[科普中国]-电力系统频率崩溃

简介

电力系统中同步发电机产生的交流正弦基波电压的频率。在稳态条件下各发电机同步运行，整个电力系统的频率是相等的，它是一个全系统一致的运行参数。电力系统的额定频率为50 Hz或60 Hz ,中国及欧洲地区采用50 Hz,美洲地区多采用60Hz。

电力系统的频率仅当所有发电机的总有功出力与总有功负荷(包括电网的所有损耗)相等时，才能保持不变。而当总有功出力与总负荷发生不平衡时，各发电机组的转速及相应的频率就要发生变化。电力系统的负荷是时刻变化的，任何一处负荷的变化，都要引起全系统功率的不平衡，导致频率的变化。电力系统运行时，要及时调节各发电机的出力(通过调节原动机动力元素—蒸汽或水等的油入量)，以保持频率的偏移在允许的范围之内1。

电力系统频率崩溃电力系统频率崩溃是指电力系统或被解列后的局部系统出现较大有功功率缺频时，频率大幅度下降，影响汽轮发电机组出力降低或跳闸，造成频率进一步下降，系统有功出力进，一步减少的恶性循环，使电力系统或局部系统大停电。

当电力系统在正常频率下运行，出现不大的有功功率缺额，运行频率会有少许下降，但因负荷相应减少(负荷频率特性的作用)和系统有功备用容量的作用，将使倾率稳定于新的数值，系统是稳定的。如果有功功率缺额大于系统有功备用容量的数值较多，则运行频率就不能稳定于较高的数值而不断下降。如果不能采取紧急措施，迅速及时衰减相应容量的负荷。则系统将走向频率崩溃2。

频率下降对汽轮发电机组与核能机组的影响①汽轮发电机组的辅助设备，如水泵、风机和磨煤机等均由交流异步电动机拖动，当频率下降到48~47Hz时，其出力将显著降低。

②为了保护发电机组本身不遭受超过设计允许的颇率一时间特性的异常频率运行的损

害，许多大型发电机组都装有动作于切机的低频保护。

③核电厂反应堆的冷却介质泵，对频率有严格要求。当频率降到一定数值时即跳闸，使反应堆停止运行。

预防措施①电力系统保有负荷备用容量和事故备用容量。

②装设按频率降低自动减负待装置，其动作频率的整定应使大型汽轮发电机不致因颇率降低而跳闸;同时还要制定紧急事故时手动切除负荷的序位。

③制定保持发电厂厂用电的措施。

如当系统频率降到某一数值时，部分机组自动与系统解列。并向与其发电出力相当的负荷(包括厂用电)供电以保持颇率为额定频率.这些机组在频率崩溃后作为起动电源。可以加快电力系统的恢复供电过程。也有的在火电厂安装燃气轮机作为事故备用电源3。