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自动调频装置与按频率减负荷装置的作用特点分析 |
摘要：本文结合实际工作经验简要论述了电力系统中频率大幅降低后对整个系统造成的影响，详细分析了实际生产中引起频率波动的直接原因，对电力系统中自动调频装置与按频率自动减负荷装置的作用特点进行了对比分析。
关键词：电力系统 稳定频率 功率平衡 甩负荷 作用目的 作用途径 自动调节
实际生产中，为了保证电力系统能够安全稳定运行，往往需要装设诸如自动并列装置、自动励磁调节装置、自动调频装置、按频率自动减负荷装置、自动重合闸装置、备用电源自动投入装置、继电保护装置等多种自动控制或自动保护装置，在这些装置中，自动调频装置与按频率自动减负荷装置都是为稳定系统频率而设置的自动调节类装置，这两类装置虽然作用目的是一致的，但它们的作用途径又有明显不同，下面笔者结合实际工作经验以及长期的教学体会对这两种装置作一简要的分析。
1 频率严重降低对整个电力系统的影响
电网在供电过程中除了要保证必要的可靠性外，还必须维持一定的稳定性。所谓可靠性，简言之就是供电不中断，稳定性则是指电压、频率等电力参数维持在合理的变化范围之内。国家规范明确规定，正常工作情况下，系统频率的波动范围为±0.2Hz，若系统频率严重下降会带来下列不利影响。
1.1.实际生产中的机械设备或电气设备均设计在工频附近效率最高，若系统频率严重降低，则会大大减小系统中电力负荷的效率，这样系统运行的经济性将大大降低。
1.2.频率的严重波动会影响到机床等生产设备所加工出来的产品的质量。
1.3.频率严重降低可能会使系统中汽轮发电机组的汽轮机叶片因共振而断裂，或是使火电厂的厂用机械出力明显减小，进一步使发电厂出力减少，致使频率再度下降，这一恶性循环将引起频率崩溃现象。
1.4.频率的严重下降将会使系统中发电机的端电压下降，甚至使电压出现崩溃现象。
2 造成系统频率大幅波动的直接原因
正常工作时系统频率之所以能维持在允许范围之内，是因为这时系统提供的有功功率（Px）与负荷消耗的有功功率（Pf）处于一个相对平衡状态，这种平衡状态我们可以简单地用一个等式来表示，即：
Px = Pf
也就是说，只要上述等式成立，系统频率就会维持稳定。一旦这种平衡关系被打破，等式也就不成立了，因而系统频率也就出现波动了。概括地说，造成系统频率波动的直接原因就是系统提供的有功功率与负荷消耗的有功功率不能平衡。
3 系统频率大幅波动后的处理措施
既然我们已经知道了频率的波动是上述等式被破坏后，也即系统的有功功率不平衡造成的，所以在实际生产中，一旦因为系统有功功率不平衡而引起频率出现波动，系统中往往就是通过相应的调节装置进行有功功率的调节，使系统提供的有功功率与负荷消耗的有功功率重新恢复平衡，当调节到上述等式再次成立时，系统的频率也就恢复稳定了。
3.1自动调频装置与按频率减负荷装置的作用目的
实际生产中的自动调频装置与按频率减负荷装置的作用目的是一致的，即都是力图通过调节有功功率的平衡，从而使系统的频率恢复稳定，这也是这两种装置作用的共同点。
3.2自动调频装置与按频率自动减负荷装置的作用途径
虽然这两种装置的作用目的都是通过适当的调节来使系统的有功功率达到平衡，但两者的作用途径又是截然不同的。
3.2.1自动调频装置是通过调节系统中并列发电机组的出力，使系统的有功功率主动跟随负荷功率的变化而变化，从而维持有功功率的相对平衡，也就是说，在上述平衡关系式被打破后，该装置是通过调节Px，使之主动跟随Pf的被甩掉的负荷而言，其供电的可靠性就大打折扣了。
综上所述，我们可以得出结论： 电力系统中的自动调频装置与按频率自动减负荷装置的作用目的都是为了稳定整个系统的频率，但它们各自的作用途径又是截然不同的，当然，这两种装置的作用往往又是相辅相成的，在实际生产过程中，只有通过它们的合理配合，才能最大限度地既能保持系统频率的稳定，又不至于过多地切除负荷。
参考文献
1. 许克明 田怀智 《电力系统自动装置》 重庆大学出版社
2. 南京工学院 《电力系统》 电力工业出版社
3. 杨冠城 《电力系统自动装置原理》 水利电力出版社 ( |
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