Глава 2. Автоматическая частотная разгрузка
Назначение и основные принципы выполнения
Автоматической частотной разгрузки
Пока в энергосистеме имеется вращающийся резерв активной мощности, системы регулирования частоты и мощности будут поддерживать заданный уровень частоты. После того как вращающийся резерв будет исчерпан, дефицит активной мощности, вызванный отключением части генераторов или подключением новых потребителей, повлечет за собой снижение частоты в энергосистеме.
Небольшое снижение частоты (на насколько десятых Гц) не представляет опасности для нормальной работы ЭЭС, хотя и влечет за собой ухудшение экономических показателей. Снижение частоты более чем на 1 – 2 Гц представляет серьезную опасность и может привести к полному расстройству работы энергосистемы.
Это в первую очередь определяется тем, что при понижении частоты снижается частота вращения электродвигателей, а стало быть, и производительность приводимых ими механизмов собственного расхода электростанций. Вследствие этого резко уменьшается располагаемая мощность тепловых электростанций, особенно электростанций высокого давления, что влечет за собой дальнейшее снижение частоты в энергосистеме. Таким образом, происходит лавинообразный процесс – «лавина частоты», который может привести к полному расстройству работы энергосистемы.
Процесс снижения частоты сопровождается также снижением напряжения, что происходит вследствие уменьшения частоты вращения возбудителей, расположенных на одном валу с основными генераторами. Если регуляторы возбуждения генераторов и синхронных компенсаторов не смогут удержать напряжение, то также может возникнуть лавинообразный процесс - «лавина напряжения», т.к. снижение напряжения сопровождается увеличением потребления реактивной мощности, что еще более осложнит положение в энергосистеме.
|
|
|
Аварийное снижение частоты в энергосистеме, вызванное внезапным возникновением значительного дефицита активной мощности, протекает очень быстро – в течение нескольких секунд. Поэтому дежурный персонал не успевает принять каких-либо мер. Вследствие этого ликвидация аварийного режима должна возлагаться на устройства автоматики. Для предотвращения развития аварии должны быть немедленно мобилизованы все резервы активной мощности, имеющиеся на электростанциях. Все вращающиеся агрегаты загружаются до предела с учетом допустимых кратковременных перегрузок.
При отсутствии вращающегося резерва единственно возможным способом восстановления частоты является отключение части наименее ответственных потребителей. Это и осуществляется с помощью специальных устройств автоматической частотной разгрузки - АЧР, срабатывающих при опасном снижении частоты.
|
|
|
Действие АЧР всегда связано с определенным народнохозяйственным ущербом, поскольку отключение линий, питающих электроэнергией промпредприятия, сельскохозяйственных и других потребителей, влечет за собой недовыработку продукции, появление брака и т.п. Несмотря на это АЧР широко используется в ЭЭС как средство предотвращения значительно больших убытков из-за полного расстройства ЭЭС, если не будут приняты срочные меры по ликвидации дефицита активной мощности.
Устройства АЧР должны устанавливаться там, где возможно возникновение значительного дефицита активной мощности во всей ЭЭС или в отдельных ее районах. Мощность потребителей, отключаемых при срабатывании устройства АЧР, должна быть достаточной для предотвращения снижения частоты, угрожающего нарушением работы механизмов собственного расхода электростанций (из-за опасности лавины частоты).
Устройства АЧР должны выполнятся с таким расчетом, чтобы была полностью исключена возможность даже кратковременного снижения частоты ниже 45 Гц, время работы с частотой ниже 47 Гц не превышало 20 с, а с частотой ниже 48,5 Гц – 60 с.
|
|
|
Чем больше дефицит мощности может возникнуть, тем на большую мощность должно быть отключено потребителей. Для того чтобы суммарная мощность нагрузки потребителей, отключаемых действием АЧР, хотя бы примерно соответствовала дефициту активной мощности, возникшему при данной аварии, АЧР (как правило) выполняется многоступенчатой, в несколько очередей, отличающихся уставками по частоте срабатывания.
Имеем внезапное возникновение дефицита активной мощности. Если в ЭЭС отсутствует АЧР, то снижение частоты, вызванное дефицитом активной мощности, будет продолжаться до такого установившегося значения, при котором за счет регулирующего эффекта нагрузки и действия регуляторов частоты вращения турбин вновь восстановится баланс генерируемой и потребляемой мощности при новом, сниженном значении частоты (кривая I).
При наличии АЧР (кривая II), которое состоит, например, из трех очередей с уставками срабатывания 48; 47,5 и 47 Гц, процесс изменения частоты будет протекать иначе. Когда частота снизится до 48 Гц (точка 1), срабатывают устройства 1-й очереди и отключают часть потребителей. Дефицит активной мощности уменьшится; уменьшится и скорость снижения частоты. При частоте 47,5 Гц (точка 2) срабатывают устройства АЧР 2-й очереди, отключается дополнительная часть потребителей; еще больше уменьшаются дефицит активной мощности и скорость снижения частоты. При частоте 47 Гц (точка 3) срабатывают устройства АЧР 3-й очереди и отключают потребителей на мощность, которая достаточна не только для прекращения снижения частоты, но и для ее восстановления до номинального или близкого к номинальному значению.
|
|
|
Рис. 2.1.Изменение частоты при возникновении дефицита активной мощности:
I – при отсутствии АЧР;
II – при наличии АЧР
Устройства АЧР, используемые для ликвидации аварийного дефицита мощности в ЭЭС, подразделяются на три основные категории.
Первая категория АЧРI – быстродействующая (t=0,1÷0,3 с) с уставками срабатывания от 48,5 Гц до 46,5 Гц. Назначение очередей АЧРI – не допустить глубокого снижения частоты в первое время развития аварии. Уставки срабатывания отдельных очередей отличаются одна от другой на 0,1 Гц. Мощность, подключаемая к АЧРI, примерно равномерно распределяется между очередями.
Вторая категория АЧРII – предназначена для восстановления частоты до нормального значения, если она длительно остается пониженной, или, как говорят, «зависает» на уровне около 48 Гц. Вторая категория АЧРII работает после отключения части потребителей от АЧРI, когда снижение частоты прекращается и она устанавливается на уровне 47,5-48,5 Гц.
Верхний уровень уставок устройств АЧРII принимается в пределах 48,8-48,6 Гц на 0,2 Гц выше верхнего уровня уставок по частоте АЧРI. При этом диапазон уставок АЧРII по частоте должен быть 0,3 Гц с интервалом по очереди 0,1 Гц. Весь объем разгрузки АЧРII разделяется на три-четыре части (например, 40, 30 и 30 % общего объема). Уставки по времени устройств АЧРII устанавливаются возрастающими от АЧРII с максимальными уставками по частоте к АЧРII с минимальными уставками. Наиболее ответственных потребителей при этом следует подключать к АЧРII с минимальными уставками по частоте. Выдержки времени АЧРII отличаются друг от друга на 3 с и принимаются равными 5-90 с. Большие выдержки времени АЧРII принимаются для того, чтобы за это время были мобилизованы резервы активной мощности, имеющиеся в ЭЭС: загружены все работающие агрегаты, пущены и загружены резервные гидроагрегаты.
В дефицитных ЭЭС применяется также быстродействующая специальная очередь АЧР с уставкой срабатывания 49 Гц. Предназначена для разгрузки межсистемных связей при возникновении дефицита мощности в ЭЭС. Потребители, отключенные действием спецочереди АЧР, должны быть включены в работу не позже, чем через 2 ч после их отключения.
Кроме АЧРI и АЧРII в эксплуатации применяется также так называемая дополнительная разгрузка. Осуществляет местную разгрузку при возникновении большого дефицита активной мощности в районе ЭЭС или на отдельной подстанции, когда суммарной мощности потребителей, подключенных к очередям АЧРI и АЧРII, оказывается недостаточно для ликвидации возможного дефицита активной мощности в этом районе.
Действие устройств АЧР должно сочетаться с другими видами автоматики. Например, АПВ линии, отключенной действием АЧР, должно блокироваться. Линии и трансформаторы, обеспечивающие резервное питание в схемах АВР, должны отключаться теми же очередями АЧР, что и основные питающие линии и трансформаторы.
В последние годы в ОЭС Украины была выполнена корректировка уставок срабатывания устройств АЧР. Так АЧРI имеет уставки по частоте 49,2 – 47,2 Гц с шагом между очередями 0,1-0,2 Гц и минимальной выдержкой времени 0,2-0,5 с; АЧРII – уставки по частоте на уровне 48,7-49,1 Гц с шагом по частоте между очередями 0,1 Гц и выдержками времени 5-70 с. В среднем по ОЭС Украины объем АРЧ составляет 53-70 % от потребления. АЧРII в основном совмещена с АЧРI, т.е. одни и те же потребители подключены и к АЧРI, и к АЧРII; совмещение – АЧРII с большими уставками по времени и АЧРI с меньшими уставками по частоте.
Дата добавления: 2018-05-31; просмотров: 505; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!