【正文】 ，投資必然增加一些，同時現(xiàn)場還需要進(jìn)行必要的安裝接線。低周減載電力系統(tǒng)的頻率是電能質(zhì)量重要的指標(biāo)之一。電力系統(tǒng)正常運行時，必須維持頻率在50177。（~）Hz 的范圍內(nèi)。系統(tǒng)頻率偏移過大時，發(fā)電設(shè)備和用電設(shè)備都會受到不良的影響。輕則影響工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量；重則損壞汽輪機(jī)、水輪機(jī)等重要設(shè)備，甚至引起系統(tǒng)的“頻率崩潰”，致使大面積停電，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。（一）電力系統(tǒng)頻率偏移的原因電力系統(tǒng)的頻率是反映系統(tǒng)有功功率是否平衡的質(zhì)量指標(biāo)。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)出的有功功率有盈余時，頻率就會上升，超過額定頻率；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)送的有功功率缺額時，頻率就會低于額定值。21 / 80電力系統(tǒng)的頻率與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速有著嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，電機(jī)的轉(zhuǎn)速是由作用在機(jī)組轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)矩決定的，原動機(jī)輸入的功率如果在扣除了勵磁損耗和各種機(jī)械損耗后能與發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率保持平衡，則發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速將保持不變，電力系統(tǒng)所有發(fā)電機(jī)輸出的有功功率的總和，在任何時刻都將等于此系統(tǒng)包括各種用電設(shè)備所需的有功功率和網(wǎng)絡(luò)的有功損耗的總和。但由于有功負(fù)荷經(jīng)常變化，其任何變動都將立刻引起發(fā)電機(jī)輸出電磁功率的變化，而原動機(jī)輸入功率由于調(diào)節(jié)系統(tǒng)的滯后，不能立即隨負(fù)荷波動而作相應(yīng)的變化，此時發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)矩平衡被打破，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速將發(fā)生變化，系統(tǒng)的頻率隨之發(fā)生偏移。在非事故情況下，負(fù)荷變化引起的頻率偏移將由電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整來限制。對于負(fù)荷變化幅度小，變化周期短（一般為 10s 以內(nèi)）所引起的頻率偏移，一般由發(fā)電機(jī)的調(diào)速器進(jìn)行調(diào)整，這就是電力系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整。對于負(fù)荷變化幅度大，變化周期較長（一般在10s~3min）所引起的頻率偏移 ，單靠調(diào)速器的作用，不能把頻率偏移限制在規(guī)定的范圍內(nèi)，必須有調(diào)頻器參加調(diào)頻。這種有調(diào)頻器參與的頻率調(diào)整稱為二次調(diào)整。然而在事故情況下，例如：大型發(fā)電機(jī)組突然切除，輸電線路發(fā)生短路跳閘或用電負(fù)荷突然大幅度增加，致使電力系統(tǒng)可能會出現(xiàn)嚴(yán)重的功率缺額，使頻率急劇下降，這時單靠水輪機(jī)或汽輪機(jī)組的調(diào)速器或調(diào)頻器已經(jīng)解決不了頻率下降的問題，必須采取緊急的低頻減載控制措施，才能防止電網(wǎng)的頻率崩潰，保證系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。（二）電力系統(tǒng)頻率降低的危害性（1）系統(tǒng)的頻率下降，使發(fā)電廠的廠用機(jī)械出力大為下降，結(jié)果必然影響發(fā)電設(shè)備的正常工作，使發(fā)電機(jī)的有功出力減少，導(dǎo)致系統(tǒng)頻率的進(jìn)一步降低。（2）系統(tǒng)頻率降低，勵磁機(jī)的轉(zhuǎn)速也相應(yīng)降低，當(dāng)勵磁電流一定時，勵磁機(jī)發(fā)出的元功功率就會減少。而頻率降低時，異步電動機(jī)、變壓器的勵磁電流將增大，無功損耗增加。這將導(dǎo)致電力系統(tǒng)的無功平衡和電壓調(diào)整增加困難。運行經(jīng)驗表明，當(dāng)系統(tǒng)頻率下降至46~45Hz 時，系統(tǒng)的電壓水平就會受到嚴(yán)重的影響，甚至造成電壓的崩潰。（3）系統(tǒng)頻率長期處于 或 49Hz 以下時，會降低各用戶的生產(chǎn)率。因此，運行規(guī)程規(guī)定：電力系統(tǒng)的允許頻率偏差為177。 ；系統(tǒng)頻率不能長時間運行在 ~49Hz 以下；事故情況下， 不能較長時間停留在 47Hz 以下；系統(tǒng)頻率的瞬時值不能低于 45Hz。因而當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生功率缺額的事故時 ，必須迅速地斷開部分負(fù)荷，減少系統(tǒng)的有功缺額，使系統(tǒng)頻率維持在正常的水平或允許的范圍內(nèi)。在系統(tǒng)發(fā)生故障，有功功率嚴(yán)重缺額，需要切除部分負(fù)荷時，應(yīng)盡可能做到有次序、有計劃地切除負(fù)荷，并保證所切負(fù)荷的數(shù)量必須合適，以盡量減少切除負(fù)荷后所造成的經(jīng)濟(jì)損失。這是低頻減載裝置的任務(wù)。（三）低頻減載的控制方式假定變電站饋電母線上有多條配電線路，根據(jù)這些線路所供負(fù)荷的重要程度，分為基本級和特殊級兩大類。把一般負(fù)荷的饋電線路放在基本級里，供給重要負(fù)荷的線路劃在特殊級里，一般低頻減載裝置基本級可以設(shè)定 5 輪或 8 輪，隨用戶選用。安排在基本級中的配電級路，也按重要程度分為 2 、3 、 …、8 輪。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生功率嚴(yán)重缺額造成頻率下降至第 122 / 80輪的啟動值，且延時時限已到時，低頻減載裝置動作出口，切除第 1 輪的線路，此時如果頻率恢復(fù)，則動作便成功。但若頻率還不能恢復(fù)，說明功率仍缺額。當(dāng)頻率低于第 2 輪的整定值，且第 2 輪的動作延時己到，則低頻減載裝置再次啟動，切除第 2 輪的負(fù)荷。如此反復(fù)對頻率進(jìn)行采樣、計算和判斷，直至頻率恢復(fù)正?；蚧炯壍?1~8 輪（多數(shù)變電站只分為 3 輪或 5 輪）的負(fù)荷全部切完。當(dāng)基本級的線路全部切除后，如果頻率仍停留在較低的水平上，則經(jīng)過一定的時間延時后，啟動切除特殊輪負(fù)荷。一般第 1 輪的頻率整定為 ~，最末輪的頻率整定為 46~。若采用常規(guī)的低頻繼電器，則相鄰兩輪間的整定頻率差為 ，動作時限差為 ；若采用微機(jī)低頻減負(fù)荷裝置，則相鄰兩輪間的整定頻率差可以減少，時限差也可減少。特殊輪的動作頻率可取 ~，動作時限可取 15~25s。至于特別重要的用戶，則設(shè)為 0 輪，即低頻減載裝置不會對它發(fā)切負(fù)荷的指令。（四）低頻減載的實現(xiàn)方法實現(xiàn)低頻減載的方法關(guān)鍵在于測頻，在微處理器特別是單片機(jī)引入我國并推廣應(yīng)用以前，測頻主要靠電磁型或晶體管型的頻率繼電器。后來又發(fā)展了數(shù)字式頻率繼電器，由頻率繼電器和控制輪次的中間繼電器組成整套低頻減載裝置。這些低頻減載裝置存在體積大、測頻精度低、易受干擾等缺點，為了避免誤動，常加上低壓閉鎖、低電流閉鎖及增加時延等環(huán)節(jié)。每增加一種閉鎖措施，則至少必須增加一種繼電器，因此結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)試不方便。而且隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，電網(wǎng)運行方式日益復(fù)雜和多樣化，供電可靠性的問題更加突出，因此對低頻減載裝置的性能指標(biāo)的要求也必須提高。采用傳統(tǒng)的頻率繼電器構(gòu)成的低頻減負(fù)荷裝置，由于級差大、級數(shù)少，不能適應(yīng)系統(tǒng)中出現(xiàn)的不同的功率缺額的情況，不能有效地防止系統(tǒng)的頻率下降并恢復(fù)頻率，難以實現(xiàn)重合閘等功能，常造成頻率的懸停和超調(diào)現(xiàn)象。隨著計算機(jī)在變電站自動裝置中的應(yīng)用日趨廣泛，不少研究單位和廠家研究開發(fā)了各種類型的微機(jī)低頻減載裝置，其功能也日趨完善，由于它具有許多優(yōu)點（詳見下文），因此由其代替常規(guī)低頻減載裝置是必然的趨勢。目前，用微機(jī)實現(xiàn)低頻減載的方法大體有兩種。（1）采用專用的低頻減載裝置實現(xiàn)。這種低頻減載裝置的控制方式如前所述，將全部饋電線路分為 1~8 輪（也可根據(jù)用戶需要設(shè)置低于 8 輪的）和特殊輪，然后根據(jù)系統(tǒng)頻率下降的情況去切除負(fù)荷。（2）把低頻減載的控制分散裝設(shè)在每回饋電線路的保護(hù)裝置中。現(xiàn)在微機(jī)保護(hù)裝置幾乎都是面向?qū)ο笤O(shè)置的，每回線路配一套保護(hù)裝置，在線路保護(hù)裝置中，增加一個測頻環(huán)節(jié)，便可以實現(xiàn)低頻減載的控制功能了，對各回線路輪次安排考慮的原則仍同上所述。只要將第n 輪動作的頻率和時延定值事前在某回線路的保護(hù)裝置中設(shè)置好，則該回線路便屬于第 n 輪切除的負(fù)荷。這種控制方法容易實現(xiàn)，結(jié)構(gòu)也簡單，目前國內(nèi)面向 110KV 及以下變電站的綜合自動化系統(tǒng)中基本均采用這種控制方法。23 / 80（五）對低頻減載裝置的基本要求（1）能在各種運行方式且功率缺額的情況下，有計劃地切除負(fù)荷，有效地防止系統(tǒng)頻率下降至危險點以下。（2）切降的負(fù)荷應(yīng)盡可能少，應(yīng)防止超調(diào)和懸?，F(xiàn)象。（3）變電站的線路故障或變壓器跳閘等造成失壓時，應(yīng)可靠閉鎖，低頻減載不應(yīng)誤動。（4）電力系統(tǒng)發(fā)生低頻振蕩時，不應(yīng)誤動。（5）電力系統(tǒng)受諧波干擾時，不應(yīng)誤動。為滿足以上要求，關(guān)鍵是要有原理先進(jìn)、準(zhǔn)確度高、抗干擾能力強的測頻電路。此外，為了提高低頻減載的可靠性，常增加以下措施：①低電壓閉鎖；②低電流閉鎖；③滑差閉鎖，也即頻率變化率閉鎖；④雙測頻回路切換或串聯(lián)閉鎖；⑤測頻回路異常閉鎖。（七）新型低頻減載裝置的特點常規(guī)的低頻減載裝置由電磁式或數(shù)字式的頻率繼電器構(gòu)成。主要存在測頻精度不高（分辨率僅在 ~ 之間） 、抗干擾能力差、性能不穩(wěn)定等缺點。新型的低頻減載裝置由微處理器（多數(shù)采用單片機(jī)）構(gòu)成，可以充分發(fā)揮微處理機(jī)的優(yōu)勢，因此具有以下主要特點。（1）測頻方法先進(jìn)，測頻精度高。由單片機(jī)和大規(guī)模集成電路組成的低頻減載裝置，可以充分利用單片機(jī)的資源，提高測頻精度。（2）可采用頻率下降速率作為動作判據(jù)或閉鎖條件。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重的功率缺額事故時，系統(tǒng)頻率的下降速率快。如果低頻減載裝置按 df/dt 作為動作判據(jù)，則能加速切除部分負(fù)荷，保證系統(tǒng)頻率盡快恢復(fù)正常，也即提高了裝置動作的快速性和準(zhǔn)確性。也可以利用df/dt 作為閉鎖條件，以防止低頻減載裝置誤動。（3）容易擴(kuò)展低電壓閉鎖功能。安裝低頻減載裝置的變電站，當(dāng)其母線或附近出線發(fā)生短路事故時，母線電壓降低，有時可以引起測頻誤差，致使裝置誤動。為提高可靠性和動作的準(zhǔn)確性，可考慮增加低壓閉鎖功能。對于常規(guī)的低頻減載裝置來說，必須增加一個電壓繼電器，而對于微機(jī)低頻減載裝置，只需從軟件上增加電壓判據(jù)即可。（4）容易擴(kuò)充重合閘功能。由微機(jī)構(gòu)成的低頻減載裝置，只要在軟件設(shè)計上做些工作，并擴(kuò)展合閘出口回路，就可以方便地擴(kuò)展自動重合閘功能。它是在低頻減載裝置動作，切除部分負(fù)荷并在消除有功功率缺額事故后，系統(tǒng)頻率回升時，對已被切線路進(jìn)行重合閘操作。這對于無人值班變電站尤其有用，可以防止裝置誤動或在有功缺額的事故消除后，及時恢復(fù)供電。對于以水電為主，并有較大容量的電力系統(tǒng)，經(jīng)過延時跳閘這段時間，水輪機(jī)調(diào)速器已經(jīng)發(fā)揮作用，系統(tǒng)備用容量得到充分利用，從而減輕了系統(tǒng)的有功功率缺額，此時可以重合閘，加速恢復(fù)對用戶的供電。24 / 80（5）具有故障自診斷和自閉鎖功能。微機(jī)低頻減載裝置，利用微機(jī)的智能，很容易擴(kuò)展故障自診斷功能。例如：測頻回路自檢、存儲器自檢和輸出回路自檢等。當(dāng)發(fā)現(xiàn)某部分發(fā)生故障時，應(yīng)立刻報警，并自動閉鎖裝置的出口。備用電源自投（一）備用電源自投（BZT）的作用隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的不斷提高及家用電器迅速走向千家萬戶，用戶對供電質(zhì)量和供電可靠性的要求日益提高，備用電源自動技人是保證配電系統(tǒng)連續(xù)可靠供電的重要措施。因此，備用電源自投已成為變電站綜合自動化系統(tǒng)的基本功能之一。備用電源自投裝置是因電力系統(tǒng)故障或其他原因使工作電源被斷開后，能迅速將備用電源或備用設(shè)備或其他正常工作的電源自動投入工作，使原來工作電源被斷開的用戶能迅速恢復(fù)供電的一種自動控制裝置。備用電源自投一般有明備用和暗備用兩種基本方式。系統(tǒng)正常時，備用電源不工作者，稱為明備用；系統(tǒng)正常運行時，備用電源也投入運行的，稱為暗備用。暗備用實際上是兩個工作電源互為備用。傳統(tǒng)的備用電源自投裝置是晶體管型或電磁型的自控裝置。這些老式的裝置不僅體積大、功能單一，且可靠性不高。隨著微處理機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，微機(jī)型的備用電源自投裝置必將取代常規(guī)的自動裝置。（二）微機(jī)型的備用電源自投裝置的優(yōu)越性微機(jī)型的備用電源自投裝置通過精心設(shè)計，可以具有以下特點。（1）綜合功能齊全、適應(yīng)面廣。常用的 3 種備用電源自投方式（兩進(jìn)線互為自投、母聯(lián)或橋自投），如果采用常規(guī)的備用電源自投裝置，需要安裝 3 套備用電源自投裝置，不僅體積大，成本也高。但若采用微機(jī)型備用電源自投控制裝置，則 1 套裝置就能全部實現(xiàn)。（2）具有串行通信功能，可實時將信息上傳。（3）體積小，性能價格比高。（4）故障自診斷能力強，可靠性高。（5）可根據(jù)特殊運行方式的需求，通過軟件調(diào)整滿足。但也應(yīng)注意，復(fù)雜的軟件設(shè)計要求，也容易造成程序隱患，所以也不宜選擇過于復(fù)雜的備自投運行方式。小電流接地選線國內(nèi) 66kV 及以下電網(wǎng)，中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地，單相接地時，故障點流過很小的電容電流，因此叫做小電流接地系統(tǒng)。當(dāng)有一相發(fā)生接地故障時，線電壓仍三相對稱，不影響正常供電，允許運行 1?2 小時而不必跳閘。但為了防止發(fā)展成兩相接地故障，必須在這段運行時間內(nèi)識別出單相接地線路即小電流接地選線，然后由運行人員采取措施查找故障25 / 80點并切除故障。小電流接地選線有多種實現(xiàn)原理：①拉路選線；②零序電流和零序功率方向；③五次諧波判別法；④反應(yīng)暫態(tài)分量首半波。 ⑤注入法。但無論哪一種原理，均采用零序過壓作為單相接地的認(rèn)定啟動條件，通過相電壓降低判別故障相別。（1）拉路選線。這是傳統(tǒng)的選線方法，即逐路拉開出線斷路器，當(dāng)拉開某條出線后，若指針表指示 3U0 降低為正常值，則表明此線路接地。對拉開的線路，一般可人工或通過重合閘送上。目前國內(nèi)部分綜合自動化廠家也提供了類似的遠(yuǎn)方命令實現(xiàn)拉路選線功能。（2）零序電流和零序功率方向。對于完全不接地系統(tǒng)，由于接地線路零序電流稍大（是非接地線路零序電容電流的總和），且零序電流方向滯后于零序電壓 90o（非接地線路零序電流方向超前于零序電壓 90o），所以可根據(jù)以上兩特性進(jìn)行線路接地判別。若工作出線較多，接地線路零序電流增大明顯，則僅通過零序過流即可正確選出接地線路。若工作出線較少或零序過流靈敏度不能滿足要求，則應(yīng)考慮選用零序功率方向進(jìn)行選線。零序過流選線使用條件可參考： 其中 3I0min——線路單相接地時的最小零序電流 Klm ——靈敏系數(shù)，取 2 3I0max——正常運行時的最大接地電容電流 Kk ——可靠系數(shù)，取 ~2 Ibp —— 一次側(cè)的不平衡電流 Kk‘ ——可靠系數(shù)，取 ~（3）五次諧波判別法。中性點非直接接地系統(tǒng)單相接地時，由于發(fā)電機(jī)電動勢的非正弦特性和變壓器鐵芯、負(fù)荷的非線性，電壓、電流總是包含有諧波分量，其中五次諧波較大。在經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)中單相接地時，消弧線圈僅能補償電容電流中的基波分量，對于五次諧波分量，由于消弧線圈感抗增大為基波感抗的 5 倍，而線路五次諧波容抗為基波容抗的1/5，所以消弧線圈中的五次諧波電感電流相對于五次諧波對地電容電流來說是非常小，起不到補償作用，與中性點完全不接地系統(tǒng)相似，可以不考慮消弧線圈的影響。五次諧波在