一次调频 外负荷变化
评：并网机组对外负荷变化引起的电网频率 变化的自动响应
二次调频 外负荷不变，主动改变某些 机组的功率 评：电网对频率的主动调节
目的不同
一次调频 目的是 减少电网频率变化量，但不能 保证频率在合格范围内
不同点：
二次调频 目的是把电网频率调整到合格范围
要求不同
一次调频：快速性
迅速改变电网中参加 一次调频机组的功率
第一节 汽轮机自动调节和保护的基本原理
（二）速度变动率
汽轮机空负荷时所对应的最大转速和额定负荷时所对应的最小转
速之差，与汽轮机额定转速之比，称为调节系统的速度变动率，或
称为速度不等率，其表达式为：
nmax nmin 100%
n0
n
nmax
nmin
速度变动率决定了 静态特性曲பைடு நூலகம்的倾 斜程度
第一节 汽轮机自动调节和保护的基本原理
不同机组对速度变动率 的要求 一般 的 范围为3%~6%
尖峰负荷机组 较小，一般为3%~4%， 也不能过小
n
0
带基本负荷机组 较大，一般为 4%~6%， 也不能过大
n
机组超速 保护动作
转速
P
n
甩全负荷 后，机组
3300 3270
3180 转速稳态
即(2850~3210) r/min
P0 P
第一节 汽轮机自动调节和保护的基本原理
三、调节系统动态特性
（一）动态特性基本概念
汽轮机调节系统是由多个环节组成的复杂闭环系统，部件运动 惯性、油流流动阻力和蒸汽中间容积等的存在，使得调节系统由一 个稳定工况到另一稳定工况时经历着复杂的过渡过程。
速度变动率对机组运行的影响
n 单机运行
p 机组单机供电外负荷变化或并列运行机组从电网
nn’22 n1
中解列空载运行时
调节系统使机组转速沿静态特性曲线变化， 从而减少转速变化。
速度变动率决定了外负荷变化时的转速变化量
P2 P1
p
并网运行
汽轮发电机组在并网运行期间，其转速与电网频率对应，电网 中所有发电机组输出功率的总和与所有负载消耗功率的总和平衡
P
表示。


n1

n2
100%
n0
n 100%
n0 n1,n2表示在机组同一功率 下的最高和最低转速
P2 P1
△m
p 迟缓率 越小越好
n0是汽轮机的额定转速
液压调节系统 0.2% ~ 0.5%
功频电液调节 0.06%
系统
第一节 汽轮机自动调节和保护的基本原理
汽轮机单机运行，迟缓率引起机组转速自振
n
n
n n0
n0
n0
P
P
P0 P
汽轮机并列运行，迟缓率引起机组的功率的晃动
P

n0 n0
P0


P0
㈣同步器与二次调频
一次调频结束 后电网频率不 合格怎么办？
电网频率不变时， 如何改变机组负
荷？
一次调频只能减缓电网 电网频率变化时 ，并列运 频率的变化但不能保证 行机组按照速度变动率自 频率在合格范围内 动分配负荷
n0 变化量 6%
3180
动态过程转速最大
3000
3000 p
超调量一般为1.5 n0
t
第一节 汽轮机自动调节和保护的基本原理
㈢ 迟缓率
n 调节系统，升速过程和
减速过程各有一根静态
曲线，不相重合，形成
一条带状，它表示该调
A
节系统阻力的大小，通
常用调节系统的迟缓率
△z n
n2 n1
P0
P P0
连续，平滑，单调，无突变点
n P1
P2 P0
连续向功率增加方向倾斜向下
不允许有水平段 （1）并列容易
零负荷、低负荷及 （2）低负荷时负荷变动较小
满负荷处较陡
（3）满负荷时不会过载
使整体速度变动率在合格范 中间区域较平坦 围内，且保持一定的一次调
频能力中间段的最小局部速 度变动率不得小于整体速度 变化率的40％
机组转速不变,或在电网频率超出合格范围时进行二次调频。 作用
汽轮机单机运行时，可以确保机组在任何负荷下保持转速
不变。
思考题：机组甩全负荷时如何
一次调频与二次调频的异同点：
减少稳态转速的上升？
相同点：都是由于电网总功率与总负载平衡被打破，都会引起电 网频率变化
第一节 汽轮机自动调节和保护的基本原理
引起的原因不同
在参加一次调频的各机组间 以两台机组并列运行为例说明
荷变化量 如何分配？
可见，在外负荷变化
n
n
引起电网频率变化时，
参加一次调频的机组
n2 n1
按照各自速度变动率 自动分配总负荷变化 量。
△P1 P1
P
△P2 P2
P
速度变动率小的机组，承担负荷变化大，一次调频能力强。
速度变动率大的机组，承担负荷变化小，一次调频能力弱。
时，电网频率保持稳定。也就是说，并网机组的转速是由电网中
所有机组共同调节的。
第一节 汽轮机自动调节和保护的基本原理
当外负荷变化时，电网所有机组的总功率与电负荷失衡，引起电
网频率变化，要求并网机组迅速按各自静态特性曲线改变功率，
使电网变化等于总负荷变化，减少电网频率的变化量，这个过程
叫做一次调频。
电网总负
二次调频 精确性 调整电网频率到合格范围
第一节 汽轮机自动调节和保护的基本原理
（五）汽轮机运行对调节系统静态特性的要求
转速感受机构特性 实际调节系统 配汽机构特性 非线性
静态特性曲线并非直线
中间放大传递特性
各处速度变动率不同 曲线上该点的斜率 局部速度变动率
n
n
n0
合理的特性曲线的形状
' n n0 100%
过程？
n2 n1
△P1 P1
P
△P1+△P2 P2 P
第一节 汽轮机自动调节和保护的基本原理
n
n
外负荷不变，网
内机组如何改变
所带负荷，例如
n1
某机组需停机检
修，怎么办？
0 △P1 P1
P
P2 △P2 P’2 P
凡是能够平移调节系统静态特性曲线的装置称为同步器
汽轮机并列运行时，可以进行负荷在各机组建的重新分配，此时
第一节 汽轮机自动调节和保护的基本原理
（六）同步器的调节范围
蒸汽参数
正常蒸汽参数 满足 额定转速工况
要求以外 为 真空 变化预留足够的调节范围 电网频率
n
F
0.07n0
E A
0.05n0
B C
D
同步器的调节范围
F E
A n0 0.025n0
B C D
一般为静态特性曲线空负荷对 应的转速范围为(-5%~+7%)n0
第一节 汽轮机自动调节和保护的基本原理
n
什么过程 ？
平移静态特性曲线 a
b
n2 n1
b 维持转速不变 a
c
什么过程？
b
c
二次调频，电网频率不正常时，通过平
移某些机组的静态特性曲线，增加或减
P2 P1
P
棕色箭头表示
小这些机组功率，以恢复电网的正常频 率，这称为二次调频
n
什么过程？ n
蓝色箭头表示什么