Текст научной работы на тему «К вопросу обеспечения правильной работы устройств автоматической частотной разгрузки в Кузбасской энергосистеме»
© Ф.С. Непша, А.И. Глушкова, Д.Ю. Воробьева УДК 621.311:621.316
К ВОПРОСУ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРАВИЛЬНОЙ РАБОТЫ УСТРОЙСТВ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЧАСТОТНОЙ РАЗГРУЗКИ В КУЗБАССКОЙ
Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева,
Ключевые слова: автоматическая частотная разгрузка, блокировка от ложного срабатывания, снижение частоты, ложные срабатывания, выбег электродвигателей.
При отсутствии вращающегося резерва одним из способов восстановления частоты в сети является отключение потребителей, что осуществляется с помощью специальных устройств автоматической частотной разгрузки (АЧР), срабатывающих при опасном снижении частоты энергосистемы.
На территории Кемеровской области в период с января 2016 по июнь 2017 г. зафиксировано 10 случаев срабатывания устройств АЧР, при этом последствиями такой работы устройств стало отключение более 600 социально значимых объектов Кузбасса, перерыв в работе крупных металлургических и угледобывающих предприятий.
Предотвращение ложной работы устройств АЧР при синхронных качаниях или асинхронных режимах в энергосистемах обеспечивается:
— эффективным действием модулей выделения основной гармоники и подавления гармонических составляющих тока в конструкции реле частоты;
— правильной настройкой уставок частоты и времени срабатывания реле частоты.
Предотвращение ложной работы устройств АЧР-1 обеспечивается задержкой
времени срабатывания (не ниже 0,25 с), а также блокировкой действия устройств АЧР-1 при выбеге электродвигателей.
Выбор уставок АЧР и ЧАПВ, состава используемых блокировок и их параметров в каждом конкретном случае должен определяться схемой электрической сети, расчетом электрических режимов, технологическими особенностями защищаемого оборудования и не противоречить нормативным требованиям, изложенным в стандарте [1].
Блокировка по такому принципу неэффективна, если по отключаемой линии или трансформатору питается несколько узлов нагрузки с синхронными двигателями.
Аналогичным образом могут быть выполнены и блокировки по другим факторам. Возможно выполнение блокировки АЧР по уровню частоты на соседней секции шин данной подстанции. Выполнение блокировки по такому принципу целесообразно там, где питание различных групп нагрузок осуществляется по различным линиям.
Вышеуказанные блокировки не обеспечивают правильную работу АЧР во всех случаях выбега электродвигателей. Самым совершенным видом блокировки от ложного срабатывания при выбеге электродвигателей является блокировка по скорости снижения частоты реализация которой возможна только на современных микропроцессорных устройствах релейной защиты.
Учитывая, что неправильная работа АЧР чревата нарушением технологического процесса на предприятиях и значительными убытками, вопрос обеспечения правильной работы устройств АЧР является актуальным и требует решения.
Что такое АЧД, АЧР, ЧАПВ | Энергетика
Что такое АЧД, АЧР, ЧАПВ
АЧД – автоматика частотного деления.
1. Для отделения электростанций со сбалансированной нагрузкой,которые являются резервными источниками для разворота мощных блочных тепловых электростанций при их “посадке на нуль” в условиях тяжелых аварий со снижением частоты.
2. Для отделения электростанций полностью или частично с целью сохранения их собственных нужд при авариях со значительным дефицитом мощности в энергосистеме или отдельных узлах.
Делительная автоматика выполняется таким образом, чтобы отделение электростанции с частью нагрузки происходило или с небольшим “остаточным” дефицитом (ликвидируемым действием АЧР в выделившемся районе или, в лучшем случае, без срабатывания АЧР), или с небольшим избытком генерируемой мощности (ликвидируемым действием автоматических регуляторов турбин).
АЧД обычно является многоступенчатой и действует по фактору снижения частоты в функции времени, а также по факторам одновременного снижения частоты и напряжения. Во многих случаях ( в зависимости от схемы питания собственных нужд) предварительным действием АЧД является автоматический перевод питания собственных нужд на отделяемую часть электростанции.
Параметры срабатывания АЧД задаются с учетом режимов работы электростанции, привязки ее к сети, условий балансирования нагрузки.
Автоматика частотного деления является в аварийной ситуации последним звеном ПА,которое, резервируя или заменяя действие других устройств ПА, позволяет сохранить в работе электрические станции и после ликвидации аварийной ситуации быстро восстановить питание потребителей.
11.5. АЧР с ЧАПВ – автоматическая частотная разгрузка с автоматическим повторным включением по частоте.
АЧР является основной ПА для предотвращения и ликвидации аварий из-за внезапного возникновения дефицита мощности и недопущения развития аварии до лавины частоты.
Для осуществления гибкой, так называемой “самонастраивающейся” системы, АЧР разбита на две категории, каждая из которых имеет несколько очередей.
АЧР-I – предназначена для прекращения быстрого снижения частоты; имеет ступени срабатывания 0,2 Гц от 48,8 Гц до 46,6 Гц с выдержкой времени 0,5 сек.
АЧР-II – предназначена для подъема частоты после действия АЧР-I и предотвращения зависания частоты на недопустимо низком уровне. Время действия от 10 до 60 сек. АЧР-II имеет несовмещенные и совмещенные с АЧР-I очереди.
При восстановлении частоты после работы устройств АЧР и мобилизации резерва мощности в системе, происходит автоматическое включение отключенных потребителей (ЧАПВ) несколькими очередями с разными уставками по времени и по частоте.
Частотное автоматическое повторное включение и расчёт автоматической частотной разгрузки энергосистемы
5 Автоматический частотный ввод резерва
— увеличения загрузки по активной мощности гидроагрегатов ГЭС (ГАЭС), газотурбинных и парогазовых установок;
— пуска находящихся в резерве гидроагрегатов ГЭС, газотурбинных электростанций и газотурбинных установок;
— перевода в генераторный режим гидроагрегатов ГЭС (ГАЭС), работающих в режиме синхронного компенсатора;
— отключения или разгрузки гидроагрегатов ГАЭС, работающих в двигательном режиме.
5.3 Уставки по частоте устройств АЧВР должны находиться в диапазоне от 49,4 до 49,7 Гц.
5.4 Все ГЭС и ГАЭС суммарной установленной мощностью 50 МВт и выше, кроме ГЭС, не имеющих регулирующего водохранилища, должны быть оснащены устройствами АЧВР.
Необходимость установки устройств АЧВР на ГЭС меньшей мощности определяют на этапе проектирования.
3 Термины и сокращения
6 Автоматическая частотная разгрузка
— сокращение времени работы энергосистемы с недопустимо низким уровнем частоты;
а) АЧР-1, обеспечивающую прекращение снижения частоты, в том числе:
1) спецочередь АЧР, предназначенную для предотвращения срабатывания основного объема АЧР и автоматической или оперативной разгрузки энергоблоков АЭС при снижении частоты ниже 49,0 Гц,
2) основной объем АЧР-1, предназначенный для уменьшения скорости и ограничения величины снижения частоты;
б) АЧР-2 несовмещенную, предназначенную для ограничения времени работы с пониженным уровнем частоты и для увеличения частоты после действия АЧР-1, а также ограничения снижения частоты при ее плавном снижении;
