Стартовая >> Архив >> АЧР энергосистем

АЧР с использованием фактора скорости снижения частоты - АЧР энергосистем

Оглавление
АЧР энергосистем
Введение
Влияние снижения частоты на работу энергосистемы
Допустимые отклонения частоты по условиям работы турбин
Работа установок СН электростанций при снижении частоты
Управляемость агрегатов электростанций
Статические характеристики энергосистемы по частоте
Лавина частоты
Особенности аварий в современных крупных энергообъединениях
Требования к АЧР
Категории разгрузки, уставки
Совмещение действия АЧР1 и АЧР2
Автоматическая частотная разгрузка с зависимой характеристикой
АЧР с использованием фактора скорости снижения частоты
АЧР как средство автоматической ликвидации аварии
Влияние реакции тепловых электростанций на работу АЧР
АЧР при больших дефицитах мощности
Делительная автоматика по частоте
Расчет аварийной разгрузки
Пример расчета аварийной разгрузки
Задачи и основные принципы выполнения ЧАПВ
ЧАПВ с контролем изменения частоты
Аппаратура и схемы
ИВЧ
РЧ-1
Схемы АЧР и ЧАПВ
Схемы дополнительной разгрузки и делительной автоматики по частоте
Применение микроЭВМ для аварийного управления нагрузкой
Действие АЧР и ЧАПВ в асинхронных режимах и при синхронных качаниях
АЧР как средство ресинхронизации
Специальные вопросы АЧР
Снижение частоты при отключении подстанций в цикле АПВ и АВР
Совместное использование АЧР и АВР потребителей
Особенности работы АЧР в энергосистеме с преобладанием ТЭЦ
Комбинированные АЧР и ЧАПВ
Опыт применения аварийной разгрузки в СССР
Аварийная разгрузка и опыт ее применения за рубежом

Выполняемая в настоящее время аварийная разгрузка энергосистем по абсолютному значению частоты в основном позволяет удовлетворить требования, предъявляемые к ней, и получить необходимый характер переходного процесса изменения частоты при возникновении дефицита активной мощности. Вместе с тем при больших дефицитах мощности даже при действии АЧР возможно достаточно глубокое снижение частоты. Кроме того, желательно, чтобы снижение частоты в переходном процессе при любых дефицитах мощности было, по возможности, минимальным. Одним из путей, позволяющих исключить (или уменьшить) глубокие понижения частоты, является использование фактора скорости снижения частоты.
С помощью (1.91) и (1.102) скорость снижения частоты в переходном процессе может быть определена следующим образом:

(2.17)
(знак минус показывает, что происходит снижение частоты).
Несколько менее точная зависимость изменения скорости снижения частоты во времени может быть получена, если использовать для х( выражение (1.101):
(2.18)

Определим начальную скорость изменения частоты (в момент г=0) при возникновении дефицита мощности ΔΡΓ :
(2.19)

На рис. 2.21 по выражению (2.19) построены зависимости начальной скорости изменения частоты от дефицита мощности при различных постоянных механической инерции энергосистемы.
Как следует из (2.19) и кривых рис. 2.21, существует взаимосвязь между начальной скоростью изменения частоты и значением возникшего дефицита мощности. Она может быть использована для выполнения аварийной разгрузки.
Выполнение аварийной разгрузки по скорости снижения частоты дает возможность произвести отключение нагрузки раньше, чем это сделает разгрузка по абсолютному значению частоты, и тем самым получить более высокие значения частоты в переходном процессе. В качестве примера на рис. 2.20 показаны зависимости изменения частоты в переходном процессе при выполнении разгрузки по абсолютному значению частоты и по скорости снижения частоты. Как видно из этого рисунка, при выполнении разгрузки по скорости снижения частоты минимальное значение частоты в переходном процессе становится более высоким и происходит более быстрое восстановление частоты. Однако так сравнительно просто проблема использования фактора скорости снижения частоты решается только в условиях изолированной энергосистемы. В условиях современных объединенных энергосистем использование этого фактора связано с рядом сложностей, основные из которых заключаются в следующем:

  1. В условиях многообразия возможных аварийных ситуаций в объединенных энергосистемах при одной и той же начальной скорости изменения частоты (при одном и том же относительном дефиците мощности) в различных аварийных ситуациях (при местном или общесистемном дефиците) аварийная разгрузка должна обеспечить отключение разных по абсолютному значению объемов нагрузки.

Предположим для простоты, что постоянные механической инерции энергосистемы и района одинаковы. Тогда начальная скорость изменения частоты в соответствии с (2.19) будет также одинаковой, но для восстановления частоты до значений, близких к 50 Гц, в первом случае надо отключить около 200 МВт нагрузки, а во втором— около 50 МВт.
Таким образом, одна из основных трудностей—это обеспечение самонастройки такой разгрузки с точки зрения объемов отключаемой нагрузки при любой из возможных аварийных ситуаций, особенно учитывая их многообразие в условиях сложных энергообъединений.

  1. Применяемая в настоящее время АЧР по абсолютному значению частоты обеспечивает самонастройку разгрузки практически при любом протекании аварии, автоматически учитывая реализуемые в процессе аварии резервы генерирующей мощности (за исключением редких случаев, когда весь резерв сосредоточен на ГЭС).

Если на агрегатах тепловых электростанций имеется вращающийся резерв, то он под действием АРЧВ начинает мобилизовываться через десятые доли секунды после возникновения дефицита. При разгрузке по начальной скорости снижения частоты, действующей до истечения этого времени, обеспечивается ее быстродействие, но не учитывается наличие вращающегося резерва на станциях, что может привести к излишнему отключению нагрузки. В то же время скорость снижения частоты за пределами этого интервала времени уже может не характеризовать значения возникшего дефицита мощности, поскольку при наличии вращающихся резервов скорость изменения частоты в различные моменты времени в значительной степени начинает определяться параметрами и настройкой АРЧВ и другими факторами. Кроме того, чем позже действует разгрузка, тем ниже ее быстродействие и, как следствие, эффективность.

  1. Настройка и обеспечение эффективности разгрузки по скорости изменения частоты существенно осложняются тем, что величины определяющие скорость изменения частоты, различны для разных районов, энергосистем, энергообъединения в целом. Даже для одной и той же энергосистемы в течение суток, недели, разных периодов года в зависимости от состава агрегатов, потребителей и других параметров эти величины могут изменяться. Определенные трудности возникают и при решении вопроса предотвращения ложной работы таких устройств при синхронных качаниях и асинхронных режимах.
  2. Расчет параметров разгрузки по скорости снижения частоты (выбор уставок, объема отключаемой нагрузки), как правило, сложен и трудоемок.

Существует целый ряд предложений у нас в стране и за рубежом как по способам использования фактора скорости снижения частоты для целей аварийной разгрузки, так и по его аппаратной реализации [21, 27, 43, 53, 59, 60, 31, 52, 56 и др.].
Предложенные способы выполнения АЧР можно условно разделить на следующие: только по скорости снижения частоты [21], но скорости снижения частоты с отстройкой по частоте [27], по скорости изменения частоты и ее знаку с отстройкой по частоте [61], по абсолютному значению частоты и скорости снижения частоты [43, 53], по абсолютному значению частоты, скорости ее снижения и интегралу отклонения частоты [60]. Существует ряд предложений по выполнению устройств АЧР с плавным или дискретным изменением их уставок (уставок по частоте АЧР1, уставок по времени АЧРН, уставок по частоте и времени АЧРЗХ) по скорости изменения частоты [31, 59]. В одних способах используется начальная скорость снижения частоты, в других—скорость при значениях частоты ниже номинальной.
В настоящее время АЧР с использованием фактора скорости изменения частоты не нашла пока широкого применения в энергосистемах. Это связано прежде всего с тем, что большинство предложений имеет ряд отмеченных выше органических недостатков, не позволяющих применять их в условиях сложных энергообъединений (главным образом из-за возможности обеспечить самонастройку разгрузки при различных авариях с точки зрения объемов отключаемых нагрузок). Использование этого фактора затрудняется также и тем, что промышленность не выпускает серийно реле скорости изменения частоты. Более широкие перспективы в применении фактора скорости снижения частоты с точки зрения его аппаратной реализации открывает широкое внедрение в настоящее время в противоаварийной автоматике элементов цифровой техники и микроЭВМ.
Представляется, что с режимной точки зрения использование фактора скорости снижения частоты в первую очередь наиболее целесообразно для целей дополнительной (местной) разгрузки в отдельных районах, т. е. в условиях, когда скорость снижения частоты при местном дефиците мощности существенно больше, чем при общесистемном. В таких условиях, с одной стороны, применение этого фактора дает наибольший эффект и, с другой стороны, достаточно просто могут быть осуществлены выбор параметров и настройка такой разгрузки.
Заслуживает внимания принцип разгрузки. В этой работе предложена комбинированная АЧР, которая использует уже имеющуюся в энергосистемах разгрузку по абсолютному значению частоты и дополняется несколькими очередями по начальной скорости изменения частоты. Эти очереди не предназначены для полной ликвидации возникшего дефицита. Цель этих очередей по скорости снижения частоты — ускорить разгрузку за счет более быстрого отключения части потребителей и свести первоначальную аварийную ситуацию к другой, более легкой с меньшим дефицитом мощности, которая ликвидируется обычными очередями АЧР1 и АЧРП. Такая система разгрузки, с одной стороны, сохраняет свойства самонастройки и, с другой стороны, позволяет несколько повысить минимальные значения частоты в переходном процессе.
Наиболее перспективными представляются принципы разгрузки, в устройствах которой формируется комбинированный суммарный сигнал по скорости снижения частоты и абсолютному значению частоты или, что более эффективно, по тем же параметрам и интегралу отклонения частоты [60]. Наличие в суммарном сигнале составляющей, пропорциональной скорости снижения частоты, позволяет форсировать отключение нагрузки при резких снижениях частоты и повысить качество переходных процессов, в то время как наличие двух друга,, составляющих обеспечивает самонастройку разгрузки с точки зрения объема отключаемых потребителей и сокращение частотно-временной зоны в аварийном процессе.



 
« Аппаратура импульсного контроля фазового угла по линии электропередачи   Балансная защита повышенной чувствительности на батарее БСК-110 »
электрические сети