電網(wǎng)低周運行對用戶危害及原因的分析

DOI:10.16661/j.cnki.1672-3791.2011.16.131

科技資訊

２０１１　　ＮＯ．１６

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動力與電氣工程

電網(wǎng)低周運行對用戶危害及原因的分析

席世元

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摘　要：電網(wǎng)負荷增加，轉速下降，周波降低，電網(wǎng)的有功功率，周波下降。關鍵詞：電力網(wǎng)　　頻率　　周波　　功率平衡　　負荷調整中圖分類號：Ｍ７１文獻標識碼：Ａ文章編號：１６７２－３７９１（２０１１）０６（ａ）－０１５２－０１

電力網(wǎng)新發(fā)出的電力隨時被用電設備平衡，也就是說用電設備所消耗的有功和無功在任何瞬間都等于發(fā)電機所發(fā)出的有功功率和無功功率。

負載用電設備所需的有功功率和無功功率就是設備的用電容量。設備的用電容量由兩方面決定：（１）用電設備本身材料的尺寸決定。（２）由電網(wǎng)的頻率和電網(wǎng)各接點電壓的大小決定，也就是說電網(wǎng)的電壓及周波也能決定電器設備的容量，特別的注意：當電壓和周波變動而設備的尺寸不變而容量是變的，當電網(wǎng)的周波高電壓就高，而用電設備吸收電網(wǎng)的能量就多，反之則相反。然而，電力網(wǎng)的周波和每節(jié)點電壓的大小又是根據(jù)功率平衡情況建立起來的。

本文著重分析這種變化的危害和原因。電力系統(tǒng)中有功和無功，周波和電壓相互影響相互制約，關系非常復雜。由于有功和周波的關系密切，無功和電壓的關系較為密切。所以在分析有功和周波的關系時，為了分析方便，不考慮電壓對它們的影響，但是其結果是不大的。

２　　電網(wǎng)低周運行對用戶的危害

我國技術標準規(guī)定電力系統(tǒng)頻率額定值為５０Ｈｚ；對正常運行的電網(wǎng)規(guī)定周波上下波動不得超過±０．２周／ｓ。在實際運行中周波偏差一般不超過±０．１周／ｓ。

我國水電部部頒規(guī)程規(guī)定：周波低于４９．５周／ｓ運行，時間不能超過６０ｍｉｎ，周波低于４９．０周／ｓ運行，時間不能超過３０ｍｉｎ。

電力系統(tǒng)頻率偏離額定值過大將嚴重影響電力用戶的正常工作，低周波運行將對用戶產生不良影響。

當周波下降到規(guī)定數(shù)值以外時，用戶的感應電動機的出力就下降，轉速也下降，并影響電動機的壽命；工業(yè)生產不同程度的受到一定影響；產品、產量都有下降的可能。如周波下降到４８Ｈｚ時，電動機轉速降低４％。因此工業(yè)產品的產量也相應降低，質量也保證不了。對用戶的經濟損失較大，據(jù)經驗證明，經濟損失的百分數(shù)一般與電網(wǎng)周波偏離額定數(shù)值百分數(shù)的平方成正比。

源和負荷的有功功率重新在額定周波下平衡。

４　　為防止低周運行，在電力緊張缺電情況

下，用戶有功功率的平衡及周波的調整

從全網(wǎng)（全局）觀點看，功率損耗增加了，電源出力沒有增加，在低周下運行是極不合理的。其結果是一家不聽指揮，整個用戶受牽連，把周波越拉越低造成惡性循環(huán)，甚至發(fā)生重大事故。

所以，在電力緊張的情況下，計劃用電十分重要，一定要按電網(wǎng)法規(guī)，統(tǒng)一調配，誰超限誰不超限，誰在峰用，誰在谷用，這是值得重視的問題。

２０１０年年初，元月至二月，由于水力發(fā)電受季節(jié)影響，發(fā)電有限，發(fā)電用煤比較緊張，洛陽市用電缺口４２．３萬ｋＷ，為了保生活用電，工業(yè)用電受到了限制，我公司是用電大戶，認真執(zhí)行，科學調度，有序排產，避開用電高峰。把用電大戶、大設備、中頻爐、電加熱爐等耗電設備，排在三班低峰時間，保證了電網(wǎng)周波的正常波動，有效防止了重大事故的發(fā)生。

３　　為防止用戶低周運行，在正常情況下，

電網(wǎng)有功功率的平衡與調整

實際上，用電負荷的大小決定電網(wǎng)的出力，用電量大電網(wǎng)出力就大，發(fā)電機發(fā)出的能量就大。一般周波的變動范圍為：±０．０２。

正常情況下指電網(wǎng)的電源能力大于用電負荷的要求，當負荷增加時而電網(wǎng)有能力恢復原來的周波下繼續(xù)運行。電網(wǎng)的負荷是連續(xù)變化的，是隨發(fā)電的季節(jié)性和用電設備周休和２４ｈ內用電班次的變化而形成波動，使電網(wǎng)投入發(fā)電設備或切除發(fā)電設備。結合我公司實際情況，有時在幾秒鐘或幾分鐘內電網(wǎng)約有幾千瓦的負荷波動。當負荷突然增加而電源未能及時增加，電網(wǎng)拖不動，發(fā)電機轉速下降，周波降低以后，由于電力生產的特點是發(fā)、供、用同時進行，而電網(wǎng)的有功也隨著周波下降而減少，但電網(wǎng)仍在新的狀態(tài)下，找到平衡點后繼續(xù)保持低周下的平衡。周波下降，發(fā)電設備調速器和自動調頻裝置就投入工作。從而提高電源出力，恢復電網(wǎng)周波，使電網(wǎng)電

１　　系統(tǒng)交流電頻率降低的原因和過程

電網(wǎng)的電能來自多方面，而由電能轉變成其它能量也是多方面的。而發(fā)電機是這種能源轉變的工具。發(fā)電機的轉速是勻速轉動，一但所需的功率大于發(fā)出功率，發(fā)電機就超負載運行。這時發(fā)電機就轉慢，電機轉速只要慢下來，而定子繞組被轉子磁場切割的次數(shù)就相應減少，這就是交流電頻率降低的原因和過程。

周波和頻率的關系：頻率即周波，它是交流電正負變化的次數(shù)，我國電網(wǎng)頻率為５０Ｈｚ，交流電變化一次所需的時間為周期，二者的關系為：ｆ＝１／Ｔ當發(fā)電機轉速慢下來周波也就慢下來。

有些設備的功率與周波是正比的線性關系。當周波高，而設備吸收電網(wǎng)的有功功率多，反之，生產的產品就少，當電網(wǎng)降低一個周波，比起正常周波下的生產能力減少２％左右。

５　　我公司動能調度臺，科學調度有序排產，

嚴格計劃用電，使周波平穩(wěn)運行在規(guī)定的范圍內

２００９年至２０１０年３月我公司沒有出現(xiàn)過低周運行現(xiàn)象，是和主管領導的重視分不開的，２００９年公司主營銷售收入１０．３７億元，科學調度各種動能單耗較去年同期相比都有較大幅度下降，其中電下降１２．５１％。

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