Возможная длительность ННРЭ.
Нарушение нормальной работы системы электроснабжения характеризуется отклонением одного или нескольких ее параметров от номинального значения. Однако не всякое отклонение параметра и его длительность отражаются на нормальном режиме электроснабжения потребителя. Понятие нормальной работы системы электроснабжения шире, чем понятие нормального электроснабжения. Например, нормальная работа опорной подстанции предусматривает нагруженное резервирование подходящих к ней линий электропередачи. Такое состояние системы соответствует понятию исправного состояния (ГОСТ 13377—75). Отключение одной подходящей к ней ВЛ приведет к неисправному состоянию, но работоспособность подстанции не будет нарушена и нормальное электроснабжение потребителей будет обеспечено.
Если же на опорной подстанции предусматривается ненагруженное резервирование линии электропередачи с автоматическим вводом, то при отключении основной ВЛ электроснабжение потребителя будет прервано на время, необходимое для автоматического подключения резервной ВЛ к опорной подстанции. Следовательно, работоспособность подстанции будет восстановлена через tАПВ, а ее исправное состояние — только после восстановления основной ВЛ, на что понадобится значительно большее время. Это относится и к системам электроснабжения промышленных предприятий. Например, большинство систем электроснабжения имеет резервные цепи и агрегаты, обходные сети, снабженные автоматическим вводом резерва (АВР), позволяющим быстро восстанавливать работоспособность системы. Поэтому фактическая продолжительность нарушения нормального электроснабжения tэ будет отличаться от времени, необходимого для восстановления нормального состояния системы (режима) электроснабжения.
Нарушение нормального режима электроснабжения может привести к необходимости переключения в последующих ступенях системы электроснабжения. Например, при исчезновении напряжения на главной понизительной подстанции, как правило, автоматически отключаются агрегаты, самозапуск которых недопустим или невозможен. Поэтому продолжительность ННРЭ включает в себя время, необходимое для восстановления нормального электроснабжения от питающего пункта до приемника электроэнергии, т. е. tэ=tэ1+tэ2, где tэ1 — продолжительность ННРЭ питающего пункта; tэ2 — продолжительность нарушения электроснабжения приемника электроэнергии.
Время tэ2 определяется сложностью системы электроснабжения, типом и характеристиками приемников электроэнергии технологических установок, уровнем автоматизации управления приемниками электроэнергии и т.п. Например, в системах электроснабжения одним из путей снижения tэ2 является применение глубоких вводов, самозапуск (там, где это допустимо) агрегатов технологических установок. В общем случае может существовать зависимость tэ2=f(tэ1)· Время tэ1 характеризует ремонтопригодность внешней системы электроснабжения, tэ2 — ремонтопригодность системы электроснабжения потребителя.
Нарушение нормального режима электроснабжения отражается на работе приемников электроэнергии и режиме технологического процесса только в случае, если его продолжительность превосходит предел устойчивости работы рассматриваемых приемников электроэнергии при изменении соответствующего параметра системы электроснабжения, т. е. когда
Δ(Χ, tэ)≥∆(X0, t0), где X — фактическое состояние параметра, характеризующего энергосистему; tэ — продолжительность состояния параметра на данном уровне; Х0 — нижний (верхний) предел допустимого уровня системы, если продолжительность такого состояния меньше критического времени t0, характеризующего инерционность приемников электроэнергии и технологических
процессов. Для каждого типа приемников электроэнергии и технологических процессов характерны свои Х0 и t0. Например, если на предприятии имеются поршневые компрессоры высокого давления с синхронными электродвигателями, вентиляторы с асинхронными электродвигателями и электропечи, то при снижении напряжения наименьшее t0 будет у агрегатов с поршневыми компрессорами, несколько выше — у вентиляторов и значительно большее — у электропечей. Следовательно, только по уровням напряжения на предприятии будет три ступени t0. На нем могут быть и приемники электроэнергии, имеющие разное t0 по другому параметру, например качеству электроэнергии, и т. п.
После восстановления нормального электроснабжения и ликвидации возможных повреждений технологический процесс может быть восстановлен. Для доведения технологического процесса до номинального режима необходимо некоторое время tтex. Оно изменяется в широких пределах и зависит от вида и продолжительности ННРЭ, особенностей технологического процесса, совпадения с той или иной зоной технологического процесса, автоматизации и производства, квалификации обслуживающего персонала и других факторов. Так, для металлообрабатывающих станков и процессов холодной штамповки технологический режим практически сразу же после восстановления электроснабжения доводится до номинального и не зависит от предшествующей длительности перерыва электроснабжения, а для электролиза алюминия продолжительность доведения технологического режима до номинального нелинейно зависит от длительности перерыва электроснабжения.
При некоторой длительности ННРЭ происходит полная разладка технологического процесса и возникает необходимость его восстановления в начальных условиях пуска. Очевидно, что длительность восстановления технологического процесса при таком нарушении электроснабжения будет максимальной (предельной). Время, в течение которого полностью разлаживается технологический процесс, обозначим tэ. тех, а максимальную продолжительность восстановления технологического процесса tтех. пр. При tэ≥tэ.тех продолжительность восстановления технологического процесса, достигая максимума, остается постоянной и равной tтех.пр. На рис. 2.2 и 2.3 приведены три вида зависимостей tтех=f(tэ)· Итак, для каждого вида ННРЭ tтех=f(tэ) при t0≤tэ≤tэ.тех; а при tэ≥tэ.тех время tтех=tтех.пр=const.
В зависимости от вида производства выпуск продукции во время нормального технологического процесса может быть непрерывным или дискретным.
Рис. 2.2. Графики tтех==f(t)
Рис. 2.3. Зависимость tтех=f(tэ) целлюлозно-бумажное комбината Рис. 2.4. Графики непрерывного (а) и дискретного (б) выпуска продукции
В первом случае после установления номинального режима в течение всего времени работы установки имеет место непрерывный выпуск продукции (рис. 2.4,а). Во втором случае выпуск продукции происходит лишь после завершения определенного цикла (рис. 2.4,б). Если рассматривать установившийся технологический режим, то для всех производств можно условно принять, что выпуск продукции происходит непрерывно с интенсивностью n0 единиц в час. Тогда изменение выпуска продукции в результате ННРЭ может быть представлено рис. 2.5. Нарушение электроснабжения привело к снижению выпуска продукции (участок АВ на рис. 2.5,а) до некоторого значения nэ. В некоторых случаях, например при перерывах электроснабжения, выпуск продукции полностью прекратится (рис. 2.5,б).
После восстановления электроснабжения (за время tэ) и возобновления технологического процесса спустя некоторое время tтех выпуск продукции начнет возрастать (точка D) и в точке Е (спустя время tтех2) достигнет номинального значения. Полное время, необходимое для достижения нормального технологического режима (после восстановления нормального электроснабжения), tтех=tтех1+tтех2·
Если выпуск продукции за время (площадь АВСС'А') и за время tтex (площадь CDEE'C') отнести к номинальному часовому выпуску продукции, то получим условное рабочее время нарушения нормального режима электроснабжения и условное рабочее время доведения технологического процесса до номинального режима. Графически t'э и fтех могут быть найдены из равенства площадей. AFFA'=ABCC'A" и GEE'G' = CDEE'C' (рис. 2.5,б). Общая продолжительность нарушения нормального технологического режима равна tп=tэ- tтех.
Рис. 2.5. Изменение часового выпуска продукции при нарушении нормального режима электроснабжения, его перерыве и восстановлении технологического процесса
Нарушение нормального режима электроснабжения может привести к выпуску бракованной продукции Пбр. Отношение Пбр к номинальному часовому выпуску продукции n0 называют приведенным временем выпуска бракованной продукции tбр (или приведенным временем брака). Если учесть недовыпуск продукции за время tэ, tтех и tбр, а также выпуск продукции за время t'э и t'тех, то условное время простоя технологического процесса в результате ННРЭ.
Переходные процессы в энергосистемах и действие противоаварийной автоматики. В современных энергосистемах ежесекундно происходит изменение режима, вызванное включением или отключением некоторой части нагрузки. Эти относительно небольшие изменения нагрузок приводят к сравнительно малым и медленным изменениям параметров режима в узловых точках энергосистемы. Такой режим ее работы называют установившимся. Однако в энергосистемах возникают и разного рода аварии и резкие изменения перетоков мощностей. Режим работы энергосистемы при этом характеризуется быстрыми изменениями во времени его параметров, которые могут привести к развалу энергосистемы. Такой режим называют переходным.
Современные системы противоаварийной автоматики и релейной защиты способны за весьма короткое время локализовать развитие аварий и сохранить устойчивость энергосистемы. Однако несмотря на кратковременность переходных процессов, они могут отразиться на режиме работы промышленных предприятий, особенно с непрерывными технологическими процессами.
