Электротехника \ Релейная защита электроэнергетических систем

Включение синхронных машин на параллельную работу, страница 3

6. АЧР

Назначение: В энергетической системе возможны возникновения дефицита активной мощности, вызывающего отклонение частоты. Если отклонение не велико, то работает АРЧ. В случае исчерпывания регулирующего диапазона  турбин (направляющие аппараты полностью открыты) частота будет понижаться. В этом случае используется АЧР.

Принцип действия АЧР заключается в отключении части нагрузки для того, чтобы сохранить устойчивость системы в целом.

Требования к АЧР и способы её построения

1. АЧР должна ликвидировать все аварийные ситуации, связанные с дефицитом мощности;

2. АЧР не должна допускать снижения частоты ниже определённого уровня и дольше определённого времени.

3. Объём отключенных от АЧР потребителей должен быть минимальным . АЧР должна вступать в работу после исчерпания регулирования;

4. Отключение нагрузки должно происходить последовательно, начиная с менее ответственных;

5. АЧР должно не только предотвращать снижение частоты, но и обеспечивать повышение частоты до уровня, обеспечивающего нормальную работу других видов автоматики;

6. АЧР не должна срабатывать в переходном процессе (при синхронных качаниях, при асинхронном режиме, и т.д.).

Принципы построения АЧР:

Различают три категории АЧР:

·  АЧР – I – быстродействующая категория (без выдержки времени), состоит из большого числа очередей, действующих с различными уставками по частоте. fНАЧ = 48.5Гц, fMIN = 46.5Гц, Δf = 0.1Гц. В АЧР-I может быть размещено до 26 очередей. АЧР – I предназначена для предотвращения снижения частоты ниже допустимого уровня.

·  АЧР – II – предназначена для повышения частоты. Действует с единой уставкой по частоте и с различными уставками по времени (Δt=3c, t1=5-10c), fУСТ.АЧР-II=49-49.2Гц.

·  АЧР – III – дополнительная категория. Предназначена для покрытия дефицитов мощности, возникающих в местных энергетических районах в тех случаях, когда действиями АЧР – I, в следствии инерционности, невозможно предотвратить снижения частоты ниже 45Гц.

Организация АЧР – I и АЧР – II может быть выполнена двумя способами:

1. Раздельная организация АЧР – I и АЧР – II. При этом способе объёмы разгрузки под АЧР – I равномерно распределяются между очередями. Также объёмы разгрузки под АЧР – II равномерно распределяются между своими очередями. При таком способе организации, в зависимости от характера развития аварийной ситуации, может нарушиться очерёдность отключения потребителей. При медленно нарастающем дефиците могут отключиться ответственные потребители раньше, чем отключаться все очереди АЧР – I.

2. Совмещение очередей категорий I и II. Выходные органы I и II очередей подключаются к одним и тем же потребителям. Пусть имеем ряд потребителей: А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, З, Н (потребители написаны в порядке значимости: Н – менее ответственный).

Точка 1 – сработает первая очередь АЧР – I и отключит потребителя Н.

              Точка 2 – сработает вторая очередь АЧР – I и отключит потребителя З.

              Точка 3 – сработает третья очередь АЧР – I и отключит потребителя Ж.

              Точка 4 – должна действовать первая очередь АЧР – II и отключить потребителя Н.

              Точка 5 – должна действовать вторая очередь АЧР – II и отключить потребителя З.

              Точка 6 – должна действовать третья очередь АЧР – II и отключить потребителя Ж.

              Точка 7 – действует четвёртая очередь АЧР – II и отключает потребителя Е.

              Точка 8 – действует пятая очередь АЧР – II и отключает потребителя Д.

              Точка 9 – действует шестая очередь АЧР – II и отключает потребителя Г.

              Из рисунка видно, что при таком способе организации затягивается процесс восстановления частоты. Выход из ситуации: Часть потребителей подключать отдельно к очередям АЧР – II, а остальные совместить. Не совмещают 10% потребителей.

              Дополнительная категория разгрузки (АЧР – III)

              Запуск АЧР – III должен осуществляться не по факту снижения частоты, а, например, пуск по , по факту отключения линии связи, по факту отключения АТ и т.д. Лучше всего с контроля мощности в предшествующем режиме.

Расчёт АЧР

Расчёт заключается в определении общего объёма разгрузки и последующего распределения по числу имеющихся очередей каждой категории разгрузки. Для этого производится анализ режимов в энергосистеме и выявляется максимальный дефицит (РДЕФ.МАХ*).

Порядок:

1. Отключение наиболее мощного генератора или блока, либо секции сборных шин для изолированно работающих станций. Для энергосистемы рассматривается отключение станции целиком, причём, если имеется ТЭЦ с поперечными связями по пару, то рассматривается отключение всех генерирующих частей станции с сохранением нагрузки на генераторном напряжении.

2. Отключение питающих линий.

              Расчётные выражения:

              ,   

Причём при размещении нагрузки, подключенной к АЧР – II необходимо это условие выполнять для каждого района или узла, где возможен дефицит.

             

При выполнении совмещения нагрузки часть АЧР – II (несомещ.):

, а остальные совмещённые.

В этом случае:

Далее определяется необходимость выполнения дополнительной категории нагрузки. Для этого определяется предельно допустимое значение дефицита мощности, при котором частота может снизиться ниже 45Гц. ΔРГ.ПРЕД.ДОП – это значение зависит от постоянных времени генераторов, нагрузок, от РЭН и от времени действия АЧР – I.

Эти характеристики показывают, что при увеличении времени предельно допустимое значение мощности снижается.

                           

При отсутствии таких данных в расчётах можно принять . Дополнительную категорию ставят и тогда, когда возникает дефицит реактивной мощности, что может вызвать лавину частоты.

Скачать файл