Уставки устройств АЧР-1 и АЧР-2 по частоте
Согласно ГОСТ [4, п. 5.3.4], уставки по частоте должны находиться:
- для устройствАЧР-1 – в диапазоне от 46,5 до 48,8 Гц,
- для устройств специальной очереди АЧР-1 – в диапазоне от 49,0 до 49,2 Гц,
- для устройств АЧР-2 – в диапазоне от 48,7 до 49,1 Гц.
Согласно [3]: верхняя уставка АЧР-1 принимается 48,5; для АЧР-2 – 49,2÷49,5 В указанном диапазоне частот очереди АЧР-1 (обычно их число n = 10÷20) распределяются равномерно с интервалом (дискретностью) по частоте ∆f = 0,l ÷0,25 Гц.
Для всех очередей устройств АЧР-2 принимается единая уставка по частоте, несколько больше верхнего предела уставок устройств АЧР-1, чаще всего 49,2 Гц.
Уставки устройств АЧР-1 и АЧР-2 по времени
Согласно ГОСТ [4, п.5.3.4], уставки по времени:
- устройств АЧР-1 и специальной очереди АЧР должны находиться в диапазоне от 0,15 до 0,3 с и должны исключать действия этих устройств при коротких замыканиях в электрической сети;
- устройств АЧР-2 должны находиться в диапазоне от 5 до 70 с.
Выдержка времени устройств быстродействующей категории разгрузки (АЧР-1) выбирается минимальной по условиям предотвращения ложной работы реле частоты.
Для исключения ложных действий индукционного реле частоты типа ИВЧ-011 при резких изменениях контролируемого напряжения достаточна выдержка времени 0,2—0,3 с. Полупроводниковые реле частоты типа РЧ-1 в таких условиях ложно не работают, поэтому они позволяют выполнять частотную разгрузку с выдержками времени <0,1 c. В случае синхронных качаний устройства АЧР-1 с уставками по частоте 46,5—47,5 Гц практически не действуют, а для предотвращения ложной работы устройств АЧР-1 с уставками 47,5—49,0. Гц достаточна выдержка времени 0,25—0,3 с, а в большинстве случаев 0,1—0,15 с.
|
|
|
Минимальная начальная уставка по времени устройств АЧР-2 равна 3Тч (Тч - частотная постоянная энергосистемы) и составляет 5—10 с, а конечная — 60с (при наличии существенной резервной мощности ГЭС максимальная доходит до 90с – время, достаточное для автоматического пуска и нагружения гидрогенераторов) [1], [2].
Минимальные интервалы выдержки времени между смежными очередями АЧР-2 принимаются равными ∆t = 3-5 с [1].
Более ответственные потребители присоединяются к очередям с большими выдержками времени.
Мощность нагрузки, отключаемая устройствами АЧР-1 и АЧР-2
Согласно ГОСТ [4, п. 5.3.4], общий объём нагрузки, отключаемой устройствами АЧР, должен быть не менее 60% расчётного объёма потребления (максимального прогнозируемого потребления мощности энергосистемы, включая потери активной мощности в электрических сетях и потребление мощности на собственные и хозяйственные нужды электростанций), в том числе:
|
|
|
- объём ОН, отключаемый устройствами АЧР-1 – не менее 50% (из них устройствами специальной очереди АЧР – не менее 3%) расчётного объёма потребления;
- объём ОН, отключаемый устройствами АЧР-2 совмещённой входит в объём ОН, отключаемый АЧР-1. К устройствам АЧР-2 совмещённой должно быть подключено не менее 60% ОН, подключённого к устройствам АЧР-1.
- объём ОН, отключаемый устройствами АЧР-2 несовмещённой, должен быть не менее 10% расчётного объёма потребления.
Устройства ДАР должны реализовывать ОН в объёме, необходимом для обеспечения эффективной работы АЧР [4, п. 5.3.5.3].
Мощность, отключаемая устройствами АЧР, должна определяться с учетом того, что в общем случае мощность, потребляемая нагрузкой, зависит от частоты и снижается вместе с ней. Это явление называется регулирующим эффектом нагрузки В общем случае при постоянном напряжении зависимость мощности нагрузки от частоты (статическая частотная характеристика) может быть представлена в виде:
Pн = а 0 Pн.ном + а1Pн.ном f / fн + а2Pн.ном (f / fн)2 + а3Pн.ном (f / fн)3 +
+…+ аnPн.ном (f / fн)n (1) ,
где Pн.ном - номинальная мощность нагрузки потребителей
|
|
|
энергосистемы при номинальной частоте fн (50Гц);
а 0, а1, а2 , а3 , … , аn - доли общей нагрузки с соответствующей
зависимостью от частоты: индексы 1, 2, 3, …, n обозначают степень
зависимости данной категории нагрузки от частоты Нагрузка с
коэффициентом а 0 от частоты не зависит.
Выделяют 5 групп, к которым можно отнести основные механизмы и агрегаты потребителей по степени их зависимости от f :
1. Осветительная нагрузка, дуговые печи, печи сопротивления и выпрямители, мощность нагрузки которых практически не зависит от частоты.
2. Металлорежущие станки, шаровые мельницы, компрессоры и другие механизмы и агрегаты, мощность нагрузки которых зависит от частоты приблизительно в первой степени.
3. Механизмы, момент сопротивления которых пропорционален частоте в первой степени; мощность нагрузки этих механизмов зависит от частоты приблизительно во второй степени.
4. Вентиляторы, циркуляционные насосы с небольшим сопротивлением статического напора, мощность нагрузки которых, пропорциональна частоте в третьей степени.
5. Насосы с большим сопротивлением статического напора (например, питательные насосы электростанций), мощность нагрузки которых зависит от частоты в более высокой степени.
|
|
|
С понижением частоты в системе уменьшается и производительность всех этих групп потребителей, за исключением первой.
Коэффициент регулирующего эффекта нагрузки определяется дифференцированием функции мощности по частоте:
k рэн = а1+ 2а2 + 3а3+ … + n аn (2)
и характеризует изменение мощности нагрузки в зависимости от частоты сети:
(3),
где значения мощности и частоты выражены в процентах от их номинальных значений.
Изменение мощности имеет тот же знак, что и изменение частоты.
k рэн может иметь значения от 1 до 3,5 в общем случае, но для большинства энергосистем принимается k рэн = 1,5 ÷ 2,5, т.е. считается, что изменение частоты на ∆f = 1% сопровождается изменением суммарной нагрузки энергосистемы на ∆Pн=1,5 ÷ 2,5%.
При дефиците активной мощности в энергосистеме частота снижается до тех пор, пока снова не наступит равенство потребляемой и вырабатываемой генераторами мощностей (рис.1.1) => новое установившееся значение частоты при отсутствии АЧР: f∞ = fном - Δ f∞ => произошедшее снижение активной мощности нагрузки ∆ P н ∞ равно начальному дефициту активной мощности Р Д0 .
Часто при расчётах удобнее пользоваться значениями мощности в процентах, а частоты – в герцах:
(4),
следовательно: РД0(%)= 
(5)
Согласно ПУЭ частота в системе в результате действия устройства АЧР автоматически должна восстанавливаться, как правило, в диапазоне
fв = 49÷ 49,5 Гц. Дальнейшее восстановление частоты в системе до номинальной производится устройствами АРЧ и АРЧМ.
В соответствии с этим формула для подключаемой к устройству АЧР мощности отключаемой нагрузки:
Pотк∑% = 2 kрэн ∙ ∆ f = 2 kрэн ( fв − fсрn ) (6)
где fв и fсрn - соответственно частота восстановления и конечная частота срабатывания АЧР-1, Гц.
На практике часто значение отключаемой АЧР-1 мощности нагрузки увеличивают на 5%, чтобы учесть вероятностный характер возникновения аварий [ ].
Объем АЧР-2 должен быть достаточным:
1. для восстановления частоты после действий устройств АЧР-1:
объем АЧР-2 должен быть не менее 10% мощности системы (района).
2. для предотвращения значительного снижения частоты при медленных аварийных снижениях генерируемой мощности (каскадное развитие аварии и т. п.): объем АЧР-2 должен составлять не менее 40% объема АЧР-1(когда действует только АЧР-2).
Иными словами, о тключаемая АЧР-2 мощность нагрузки принимается:
РАЧР-2 ≥ РАЧР-1 , но не менее 0,1Рнном (7)
=> Таким образом, общая мощность нагрузки, подключаемой к АЧР-1 и АЧР-2 при раздельном их выполнении, может почти в 1,5 раза превышать возникающий дефицит генерируемой мощности РД0 [1].
При практикуемом совмещении АЧР-1 и АЧР-2— комбинированном выполнении устройств АЧР с автоматически переключаемыми уставками одного измерительного реле частоты общая мощность нагрузки, которая потенциально может быть отключена в процессе снижения и восстановления частоты, уменьшается примерно до 1,2 РД0 [1].
Настройка устройств АЧР
5.1 Выбор числа автоматов
Количество очередей (а следовательно и автоматов) АЧР-1 определяется диапазоном частот срабатывания автоматов и их дискретностью (избирательностью) по частоте:
(8),
где fср1 – частота срабатывания первой очереди АЧР,
fсрn – частота срабатывания последней очереди АЧР,
∆fизб – ступень избирательности (дискретность) по частоте АЧР-1.
Минимальная ступень избирательности по частоте зависит от технических возможностей измерительных реле частоты.
Полупроводниковое измерительное реле частоты типа РЧ-I обеспечивает дискретность 0,1 Гц, аналого-цифровое измерительное реле частоты типа РСГ-11 - 0,05 Гц, а современное унифицированное реле частоты УРЧ-3М обеспечивает дискретность задания уставок:
· по частоте срабатывания - 0,01 Гц,
· по времени срабатывания - 0,1 с,
Реальное значение ступени избирательности ∆ fизб между очередями АЧР-1 определяют с учётом целесообразного числа автоматов. Как показывает практика, число очередей (а значит и автоматов АЧР-1) реально принимается n = 10÷20 и ∆ fизб = 0,1÷0,25 Гц.
5.2 Определение мощности нагрузки, отключаемой каждым автоматом
Расчёт мощности Роткi, подключаемой к соответствующему i-тому автомату АЧР-1, можно произвести по выражению (4) с учётом мощности, отключённой предыдущей очередью:
Ротк1 % =2 k рэн (fв – fср1)
Ротк2 % =2 k рэн (fв - fср2) (1- Ротк1*) ;
Ротк3 % =2 k рэн (fв - fср3) [1- (Ротк1*+ Ротк2*)] ;
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (9)
где Ротк* - отключаемая мощность соответствующей очереди в относительных единицах, отнесённая к номинальной мощности нагрузки (при ):
Ротк*i = Ротк i % /100 = Ротк i / Рн ном (10)
На практике для простоты допускается равномерное распределение общей отключаемой мощности между очередями АЧР-1:
Ротк i = Pотк∑% /n (11)
Отключаемая АЧР-2 мощность нагрузки распределяется поровну между тремя - пятью очередями в принятых диапазонах уставок по времени.
При выполнении АЧР-2 совмещенной следует иметь в виду, что для сокращения длительности подъема частоты после действия устройств АЧР-1 при более частых (не максимальных) дефицитах мощности необходимо выполнять ряд несовмещенных очередей с пуском только от устройств АЧР-2 , суммарная отключаемая мощность которых должна составлять:
(12)
Фактический объем разгрузки, т. е. мощность нагрузки потребителей, которую следует отключить устройствами АЧР при заданном аварийном дефиците мощности, чтобы частота в энергосистеме восстановилась до значения fв, можно определить по формуле[1]:
(13)
5.3 Настройка дополнительной АЧР
Дополнительная АЧР, устанавливаемая в потенциально опасных из-за возникновения лавины частоты, срабатывает при зависании частоты на 47÷48 Гц более 15÷25 с или по максимальной скорости снижения частоты в начальный период переходного процесса, что бывает при больших дефицитах. Например, дефицит мощности свыше 40% может вызвать скорость снижения частоты более 2,0 Гц/с, при которой срабатывание АЧР-1 неэффективно. Микроэлектронное реле частоты типа УРЧ-3М позволяет выбрать уставки по скорости снижения частоты в пределах от 1,1 Гц до 1,7 Гц. Для повышения надёжности срабатывания уставки могут выбираться ещё меньше [4].
Мощность потребителей, отключаемая безынерционными автоматами дополнительной АЧР:
(14) ,
где fсрд - частота срабатывания дополнительной АЧР;
- объём уже отключённой к этому моменту нагрузки автоматами АЧР-1.
Таким образом осуществляется настройка всех автоматов АЧР. Какая часть из них будет задействована реально в том или другом случае, будет зависеть от конкретного значения возникшего дефицита мощности.
Дата добавления: 2019-02-13; просмотров: 2168; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!