[實用新型]一種發電系統故障解列裝置

有效

• 申請號: 201520228428.1
• 申請日: 2015-04-15
• 公開（公告）號: CN204517421U
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 任寶軍;陳栩;李進;張官勇;吳軍;逯海軍;胡理策;方壽賢
• 申請（專利權）人: 南京大全自動化科技有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11266
• 代理人: 姜麗輝

技術領域

本實用新型涉及配、變電系統故障解列技術領域，特別是涉及發電系統故障解列裝置。

背景技術

頻率是電能質量的重要指標之一，在穩態條件下，電力系統的頻率是一個全系統一致的運行參數。系統頻率的波動的直接原因是發電機輸入功率與輸出功率之間的不平衡，眾所周知，單一電源的系統頻率是同步電機轉速的函數：其中，n—電機的轉速，r/min；f—電力系統的頻率，Hz，p—電機的極對數。對于一般的火力發電機組，發電機的極對數為1，額定轉速為3000r/min，亦即額定頻率為50Hz。此時，系統頻率又可以用同步發電機的角速度的函數來表示，即為了研究系統頻率變換的規律，需要研究同步發電機組的運動規律。同步發電機組的運動方程為其中，T_m—輸入機械轉矩；T_c—輸出電磁轉矩(忽略空載轉矩，即負荷轉矩)；J—發電機組的轉動慣量；—發電機組的角加速度。由于功率和力矩之間存在轉換關系(P＝ωT)，上式經過規格化處理和拉氏變換后，可得傳遞函數P_m-P_c＝2H_s·Δω，其中，P_m—原動機功率(發電機的輸入功率)；P_c—發電機電磁功率；H_s發電機組的慣性常數；Δω—角速度變化量。由此可知，當原動機功率即發電機的輸入功率和發電機電磁功率之間產生不平衡的時候，必然引起發電機轉速的變化，即引起系統頻率的變化。在眾多發電機組并聯運行的電力系統中，盡管原動機功率即發電機的輸入功率P_m不是恒定不變的，但它主要取決與本臺發電機的原動機和調速器的特性，因而是相對容易控制的因素；而發電機電磁功率P_c的變化則不僅與本臺發電機的電磁特性有關，更取決于電力系統的負荷特性，是難以控制的因素，而這正是引起電力系統頻率波動的主要原因。

電力系統的頻率變動對用戶、發電廠和電力系統本身都會產生不良的影響，主要包括：

(1)電力系統的頻率變化將引起電動機轉速的變化，從而影響產品的質量。例如，紡織工業、造紙工業等都會因為電力系統的頻率變化而出現次品。此外，還會造成電動機自動保護裝置以及繼電保護設備動作。

(2)電力系統的頻率變化會影響電子設備的工作。特別是，雷達、電子計算機等重要設施在電力系統頻率過低時將無法運行。

(3)電力系統的頻率變化對電力系統自身和用戶而言，也是非常危險的。電力系統低頻運行時，會對發電設備和用戶造成嚴重損壞，所有廠用交流電動機的轉速都相應的下降，因而火電廠的給水泵、風機、磨煤機等輔助設備的處理也下降，從而影響電廠的處理，使電網有功更加缺乏，造成惡性循環。此外，還會使發電機端機內電勢下降，從而導致電壓降低，同時，由于電力系統的頻率降低，也會使得電機轉速降低，同軸勵磁電流減小，導致發電機端電壓進一步下降。

為了解決上述問題，就需要通過調節，使發電機的輸入功率與負荷所需功率達到平衡。現有技術中，對發電系統進行調頻的方向主要有兩個，第一個方向是通過為發電機組原動機進行調速達到調節電力系統的頻率的目的；第二個方向是通過切除部分用電負荷達到調節電力系統頻率的目的。

例如，授權公告號為CN?203532064?U的中國實用新型專利公開了一種發電機組原動機的自動調速裝置，其包括轉速測量元件，還包括放大元件、執行機構、轉速控制機構以及連接轉速測量元件、放大元件、執行機構和轉速控制機構的連桿機構，放大元件為配壓閥，配壓閥內設有與連桿機構相連的配壓活塞，配壓閥的側壁上設有油孔，配壓閥內腔通過油道與執行機構相連通，執行機構為接力器，接力器內設有與連桿機構相連的接力器活塞，接力器下端與調速氣門相連，轉速控制機構為調頻器，調頻器的上端與連桿機構相連。其中永磁同步直線電機及驅動控制電路配合機械傳動裝置，運行更平穩，控制精度更高，可獨立工作，很大程度上解決了機械裝置運行不穩定、長期易損壞等問題。采用這種方式對電力系統進行調頻時，需要引入特定的調速裝置，該調速裝置結構復雜。