Быстрая разгрузка ТЭС осуществляется в целях ограничения и прекращения аварийных режимов в энергосистеме. Она используется главным образом для автоматического предотвращения нарушения устойчивости энергосистемы и может использоваться для автоматической ликвидации асинхронного режима, автоматического ограничения перегрузки оборудования и автоматического ограничения повышения частоты.
Разгрузка ТЭС может осуществляться при этом следующими способами:
отключением части генераторов;
закрытием стопорных клапанов части турбин с последующим отключением генераторов;
закрытием стопорных клапанов части турбин без отключения генераторов;
управлением регулирующими клапанами турбин (разгрузкой турбин) в пределах регулировочного диапазона;
переводом части энергоблоков на нагрузку собственных нужд с последующим отключением генераторов;
переводом части энергоблоков на нагрузку собственных нужд без отключения генераторов.
Рассмотрим более конкретно вышеприведенные способы разгрузки энергоблоков ТЭС.
Отключение генератора является наиболее простой разгрузкой ТЭС. Реализация способа осуществляется путем отключения генераторного или блочного выключателя. Отключение генератора допускается применять как дополнительную меру при недостаточности регулировочного диапазона ТЭС на выполнение задания аварийной разгрузки при воздействии на регулирующие клапаны.
Использовать только отключение генератора для реализации аварийной разгрузки ТЭС не рекомендуется.
Закрытие стопорных клапанов турбины отключением генератора применяют для предотвращения увеличения частоты вращения ротора при отключении генератора от сети. Разгрузка определяется загрузкой отключаемого генератора, а скорость разгрузки близка к максимальной. Основными недостатками способа являются трудоемкость и длительность восстановления режима.
Для энергоблоков 300 МВт с турбинами К-300-240 ХТЗ и К-300-240 ПО ЛМЗ время включения генератора в сеть может составить от 2 до 3 ч, а для энергоблоков 200 МВт с турбинами К-200-130 ПО ЛМЗ — до 30—60 мин.
Закрытие стопорных клапанов турбины без отключения генератора является более предпочтительным с точки зрения времени восстановления исходного режима. Однако время работы энергоблока в таком режиме (беспаровой режим работы турбины) ограничено заводскими инструкциями После истечения разрешенного времени энергоблок должен быть нагружен или отключен от сети. Поэтому применение данного способа ограничено.
Разгрузка турбины осуществляется воздействием на регулирующие клапаны турбины двумя способами: быстрым и медленным. Быстрая разгрузка осуществляется включением в работу электрогидравлического преобразователя (ЭГП), а медленная с помощью механизма управления турбины (МУТ). Кратковременная разгрузка турбины представляет собой быстрое уменьшение мощности турбины за счет прикрытия регулирующих клапанов длительностью до несколько секунд.
Длительная разгрузка турбины производится путем воздействия на систему регулирования частоты вращения турбины в целях перевода ее в новый нагрузочный режим, соответствующий послеаварийному состоянию энергосистемы. Длительную разгрузку турбины можно проводить с любого значения исходной нагрузки до нижнего предела регулировочного диапазона, а длительность работы энергоблока с новым значением нагрузки не ограничивается.
Перевод энергоблока на нагрузку собственных нужд с отключением генератора осуществляется использованием проектной технологической защиты (защита для перевода энергоблока на нагрузку собственных нужд при отключении генератора от сети из-за внешних повреждений). Глубокую разгрузку турбины с отключением генератора проводят отключением выключателя и воздействием на систему регулирования частоты вращения турбины с одновременным переводом котла на 30%-ную нагрузку.
Таблица 4 3. Характеристика способов разгрузки энергоблока
Способ разгрузки | Глубина % | Скорость, | Допустимая длительность. с | Время | Приме |
Отключение генератора | Исходная нагрузка * |
| Не ограничена | 30-180 | Разгрузка дискретная |
Закрытие стопорных клапанов турбины с отключением генератора | То же | < 100 Nном/с | То же | 30 180 | То же |
То же без отключения генератора |
| < 100 Nном/с | 180 | 6-7** | » |
Разгрузка турбины с помощью ЭГП | До 100 | < 100 Nном/с | 1.5 | 0.25 | Разгру. ка пропорциональная |
Разгрузка турбины с помощью МУТ | В пределах регулировочного диапазона |
| Не |
| То же |
Перевод энергоблока на нагрузку собственных нужд с отключением генератора | Исходная нагрузка * |
| 900 | 5-12** | Разгрузка дискретная |
Го же без отключения генератора | То же |
| 900 | 3-4 ** | То же |
* После отключен выключателя снижен мощности происходит практически мгновенно.
** Готовность к набору нагрузки.
Допустимое число сбросов до нагрузки собственных нужд энергоблока для действующего оборудования составляет от 5 до 12 в год [179].
Перевод энергоблока на нагрузку собственных нужд без отключения генератора производится для предотвращения заброса оборотов ротора турбины, сохраняет выдачу реактивной мощности и исключает операцию синхронизации энергоблока для его включения в сеть.
Глубокая разгрузка турбины без отключения генератора осуществляется путем воздействия на систему регулирования частоты вращения турбины с одновременным переводом котла на 30%-ную нагрузку. Глубина разгрузки определяется загрузкой разгружаемого генератора. Данные, характеризующие вышеприведенные способы разгрузки энергоблоков ТЭС, приведены в табл. 4.3.
Для реализации указанных способов необходима проверка оборудования в экстремальных режимах быстрых разгрузок. Ниже приведены результаты исследований энергоблоков при сбросах нагрузок с переводом их в режим нагрузки собственных нужд и в моторный режим.
