机组一次调频

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1、火电机组一次调频1.概述汽轮发电机组并列运行时，其转速由电网频率决定（额定电网频率50Hz对应着机组额定转速3000r/min），基本保持不变，通过上下平移汽轮机调节系统的静态特性曲线，可改变机组的负荷。必须指出的是，并网运行的各机组在外界负荷变化时，首先反应的是电网频率的变化，这时各机组的调节系统根据频差立即参与调节作用，迅速按其静态特性承担一定的的负荷变化，使之与外界负荷相平衡，以减少电网频率的变化，这一连续过程即为机组的一次调频。一次调频不能维持电网频率不变，只能缓和电网频率的改变过程及程度，必须通过同步器或其它方式改变机组负荷指令，使机组输出功率改变，以恢复

2、电网频率，这一过程称为二次调频。只有经过二次调频后，才能精确地使电网频率保持恒定。显然，由于有了一次调频的存在，二次调频的负担就大大减轻了。从负荷控制来看，一次调频属于频差前馈的负荷粗调方式，二次调频属于负荷反馈的负荷细调方式。2.带旋转阻尼的液压调节系统中一次调频的实现2.1使用旋转阻尼的出口油压作为转速感受信号旋转阻尼联结在汽轮机主轴上，主油泵出口的压力油经可调针型阀节流后通到旋转阻尼的一次油室，油室中的油压（即一次油压）与阻尼管内油柱所产生的离心力相平衡。一次油压p1与转速n的关系，可以根据油压与阻尼管内油柱所产生的离心力相平衡的关系求得：R2p1=∫ρRω2

3、dR=（ρ/2）（R22–R12）ω2=b1ω2R1或p1=bn2式中R2、R1为阻尼管的内外径，ω为角速度，ρ为油的密度。旋转阻尼尺寸较小，故一次油压较低，其变化也较小。如上汽厂125MW汽轮机额定转速时一次油压为0.22MPa，3420r/min时一次油压为0.286MPa。2.2带旋转阻尼的液压调节系统的一次调频通过绘制四方图可得到汽轮机调节系统的静态特性曲线，即“转速n-功率P”的关系曲线。同步器能将静态特性曲线上下平移，使得机组在并列运行时（并列运行时所有机组为同一转速）改变机组功率，同时它能及时根据电网频率（即机组转速）变化进行一次调频，是一次调频的液压

4、型频差调节器，采用反向放大工作原理。具体调频过程如下图示：当机组在静态曲线B点时，转速为n2（额定转速），功率为P2，旋转阻尼感受一次油压为p2，若此时系统负荷减少，则电网频率上升，机组转速同时上升到n1，旋转阻尼感受一次油压从p2上升到p1，一次油压的变化输入同步器，经同步器反向放大，使同步器输出二次油压下降，经过错油门使油动机开度减小，最终油动机通过杠杆或凸轮等传动机构关闭相应调门，机组功率从P2自动下降为P1，工作点从静态曲线B点移至A点。随着机组功率的下降，电网频率逐渐恢复（下降），一段延时后，工作点又将从A点回到B点。当电网频率下降时，一次调频过程恰好相反

5、。由上可知，一次调频是液压调节的汽轮机的固有特性，因为频率的变化必定引起一次油压的连续变化，而一次油压的变化最终将引起调门开度的变化，使机组功率及时适应外界负荷的需要，不管机组工作在哪一点，一次调频的功能是时刻存在的。2.3速度变动率与迟缓率对一次调频作用的影响速度变动率δ是指在某一同步器位置所对应的静态曲线下，独立运行机组从零负荷至额定满负荷时的转速差与额定转速（3000r/min）的比值：δ=（nmax-nmin）/n0=△n/n0式中nmax、nmin、n0分别为零负荷转速、额定满负荷转速及额定转速。事实上，速度变动率就是静态特性曲线的斜率，因此，速度变动率的

6、大小决定了机组一次调频能力的大小，即δ越大，特性曲线越陡，调频能力越小，δ越小，特性曲线越平，调频能力越大。如下图δ对一次调频的影响所示：随着δ的减小，△P1＜△P2＜△P3，图中△P3最大，相对一次调频能力最强。根据δ对一次调频的影响，对带基本负荷的机组，为保持稳定其δ应选大一些，使电网频率变化时负荷变化较小，即减小一次调频的动作，而带尖峰负荷的机组，其δ应选小一些，以快速恢复频率。由于机械的摩擦及间隙等原因，调节系统输入发生变化到调节阀开始动作存在着一定的迟延，使调节系统静态特性曲线并非简单的单值函数，而是存在着近于平行的上行和下行特性，这种现象称为迟缓现象。由

7、于迟缓现象的存在，使得孤立运行机组在同一功率下其上行和下行的转速存在一定偏差△n，它与额定转速n0的比值称为调节系统的迟缓率或不灵敏度。对于并列运行机组，由于转速决定于电网频率，不能任意摆动，迟缓率表现在功率的自发变化，即同一转速在上行、下行曲线上对应着不同的功率。对于迟缓率大的系统，必将延长一次调频的响应时间及过程，并且在一次调频结束时，机组功率较调频前会有一定量的漂移。1.新华数字电液调节系统（DEH-ⅢA）的一次调频近年来，新建大型火电机组都采用了数字电液调节系统，部分容量较小的老机组也逐步开始进行DEH改造，大大提高了汽轮机运行的可靠性、稳定性和安全性，