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继电保护测试仪中AFL装置基本工作原理

时间:2018-12-24 浏览次数:240

自动按频率负荷装置的工作原理,可用下图说明,假定变电所馈电母线上有多条供配电线路,俺店里用户的重要性分为n个级别和n个特殊级。基本级是不重要的负荷,特殊级是较重要的负荷,每一级均装有自动按频率减负荷装置,它由频率测量元件f,延时元件△t和执行元件CA三部分组成。

 

           装置原理图

 

    基本级的作用是根据系统频率下降的程度,一次切除不重要的负荷,以便限制系统频率继续下降。例如,当系统频率降至f1时,级频率测量元件启动,经延时△t1后执行元件CA1动作,切除级负荷△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后执行元件CA2动作,切除第二季负荷△P2.如果系统继续下降,则基本级的n级负荷有可能全部被切除。

 

    当基本级全部动作后,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,经延时△tsp1后切除级负荷△Psp1;若系统频率仍不能恢复到接近与fR,则将继续切除较重要的负荷,知道特殊级的全部负荷切除完。

 

    从AFL装置的动作效果来看,级动作频率f1宜高些,但是f1整定得过高,短时频率下降容易引起误动作,影响用户用电的可靠性,同时也为充分利用系统的旋转备用容量。规定规定:级动作频率f1整定以不超过49.1Hz为宜。

 

    AFL装置zui末一级动作频率由系统所允许的zui低频率下限来确定,大于核电厂冷却介质泵低频保护的整定值,并留有不小于0.3-0.5Hz的裕度,以保证这些机组继续联网运行;其他一般情况,为保证火电厂的继续安全运行,应限制频率低于47.0Hz的时间不超过0.5s,以避免事故进一步恶化。

 

    由此可见,AFL装置级和zui末级动作频率之差△f afl在2Hz左右。

 

    为了使AFL装置各级按顺序动作,相邻两级的动作频率之差△fx要选择合适。若△fx选择过大,对系统安全运行不利,起不到AFL装置的作用;若△fx选择过小,由于测频继电器的测量误差,可能使后一级先动作。

 

为了满足AFL装置选线的第二点,要求每级切除的负荷适当。若某级切除负荷过多,频率回升稳定可能会高于允许值;若某级切除负荷过少,起不到及时阻止频率下降的作用,一般满足AFL装置选择性的级差△fx=0.5Hz。

AFL装置一般选择性极差△fx(约0.5Hz),动作级数智能分5~6级,在现代大规模电力系统中每级断开的负荷功率也较大,有时会出现频率过恢复或欠恢复现象。要解决这个问题的措施就是增加级数,减少级差,减少每级断开的负荷功率,对两级间的选择性问题没有必要过分强调。发达国家早在20实际70年代就规定无选择性zui小级差为0.1Hz,对我过跨省大规模电力网,AFL装置采用无选择性级差也是一种趋势。

 

在AFL装置分级动作过程中,可能出现下述两种情况:其一,第n级动作后,频率回升稳定值不能满足要求,悬浮于规定恢复频率zui低值49.5Hz以下的某频率值,如下图所示中的曲线1;其二:第n级动作后,频率继续下降,但不足以使第n+1级动作,悬浮于fn+1频率之上的某频率值(曲线2)。

 

              装置特殊情况图

 

这两种情况,显然不满足规程对频率的要求。为消除这种现象,在AFL装置中设置特殊级,其动作频率为恢复频率zui低值,即fop=fR·min=49.5Hz。考虑到附加级动作时系统频率处于稳定,为防止误动作,特殊级带10-20s的时限。

 

从AFL装置作用效果来看,频率级差愈小,延时愈短,愈有利于抑制系统频率下降,但也容易使AFL装置误动作。系统振荡时频率偏离额定值、负荷反馈、系统发生短路或负荷突变现象引起系统频率暂时波动,都可能使AFL装置误动作。为防止上述情况下AFL装置的误动作,要求AFL装置动作带一定时延,但是不能太长,一般允许带0.15~0.5时限,现代电力系统中较动作时一般延时0.2S

 

         装置频率变化过程图

 

系统发生故障后频率变化过程图所示,频率变化可划分两个阶段:阶段是快速下降阶段,在这个阶段要求自动按频率减负荷装置分成几级(3~6级)的短延时(如0.5S)切除部分负荷,切除的容量通过分析计算确定,并按负荷的重要性排列次序;第二阶段是缓慢恢复阶段,在这个阶段也按频率分几级(1~3级)以长延时(20S)切除另一部分负荷。这也是为了防止万一功率缺额太大,基本级切除容量不足,使频率长时间停留在较低的水平上,而采取的一种补救措施。

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