(毕业论文   页数:45字数:21479)摘 要: 随着我国经济建设迅速发展,无论是用电单位还是用电量都迅速增加,电力系统的规模日益扩大,电网结构日益复杂。环境及经济等因素以及大容量和远距离的输电线路的出现使得旧的系统的运行接近于临界状态,系统暂态稳定的问题日见突出。电力系统一旦出现不稳定，将会出现大规模的长时间的断电,甚至发生电力系统崩溃的现象。
本文研究分析了电压频率紧急控制原理和控制措施。通过对电压和频率与系统稳定关系的分析，得出紧急控制的关键在于电压和频率的调节。阐述了如何通过电气量测量值得出相关数据，并通过自动减载使系统恢复平衡状态，以实现电力系统的稳定运行。
本文设计了一种电压频率紧急控制的装置，这种装置能快速测量频率、电压及变化率, 区分出短路故障, 判断出系统内功率缺额的大小。一旦电力系统出现不稳定它能快速切除接近于功率缺额的负荷,抑制系统电压频率的快速降低,保证电网安全并保障一些重要用户的供电质量.

关键词 电力系统; 频率; 电压; 控制


ABSTRACT

Along with our country economic developed rapidly, both the enterprises and amount of the using power are increase rapidly. The scale of the electrical power system expands with the time passed and the structure of the power network structure become complex. Environmental and economical factors, along with the capacity and distance that the electrical power transmit, make the old electrical transmission system unstable and approach to the critical state.
In this paper, principles and methods of the voltage frequency urgent control is studied. By analyzing the relationship between voltage and frequency with system stability, the key that adjustment the voltage and the frequency in emergency is obtained. The methods that obtain the correlation data through the electrical gauging size and make the system to restore the state of equilibrium by cutting extra burden are described. A device, which control electrical voltage frequency emergency, is designed in this paper. This device can measure frequency, electric voltage and variety rate quickly, distinguish short circuit breakdown, judging the size of power deficiency vacancy inside a system. Once the electric power system appears unsteady, it can cut off the burden that is equal to the power deficiency vacancy quickly. The decrease of voltage and frequency of the electrical power system is controlled. The safety of the electrical power system and the supplying of the important customer will be guaranteed.

Key words Electrical power system； frequency； voltage； control

摘要………………………………………………………………………………………Ⅰ
ABSTRACT…………………………………………………………………………………Ⅱ
1.引言……………………………………………………………………………………1
2.电力系统电压频率紧急控制的概述…………………………………………………2
2.1频率紧急控制……………………………………………………………………2
2.2电压紧急控制……………………………………………………………………3
3.电压频率紧急控制装置的原理及分析 ………………………………………………4
3.1自动低频减裁装置的说明………………………………………………………4
3.2自动低频减载装置的电气量测量方法…………………………………………5
3.3自动低频减载装置的失步振荡判据……………………………………………6
3.4 低频事故的判别方法…………………………………………………………11
3.5 低压事故的判别方法…………………………………………………………12
3.6 装置防止误动作的措施………………………………………………………12
4.装置的硬件结构及软件开发…………………………………………………………13
4.1 装置的基本硬件配置及框图…………………………………………………13
4.2 软件开发………………………………………………………………………18
5.总结……………………………………………………………………………………20
谢辞………………………………………………………………………………………21
参考文献…………………………………………………………………………………22
附录………………………………………………………………………………………23

1 前 言
我国在建国以来的半个世纪中，电力工业取得了迅速的发展，平均每年以10%以上的速度在增长，特别是上世纪90年代后，我国的电力平均每年新增装机容量17多GW，实现装机容量8年翻一番，使电力供应有所缓和，也促进了我国经济和建设的飞速发展。
现在社会和经济发展的一个突出特点是，电力的使用已渗透到社会经济、生活的各个领域。由于电力是一种便于转换的能源型式，不仅能高度集中和无限划分，清洁干净和易于控制，而且可以大规模生产和远距离输送。所以一个国家的电气化程度成了衡量其社会现代化水平高低的重要标志之一。
现在，我国电力工业已开始进入"大机组","大电网","超高压","高自动化"的发展新阶段,科技水平不断提高,调度自动化,光纤通信,计算机控制等高新技术,已在电力系统中得到了广泛应用。但是, 为了适应这些变化以及更复杂的运行方式和更远的输电距离，就需要更高要求的系统的安全稳定运行。
当电力系统内发生故障时，继电保护正确动作，快速切除故障是保证系统稳定的基本措施，但在某些系统，当发生一些严重故障时，仍可能使系统进入危及系统安全的运行状态。所以安全控制是维持电力系统安全运行所必须的。
电力系统紧急控制是指在电网事故状态下，由于系统内部电源与负荷功率失去平衡，系统频率与电压将发生较大幅度的变化，尤其是在有功缺额、无功缺额或两者均不足而导致系统的崩溃事故状态下，为了保证主系统的安全运行和对重要用户的不间断供电（包括发电厂本身的厂用电）而进行的切负荷、切机和解列控制。
频率和电压是电力系统运行的两个最重要的指标。电力系统的频率反映了发电机组所发出的有功功率与负荷所需有功功率之间的平衡情况。当电厂发出的有功功率不能满足用户要求出现差额时，系统频率就会下降。当电力系统因事故而出现严重的有功功率缺额时，其频率将随之急剧下降（其下降值与功率缺额有关），而对系统运行极为不利，甚至会发生频率崩溃现象和电压崩溃现象。一旦发生上述恶性事故，将会引起大面积停电，而且需要较时间才能恢复系统的正常供电。自动低频减载装置是防止发生上述事故的重要对策之一，当频率下降时，采用迅速切除不重要负荷的办法来抑制频率下降，以保证系统安全，防止事故扩大。由此可见，电力系统安装自动低频减载装置是十分必要的。
2 电力系统电压频率紧急控制的概述
频率和电压是电力系统运行的两个最重要的指标。在电网事故状态下，当一切正常的自动调节手段已起不到多大作用时，必须快速切除足够数量的用户负荷或将系统解列为若干部分，这种控制就称为电力系统电压频率紧急控制。
2.1 频率紧急控制
电力系统的频率反映了发电机组所发出的有功功率与负荷所需有功功率之间的平衡情况。当电厂发出的有功功率不能满足用户要求出现差额时，系统频率就会下降。
2.1.1电力系统频率特性
电力系统频率特性分为电力系统频率静态特性和电力系统频率动态特性。
一、电力系统频率静态特性
当系统频率变化时，整个系统的有功负荷也要随之改变，这种有功负荷随频率改变的特性叫频率静态特性。
在电力系统出现较大功率缺额时，如能在较低的频率维持运行，主要依靠了负荷频率特性所起的调节作用。当频率降低时，负荷按照自身的频率特性，自动的减少了从系统中所取用的功率，使之于发电机所发出的功率保持平衡。
根据负荷调节效应能自动减少从系统取用功率的概念，不难确定系统负荷所减少的功率就等于功率缺额。通过对负荷静态频率特性的分析，可以较方便地得出功率缺额与频率降低值之间的关系，求得系统频率的降低值。
二、电力系统频率动态特性
电力系统由于有功功率平衡遭到破坏而引起系统频率发生变化，频率从正常状态过渡到另一个稳定值所经历的时间过程，称为电力系统的动态频率特性。当系统中出现功率缺额时，系统中旋转机组的动能都为支持电网的能耗做出贡献，频率随时间变化的过程主要决定于有功功率缺额的大小与系统中所有转动部分的机械惯性，其中包括汽轮机、同步发电机、同步补偿机、电动机及电动机拖动的机械设备。
电网中有许多发电机并联运行，当系统由于功率缺额而频率下降时，在动态过程中各母线电压频率并不一致。如先忽略各节点Δfi的差异，首先求得全系统统一频率 的变化过程。因此可以把系统所有机组作为一台等值机组来考虑。