[实用新型]一种发电系统故障解列装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及配、变电系统故障解列技术领域，特别是涉及发电系统故障解列装置。

背景技术

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。系统频率的波动的直接原因是发电机输入功率与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电机转速的函数：其中，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3000r/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，即为了研究系统频率变换的规律，需要研究同步发电机组的运动规律。同步发电机组的运动方程为其中，T_m—输入机械转矩；T_c—输出电磁转矩(忽略空载转矩，即负荷转矩)；J—发电机组的转动惯量；—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＝ωT)，上式经过规格化处理和拉氏变换后，可得传递函数P_m-P_c＝2H_s·Δω，其中，P_m—原动机功率(发电机的输入功率)；P_c—发电机电磁功率；H_s发电机组的惯性常数；Δω—角速度变化量。由此可知，当原动机功率即发电机的输入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，尽管原动机功率即发电机的输入功率P_m不是恒定不变的，但它主要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_c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，是难以控制的因素，而这正是引起电力系统频率波动的主要原因。

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，主要包括：

(1)电力系统的频率变化将引起电动机转速的变化，从而影响产品的质量。例如，纺织工业、造纸工业等都会因为电力系统的频率变化而出现次品。此外，还会造成电动机自动保护装置以及继电保护设备动作。

(2)电力系统的频率变化会影响电子设备的工作。特别是，雷达、电子计算机等重要设施在电力系统频率过低时将无法运行。

(3)电力系统的频率变化对电力系统自身和用户而言，也是非常危险的。电力系统低频运行时，会对发电设备和用户造成严重损坏，所有厂用交流电动机的转速都相应的下降，因而火电厂的给水泵、风机、磨煤机等辅助设备的处理也下降，从而影响电厂的处理，使电网有功更加缺乏，造成恶性循环。此外，还会使发电机端机内电势下降，从而导致电压降低，同时，由于电力系统的频率降低，也会使得电机转速降低，同轴励磁电流减小，导致发电机端电压进一步下降。

为了解决上述问题，就需要通过调节，使发电机的输入功率与负荷所需功率达到平衡。现有技术中，对发电系统进行调频的方向主要有两个，第一个方向是通过为发电机组原动机进行调速达到调节电力系统的频率的目的；第二个方向是通过切除部分用电负荷达到调节电力系统频率的目的。

例如，授权公告号为CN 203532064 U的中国实用新型专利公开了一种发电机组原动机的自动调速装置，其包括转速测量元件，还包括放大元件、执行机构、转速控制机构以及连接转速测量元件、放大元件、执行机构和转速控制机构的连杆机构，放大元件为配压阀，配压阀内设有与连杆机构相连的配压活塞，配压阀的侧壁上设有油孔，配压阀内腔通过油道与执行机构相连通，执行机构为接力器，接力器内设有与连杆机构相连的接力器活塞，接力器下端与调速气门相连，转速控制机构为调频器，调频器的上端与连杆机构相连。其中永磁同步直线电机及驱动控制电路配合机械传动装置，运行更平稳，控制精度更高，可独立工作，很大程度上解决了机械装置运行不稳定、长期易损坏等问题。采用这种方式对电力系统进行调频时，需要引入特定的调速装置，该调速装置结构复杂。