Автоматичне частотне розвантаження

12.1 Вибір параметрів і принципи роботи виконання пристроїв автоматичного частотного розвантаження

Вимоги до пристроїв. Відхилення частоти в нормальних режимах від номінального значення f =50 Гц не повинно перевищувати Δ f =±0,1 Гц. Допускається короткочасне вимкнення частот не більш ніж на Δ f =±0,2 Гц. Частота в енергосистемі підтримується персоналом або автоматикою шляхом зміни впуску пару в турбіну турбогенератора і води в турбіни гідрогенератора.

Успішне регулювання частоти струму можливе при наявності в енергосистемі резерву активної потужності, тобто до того часу коли генератори будуть завантаженні не повністю.

Для відновлення заданого режиму роботи автоматично вимикаються найменш відповідальні споживачі з допомогою (ПАЧР).

Пристрої АЧР повинні відповідати ряду вимог:

– забезпечити нормальну роботу ЕС незалежно від дефіциту активної потужності, характеру причин, які викликають зниження частоти; не допускають навіть короткочасного зниження частоти нижче f =45 Гц.; тривалість роботи з частотою f <47 Гц не повинна перевищувати 20 с, а з частотою f <48,5 Гц – 60 с;

– забезпечити вимкнення споживачів у відповідності з виникненням дефіцитом потужності і не допускати виникнення лавини частоти і напруги; при цьому послідовність вимкнення повинна бути така, щоб в першу чергу вимкнути менш відповідальні споживачі; відновлювати частоту до рівня, при якому ЕС може довго працювати; подальший підйом частоти до номінальної лягає на черговий персонал ЕС;

– якщо вимкнення нормального режиму після дії АЧР лягає на пристрої автоматики, то АЧР повинна забезпечити підйом частоти до рівня необхідного для їх спрацювання;

– діяти по узгодженні з пристроями АПВ і АВР.

Вимкнення споживачів пристрою АЧР повинно починатися при зниженні частоти до f =47..48 Гц. Потужність, яка вимикається АЧР, повинна визначатись з врахуванням того, що в загальному випадку потужність, яка споживається навантаженням, залежить від частоти і знижується разом з нею. Це явище називається регулюючим ефектом навантаження і характеризується коефіцієнтом

k_р.е.н. =Δ Pн (%)/[Δ f (%)] (12.1)

який приймається рівним k_р.е.н. =1,5..2,0. Вважається, що зниження частоти на Δ f =1% супроводжується зменшенням сумарного навантаження ЕС на Pн=1,5..2%.

Δ f (%)= ; (12.2)

Δ Р_н (%)= Р_д (%)= , (12.3)

де Р_н.ном – потужність навантаження системи електропоста-чання при f_ном =50 Гц.

Р_відк =(50- f) k_р.е.н.Р_н.ном /50 (12.4)

Виконання і вибір параметрів. Вимикаючи навантаження і кількість черг повинні бути такими, щоб частоти в ЕС відновлювалась до номінальної (f_{ср. 1}, f_{ср. 2}). Застосовуються дві основні категорії АЧР:АЧРІ і АЧРІІ.

Пристрої АЧРІ швидкодіючі. t_АЧРІ = 0,3 с, і з різними вставками спрацювання по частоті від f_{ср. 1}=49,0..49,2 Гц до f_{ср. 2}=46,5 Гц

f_ср.n = f_{ср. ( n- 1)}-Δ f_с. (12.5)

Мінімальна допустима ступінь селективності Δ f_с =0,1 Гц. Таким чином, АЧРІ може мати 20 черг.

Р_*АЧРІ ≥Δ Р_*Г -Δ Р_*Р +0,05, (12.6)

де Δ Р_Г – дефіцит потужності, яка генерується; Δ Р_Р – резерв активної потужності на теплових електростанціях, які знаходяться в роботі.

Пристрої АЧРІІ також складаються з черг з однаковою вставкою по частоті f_АЧРІІ =49,0..49,2 Гц, f_{ср. 1}=5..10 с, а максимальна f_ср.n =60..90 с. Ступінь селективності приймається Δ t =5 c.

Р_*АЧРІІ ≥0,4· Р_*АЧРІ. (12.7)

Поряд з вказаними АЧР в експлуатації застосовуються ще додаткове (місцеве) автоматичне розвантаження.

12.2 Сумісна дія автоматичних пристроїв частотного розвантаження, повторного вмикання та вмикання резерву

Дію АЧР необхідно узгоджувати з діє інших пристроїв автоматики, щоб вимкнення навантаження не ввімкнули АПВ або АВР.

Рисунок 12.1 – Схеми розподільчих мереж з пристроями АВР, АПВ та АЧР.

Узгоджена дія забезпечується при встановленні на лініях Л1 і Л3 АЧРІ першої черги, а на Л2 – АЧРІІ другої черги, при цьому при дії автоматичного частотного розвантаження АВР1 і АВР2 не спрацьовують.

f_с.р. =49,0..50,2 Гц. t_АПВ =10..20 с.

Розвантаження можливе, якщо вимкнені споживачі не вмикаються повторно пристроями АПВ, а пристрої АВР не відновлюють їх живлення від тих же джерел. АВР1, АВР забезпечує резервне живлення РП1 і РП2 на лінії ЛЗ.

На лініях Л1 та Л2 встановлюють АВР1, а Л2 – АВР2. В цьому випадку при дії автоматичного частотного розвантаження АВР1 та АВР2 не спрацьовують, так як резервне живлення вимкнення одночасно з робочим (Л1, Л3) або раніше робочого (Л2, Л3). Для виключення непотрібних спрацювань пристроїв АВР при відновленні схеми резервна лінія повинна вмикатися останньою.

Рисунок 12.2 – Схеми пристроїв АЧР та ЧАПВ на випрямленому оперативному струмі

Рисунок 12.3 – Схема одної черги АЧРІІ з перемикаючим реле частоти на вставку ЧАПВ