Page 221 - 新时期水利水电工程施工技术及其实践

第九章 水力发电技术

第五节 电力系统频率和有功功率的自动控制

一、电力系统中有功功率和频率调节的概念

电力系统中有功功率和频率调节大体可以分为一次调频、二次调频和三次
调频。

一次调频：是指在发电机组上安装调速器系统的频率特性所固有的能力，随
频率变化而自动进行频率调整，又称为有差调频。其特点是频率调整速度快，但
调整量随发电机组不同而不同，且调整量有限。
二次调频：是指当电力系统负荷发生较大变化时，一次调频不能恢复频率至

规定范围时，在发电机组上安装调频器，在调度统一控制下完成，可以实现误差
调频。

二、电力系统频率控制的必要性

（一）频率对电力用户的影响
①电力系统频率变化会引起异步电动机转速变化，这会使得电动机所驱动的

加工工业产品的机械的转速发生变化，转速不稳定会影响产品质量，甚至会出现
次品和废品。
①电力系统频率波动会影响某些测量和控制用的电子设备的准确性和性能，

频率过低时有些设备甚至无法工作。这对一些重要工业和国防是不能允许的。
③电力系统频率降低将使电动机的转速和输出功率降低，导致其所带动机械
的转速和出力降低，影响电力用户设备的正常运行。

（二）频率对电力系统的影响
①频率下降时，汽轮机叶片的振动会变大，轻则影响使用寿命，重则可能
产生裂纹，对于额定频率为 50Hz 的电力系统，当频率低到 45Hz 附近时，某些
汽轮机的叶片可能因发生共振而断裂，造成重大事故（次同步谐振，1970 年、

1971 年莫哈维电厂 790MW 机组的大轴损坏事故）。
②频率下降到 47~48Hz 时，火电厂由异步电动机驱动的辅机（如送风机、送
煤机）的出力随之下降，从而使火电厂发电机发出的有功功率下降。这种趋势如

果不能及时制止，就会在短时间内使电力系统频率下降到不能允许的程度，这种
现象称为频率雪崩。出现频率雪崩会造成大面积停电，甚至使整个系统瓦解。

207