,故電力長期處在求過于供的窘迫狀態,電網沒有足夠的旋轉備用容量,頻率合格率很低。這種狀態別說安全運行了,能否維持不解網的狀態都是一種奢望。當然,這已經成為歷史了。
2、用電負荷的影響因素。發電機出力與用電負荷的關系如同天平上的左物右碼:用電負荷是物,發電出力是碼。當用電負荷增加時,發電出力也要相應增加。反之,用電負荷減少,發電出力也要相應減少。電力供大于求時,電網還是有一定調頻能力的,大不了不論經濟底線,停掉一部分本不想停的機組罷了。但當電力求大于供時(如前所述),情況相對來說會比較惡劣:為了維持電網的穩定運行,唯一的應對措施幾乎就是拉電。那些動不動就被“拉黑”的歲月,經歷過的人都會刻骨銘心。
3、大負荷用戶工作負荷投退的影響因素。非線性的用電大戶的工作負荷的投退,會對電力系統產生很大的沖擊從而影響電網的頻率及電壓的波動:如靜止變流器、軋機、電弧爐、電力機車等沖擊型等電力負荷。這些沖擊型負荷不僅會引起區域性電網電流電壓波形畸變,還會產生大量的高次諧波,從而導致設備絕緣損壞;繼電保護自動控制裝置誤動;計算機不能正常工作;工業電子設備功能會被干擾、破壞等等嚴重后果。
應對措施:這些用戶接入電網前,必須經過電網有關部門的審核:用戶用電負荷具線性還是非線性特點;是為周期性沖擊負荷還是非周期性沖擊負荷等等。要對其接入后對電網運行產生的影響進行詳盡的潮流計算與分析。如果有造成影響電網的穩定安全運行的后果,必定要有改造措施,直到確認其對電網運行“無害”后方能接入。如果怎樣整改也無法整成“無害”接入,那只能將其拒之門外了。
4、電力系統電氣事故的影響因素。電力系統有輸電線路故障跳閘、發電機故障解列、電網故障解列(大面積甩掉用電負荷)等等的電氣事故,這些電氣故障會造成電網的低頻或高頻波動以致振蕩。在事故處理中,解決低頻或高頻波動都不會很困難,一般的頻率震蕩也容易被系統拉回同步。但若頻率振蕩的情況嚴重而無法遏制,則事故狀態會進一步惡化,嚴重后果是電網將陷入解列崩潰的滅頂之災。
應對措施:從電力設備的設計、基建、運行、維護等一系列流程上嚴把安全關,從根本上杜絕電氣設備的事故發生。當然,想徹底杜絕電氣故障是不可能的,但防微杜漸卻是不能松懈的工作。
電廠內部機器的控制精度和外界負載電流的變化,都會影響電源頻率的上下波動,當頻率變化超過49.7——50.2的范圍時,發電廠運行分廠的總工程師會人工干預調整,并開啟應急窗口,直至頻率回到49.8——50.1的正常范圍~

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