二、发电机组和电力系统等效发电机组的 功率频率静态特性
三、电力系统的频率特性
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系统负荷组成
1. 变化幅度很小，变化周期较短（一 般为10s以内）的负荷分量；
2. 变化幅度较大，变化周期较长（一 般为10s～3min）的负荷分量，属 于这类负荷的主要有电炉，延压机 械，电气机车等；
• 第二种变化负荷引起的频率变动仅靠调速器的作用往
往不能将频率偏移限制在容许的范围之内，这时必须
有调频器参与频率调整，这种调整通常称为频率的二
次调整。2020/11/20
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一、电力系统综合负荷的静态频率特性
1、负荷分类（有功功率与频率的关 系） 1. 与频率变化无关的负荷，如照明、电弧炉、电阻炉和整流负荷等。
2. 与频率的一次方成正比的负荷，负荷的阻力矩等于常数的属于此类，如球磨机、切削 机床、往复式水泵、压缩机和卷扬机等。
3. 与频率的二次方成正比的负荷，如变压器中的涡流损耗。 4. 与频率的三次方成正比的负荷，如通风机、静水头阻力不大的循环水泵等。 5. 与频率的更高次方成正比的负荷，如静水头阻力很大的给水泵。
KD
fN PDN
O
f fN
负荷的静态频率特性曲线的斜率称为负荷的频率
调节效应系2020数/11K/2D0。
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※不同电力系统或同一电力系统不同时刻的KD、KD*都可 能不同，是不能控制的。
KD
=
PD* ＝ PD / PDN f* f / fN
（3）电力系统频率降低将使电动机的转速和输出功率降低,导致其所带动机械的转速和出力降 低,影响电力用户设备的正常运行。
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B 频率对电力系统的影响
① 频率下降时,汽轮机叶片的振动会变大。
② 频率下降到47-48Hz时,火电厂由异步电动机驱动的辅机（如送风机）的出力随之下 降,从而使火电厂发电机发出的有功功率下降。不能及时制止, 出现频率雪崩会造成 大面积停电,甚至使整个系统瓦解。
电力系统的规模在不断地扩大,已经出现了将几个区域电力系统联在一起组成的联合电 力系统，有的联合电力系统实行分区域控制，要求不同区域系统间交换的电功率和电量按 事先约定的协议进行。这时电力系统有功功率控制要对不同区域系统之间联络线上通过的 功率和电量实行控制。
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3、本章的主要内容
3. 变化缓慢的持续变动负荷，引起负
荷变化的原因主要是工厂的作息制
度，人民的生活规律，气象条件的
变化等。
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图13-1 有功功率负荷 的变化
1－第一种负荷分量； 2－第二种负荷分量 3－第三种负荷分量
频率的调整
• 负荷的变化将引起频率的相应变化。第一种变化负荷 引起的频率偏移将由发电机组的调速器进行调整。这 种调整通常称为频率的一次调整。
瑞典南部系统，于1983年12月27日因斯德哥尔
摩西北部的海尔迈变电所进行倒闸操作时设备
损坏造成单相接地故障，使几条线路切除造成
电压大幅度降低。后来甚至发展到南北电网解
列，频率和电压急剧下降，南部电网完全崩溃
而大面积停电，事故损失达5000万美元2020/11/20 Nhomakorabea9
5-2 电力系统频率特性 一、电力系统综合负荷的静态频率特性
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B 提高电力系统运行的经济性
当系统频率在额定值附近时，虽然频率满足要求，但没有说明哪些机组参与并联运行 ，并联运行的机组各应该发多少有功功率。电力系统有功功率控制的任务之一就是要 解决这个问题。这就是电力系统经济调度问题。
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C 保证联合电力系统的协调运行
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2.电力系统负荷与频率的关系：
PD
a0 PDN
a1PDN (
f fN
) a2PDN (
f fN
)2
电力系统综合负荷由各种各样的负荷组成。这些负 荷吸取的有功功率有的与频率无关，有的与频率的一次 方成正比，有的与频率的二次方成正比，有的与频率的 更高次方成正比。但有：
a0 a1 a2 an 1
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2、电力系统有功功率控制的必要性
A 维持电力系统频率在允许范围之内
电力系统频率是靠电力系统内并联运行的所有发电机组发出的有功功率总和与系统 内所有负荷消耗(包括网损)的有功功率总和之间的平衡来维持的。但是电力系统的负 荷是时刻变化的,从而导致系统频率变化。为了保证电力系统频率在允许范围之内，就 是要及时调节系统内并联运行机组有功功率。
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③ 发电厂的厂用机械多使用异步电动机带动的，系统频率降低将使电动机功率降低，影 响电厂正常运行。
④ 电力系统f频率↓ 下降时→ ,异n步电↓ 动机→ 和变P压器2的↓ 励磁电→ 流增f加,↓ 使↓ 无功消耗增加,引起系
统电压下降。
V = E ∝ f : f ↓→V不变 →
Im ↑→Qm ↑→V ↓→电压崩溃
第五章 电力系统的有功功率和频率调整
5-1 频率调整必要性 5-2 电力系统频率特性 5-3 电力系统频率调整
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5-1 频率调整必要性
1、电力系统频率控制的必要性
A 频率对电力用户的影响 (1) 电力系统频率变化会引起异步电动机转速变化, 出现次品和废品。
（2）电力系统频率波动会影响某些测量和控制用的电子设备的准确性和性能,频率过低时有些 设备甚至无法工作。
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用标么值表示为（PDN、fN）
PD a0 a1 f* a2 f*2 an fn
PD
PD PDN
f*
f fN
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3、负荷有功－频率的静态频率特性 在额定频率附近，负荷的静态频率特性近似为直线
PD
KD
tg
PD f
PDN
β
K D
PD* ＝ PD / PDN f* f / fN
① 为什么P和f联系起来 ② 有功功率平衡 ③ 调频原理 ④ 调频方法和措施
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事故 分析
1972年7月27日，湖北电网因继电保护误动作 ，武汉电网频率急剧下降，迫使青山、黄石两 个电厂全停。
1972年7月20日，浙江电网因常湖线输送功 率过大，导致发热弛度增大，而对低压线放电， 继电保护动作跳闸造成系统稳定破坏，频率急 剧下降，结果造成浙江电网全面瓦解，全省约 71.5％的用户停电