Стартовая >> Архив >> АЧР энергосистем

Схемы АЧР и ЧАПВ - 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

Рассмотрим различные варианты схем АЧР и ЧАПВ с индукционным и полупроводниковым реле понижения частоты. На рис. 6.9, а приведен один из вариантов простейшей схемы разгрузки с одним реле частоты РЧ-1 (разработана институтом «Энергосетьпроект»). Схема позволяет выполнить одну очередь АЧР1 или одну очередь АЧРП с последующим ЧАПВ. Такие простые схемы могут применяться, если на объекте нужно выполнить только одну очередь разгрузки на одной секции шин. Такая же схема может применяться в качестве дополнительной к другим, более универсальным и сложным схемам, если возникает необходимость в увеличении количества очередей разгрузки.
Схема работает следующим образом. При снижении частоты замыкаются контакты реле частоты KF, срабатывает повторитель KLI и подготавливает цепь на срабатывание выходного двухпозиционного реле KL2, которое через шинки АЧР действует на отключение выключателей. Категория разгрузки определяется положением накладки SX. При введенной накладке устройство работает как АЧР1, и после срабатывания реле KL1 сразу же срабатывает выходное реле KL2 и подается напряжение на шинку разгрузки ШАЧР.
схема АЧР с ЧАПВ
Рис. 6.9. Простейшая схема АЧР с ЧАПВ:
а — для подстанции с оперативным постоянным током; б — для подстанция с оперативным переменным током
Если накладка снята, то устройство работает как АЧРП: выходное реле KL2 сработает после замыкания с определенной выдержкой контакта реле времени КТ*.
После срабатывания KL2 его контакты переключают уставку реле частоты на ЧАПВ и разрывают цепь питания реле времени КТ, которое возвращается в исходное состояние. Схема находится в этом состоянии до тех пор, пока частота не повысится до уставки ЧАПВ. После подъема частоты до уставки ЧАПВ контакт KF размыкается, реле KL1 отпадает и повторно запускается реле КТ, обеспечивая теперь уже выдержку времени ЧАПВ. Если в процессе работы ЧАПВ частота вновь снизится и реле KF сработает, то КТ снова возвратится в исходное состояние с последующим запуском после подъема частоты. При необходимости установки на объекте только одной очереди АЧР1 схема может быть упрощена и вместо многоконтактного реле времени (например, моторного) может быть установлено более простое реле.
Схема с оперативным переменным током (рис. 6.9, б) аналогична и отличается только тем, что в ней используется моторное реле времени ВС-10 (КТ) с питанием от общих оперативных цепей устройства, в то время как в схеме с оперативным постоянным током (рис. 6.9, а) питание моторного реле выполнено отдельно от шинок собственных нужд (возможно его питание через индивидуальный стабилизатор напряжения).
Рассмотрим теперь схемы устройств АЧР с индукционным реле, которые выпускались заводами в составе комплектных распредустройств (КРУ) 6 — 10 кВ. Длительное время предусматривалось наличие в ячейке трансформатора напряжения устройств АЧР и ЧАПВ (рис. 6.10), содержащих два реле понижения частоты KF1 и KF2 и обеспечивающих одну очередь АЧР1 и одну очередь АЧР2 с независимым ЧАПВ, Каждая очередь ЧАПВ может быть разделена на две группы, имеющие независимые уставки по времени, задаваемые с помощью реле времени.
Схема работает следующим образом. Уставка срабатывания реле KF1 определяется частотой, при которой должна срабатывать очередь АЧР1, уставка KF2 — частотой срабатывания очереди АЧР2. Как было указано выше, уставка срабатывания реле KF1 не может быть выше уставки срабатывания KF2. Следовательно, при аварийном снижении частоты вначале сработает реле KF2, запускающее через повторитель KL6 реле времени КТ2. Если частота продолжает снижаться и достигает уставки KF1, через повторитель KL5 запускается реле времени КТ1 (уставка 0,3 — 0,5 с для предотвращения ложной работы устройства), подающее напряжение на исполнительные двухпозиционные реле АЧР1 KL1 и KL2. Контактами этих реле подается напряжение на отключающие шинки, к которым подключены индивидуальные реле питающих линий, составляющих данную очередь АЧР1. После срабатывания реле времени

* В зависимости от числа регулируемых уставок реле КТ может быть выполнено несколько очередей АЧРП, имеющих общую уставку по частоте и различные уставки по времени.

Схема АЧР с ЧАПВ с индукционным реле частоты
Рис. 6.10. Схема АЧР с ЧАПВ с индукционным реле частоты в КРУ 6 — 10 кВ
ΚΤΙ реле KF1 переключается на уставку возврата, т. е. на уставку ЧАПВ.
Если частота продолжает оставаться ниже уровня уставки реле KF2, то по истечении времени, равного уставке реле времени КТ2, подается напряжение соответственно на реле KL3 и KL4, действующие на отключение питающих линий. Одновременно с большой уставкой по времени реле KF2 перестраивается на частоту возврата — уставку ЧАПВ. Следующий этап работы устройства возможен после восстановления частоты до уставки ЧАПВ и выше. В этом случае реле понижения частоты (одно или оба одновременно) размыкают свои контакты, реле-повторители KL5 и KL6 и реле времени ΚΤΙ, КТ2 обесточиваются. Через контакты исполнительных реле KL1 — KL4 запускается реле времени ЧАПВ — КТЗ. По истечении заданных уставок по времени поочередно подается напряжение на вторые обмотки исполнительных двухпозиционных реле KL1 — KL4, в результате этого реле возвращаются в исходное положение. При этом происходит включение соответствующих
потребителей. Таким образом, в момент включения потребителей частота сети не контролируется. Это следует отнести к недостаткам схемы, так как при кратковременном подъеме частоты с ее последующим повторным снижением возможно включение потребителей при сниженной частоте, что вызовет ее дальнейшее аварийное снижение и повторную работу АЧР. Недостатком рассмотренной схемы является также возможность ложного действия ЧАПВ при обесточении реле KF1 и KF2.
Начиная с 1972 г. схема устройств АЧР и ЧАПВ, которыми комплектуются КРУ 6 — 10 кВ, выполняется несколько упрощенно (рис. 6.11, о). Отличие заключается в том, что перестройка реле KFI и KF2 осуществляется контактами исполнительных двухпозиционных реле, число которых сокращено до двух (KL1 и KL2). Это обеспечивает контроль частоты при действии ЧАПВ до момента подачи сигнала на включение группы потребителей. Недостатками этой схемы следует считать сравнительное укрупнение, очереди ЧАПВ и наличие только одной очереди АЧР2. В целом работа схемы, приведенной на рис. 6.11, а, аналогична работе рассмотренной выше схемы на рис. 6.10. Блокировка ложного действия ЧАПВ при обесточении реле понижения частоты достигается за счет питания реле времени ЧАПВ КТ3 от напряжения контролируемой сети. При применении в КРУ АЧР на полупроводниковом реле частоты РЧ-1 резистор R и реле времени КТ1 не устанавливаются и цепи включения реле частоты выполняются, как показано на рис. 6.11,6.
На рис. 6.12 представлен модернизированный вариант схемы рис. 6.11, в которой выполнены две очереди АЧР2, а одна очередь АЧР1 действует на две группы потребителей через два реле. Принципиально число исполнительных реле (число групп потребителей, каждая из которых является очередью ЧАПВ) в этой схеме не ограничивается. Число возможных очередей АЧР2 определяется числом уставок по времени реле времени КТ3 (или числом реле времени). Для пуска ЧАПВ используется перестраиваемая уставка реле KFI, а с помощью перестраиваемой уставки реле KF2 может быть задано значение частоты возврата реле частоты АЧР2, необходимое для осуществления быстрой автоматической синхронизации дефицитного района (с помощью АПВУС, ресинхронизации).
Заслуживает внимания схема АЧР с ЧАПВ (рис. 6.13), внедренная в Челябэнерго [36]. В этой схеме с помощью одного реле понижения частоты путем программного переключения его уставок выполняется совмещенная очередь АЧР (пуск на отключение одних и тех же присоединений от АЧР1 и АЧР2) с последующим ЧАПВ.

Схема выполнена на реле ИВЧ-3 (возможно применение реле РЧ-1). При выполнении схемы на реле ИВЧ а возможности больших дефицитов мощности последнее включается через контакты реле минимального напряжения KV (рис. 6.13, в) или через стабилизатор напряжения. Реле ИВЧ модернизировано. В цепь обмотки последовательно включены регулировочные сопротивления, выводы от которых (а, б, в) подходят к зажимам реле. Эти выводы соответствуют уставкам: а — 49,5 — 50 Гц на возврат, б — 48,5 Гц на срабатывание, в — 46,5 — 48 Гц на срабатывание.
Схема работает следующим образом (рис. 6.13, а, б). В нормальных условиях реле понижения частоты KF подключается к сети с уставкой АЧР2 (48 — 48,5 Гц) через замыкающий контакт реле КТ1. При снижении частоты в аварийной ситуации срабатывает реле KF и через реле-повторитель KL1 производит следующие операции: запускает реле времени АЧР1 и АЧР2 КТ1, КТ2, которые становятся на самоподхват контактами реле КТ2.1; готовит цепи отключения АЧР1, АЧР2; блокирует реле времени ЧАПВ КТЗ.
При срабатывании реле КТ1 переключает уставку реле частоты на уставку АЧР1 (46,5 — 48,5 Гц). Реле KF возвращается в исходное положение.
схемы АЧР с ЧАПВ в КРУ 6 — 10 кВ
Ряс 6 11 Упрощенный вариант схемы АЧР с ЧАПВ в КРУ 6 — 10 кВ
а — с индукционным peлe частоты, б — с полупроводниковым реле частоты

Если частота снижается и достигает уставки АЧР1, реле частоты повторно срабатывает и отключает нагрузку через выходное двухпозиционное реле KL3. Контакт реле времени КТ1.2, если уставка последнего выбрана правильно, к моменту повторного срабатывания реле KF и KL1 будет замкнут, так что при достижении частотой уставки срабатывания данной очереди АЧР1 она сработает практически мгновенно и уставка реле КТ1.2 не замедлит процесса разгрузки.
Если частота не снизится до уставки АЧР1, то по истечении выдержки времени АЧР2, определяемой уставкой реле КТ2.2, сработает реле KL2, обеспечивая возврат реле КТ1, КТ2 и подготовку цепи отключения от АЧР2. При возврате реле КТ1 снова переключает реле частоты на уставку АЧР2. В результате этого, если частота в сети ниже уставки АЧР2, реле KF и KL1 сработают повторно и через выходное реле KL3 произойдет отключение нагрузки.
Вариант схемы АЧР с ЧАПВ
Рис. 6.12. Вариант схемы АЧР с ЧАПВ
Для исключения излишнего кратковременного срабатывания реле частоты при переходных процессах в цепях напряжения реле KL1 (типа РП-253) должно иметь задержку на срабатывание 60 — 80 мс, возврат реле должен быть мгновенным. Задержка на возврат реле KL2 (РП-252) должна быть больше суммарного времени отпадания реле времени КТ1, срабатывания реле частоты KF и реле KL1 и KL3 и должна составлять примерно 0,8 с. Фиксация времени снижения частоты от уставки АЧР2 до уставки АЧР1 позволяет с помощью этой схемы (или с незначительными дополнениями) выполнить устройство блокировки или дополнительной разгрузки по скорости снижения частоты.
Схема ЧАПВ определяется конкретной схемой присоединения потребителей на данной подстанции и возможностями одновременного включения потребителей по условиям работы аккумуляторной батареи. На рис. 6.13, а приведена схема ЧАПВ при наличии на каждом присоединении с АЧР индивидуального комплекта АПВ типа РПВ-58. Выходное реле АЧР KL3,
Схема Челябэнерго АЧР1
Рис. 6.13. Схема Челябэнерго АЧР1 и АЧРП с ЧАПВ: а — оперативные цепи при наличии индивидуальных АПВ (РПВ-58) на присоединениях, подключаемых к АЧР, б — оперативные цепи с групповым ЧАПВ при отсутствии индивидуальных АПВ на присоединениях; в — цепи переменного напряжения (условно показана только одна обмотка ИВЧ-3)
срабатывая, обеспечивает срабатывание индивидуальных выходных реле KLI, KLII присоединений через шинку ШАЧР и производит переключение реле частоты на уставку ЧАПВ 50 Гц. Если частота восстанавливается до уставки ЧАПВ, реле KL1 отпадает и запускает реле времени КТЗ. Выдержка времени реле КТ3 составляет 15 — 60 с; его срабатывание говорит о том, что подъем частоты до уставки ЧАПВ достаточно длителен и есть условия для повторного включения потребителей. Через контакт КТ3.1 выходное реле АЧР KL3 возвращается в исходное положение, что обеспечивает снятие импульса на отключение присоединений и пуск индивидуальных АПВ.


Рис. 6.14. Схема АЧР и ЧАПВ Латвглавэнерго с контролем изменения частоты: а — принципиальная схема, б — схема цепей питания и изменения уставок реле частоты
Времена индивидуальных АПВ определяются возможностями аккумуляторной батареи.
Схема группового ЧАПВ приведена на рис. 6.13,б. Команда на отключение потребителей подается от выходного реле АЧР KL4, а пуск реле времени ЧАПВ КТЗ происходит по фиксации срабатывания АЧР (KL3) и восстановления частоты до уставки ЧАПВ (KL1). Различные выдержки времени включения потребителей достигаются тем, что ЧАПВ выполняется двумя группами через контакты КТ3.1 и КТЗ.2, при этом ступень по времени между ними должна быть не более 0,5 — 0,8 с (реле KL5 и KL6 типа РП-252). Если необходимо большее число групп, соответственно должны быть предусмотрены дополнительные реле времени. Возврат схемы и переключение реле KF на уставку АЧР производятся от выходного реле последней группы. Если после включения первой группы потребителей частота снизится ниже уставки ЧАПВ, то возврат схемы произойдет раньше с одновременным отключением ранее включенной нагрузки.
В Латвглавэнерго и Ленэнерго получили распространение схемы АЧР и ЧАПВ, принцип действия которых был описан в гл. 5 [24]. С целью ограничения повторных снижений частоты после действия ЧАПВ в этих схемах введена дополнительная логическая операция — контроль частоты в течение некоторого интервала времени после срабатывания очереди ЧАПВ. Если частота за этот интервал времени снизится до заданного значения, потребители, включенные данной очередью ЧАПВ, вновь отключатся. На рис. 6.14, а показана принципиальная схема АЧР1 с ЧАПВ однократного действия, выполненная по такому принципу [26]. Все три уставки по частоте (уставки АЧР1, ЧАПВ и частота контроля) реализуются на одном реле ИВЧ путем его незначительной модернизации. Перестройка с одной уставки реле частоты на другую производится шунтированием части активного сопротивления контактами реле логической схемы. Эта операция выполняется на зажимах 5 — 7 реле частоты (рис. 6.14,6).
Схема работает следующим образом. При снижении частоты до уставки очереди АЧР1 реле частоты KF замыкает свои контакты, что приводит к срабатыванию промежуточного реле KL6 (РП-251), предназначенного для размножения контактов реле KF. В результате срабатывания реле KL6 запускается реле времени АЧР КТ1, разрывается цепь включения реле времени ЧАПВ КТ2 и подготавливается цепь для подачи напряжения на реле отключения КСТ. Через время контакт реле времени КТ1 включает реле фиксации и переключения уставки KL1, запускающее реле отключения КСТ. Последнее подает импульс на отключение выключателей присоединений. На этом работа очереди АЧР заканчивается, и схема готова к осуществлению операции частотного АПВ.
Одновременно с запуском реле отключения КСТ реле времени КТ1 включает промежуточное реле KL5, которое самоудерживается через размыкающие контакты реле KL2 и КТ3. Своими контактами реле KL5 подготавливает цепь включения реле времени ЧАПВ КТ2 и производит переключение уставки реле частоты на частоту ЧАПВ. Если частота восстановится до уставки ЧАПВ, контакты реле частоты KF разомкнутся. В результате этого отпадет реле KL6 и через его размыкающий контакт запустится реле КТ2. Если в течение времени, меньшего выдержки времени реле КТ2, частота в энергосистеме становится выше частоты возврата ЧАПВ, срабатывает реле KL2. Оно выполняет следующие функции: подает напряжение на реле времени КТ3, которое через промежуточное реле производит включение потребителей (группами через интервалы времени, определяемые условиями работы аккумуляторной батареи подстанции), готовит цепь включения реле однократности схемы ЧАПВ KL3, изменяет уставку реле частоты на частоту контроля.
Далее работа схемы протекает следующим образом. Если после ЧАПВ в течение времени, определяемого выдержкой времени конечного контакта реле КТ3, частота становится не ниже, то срабатывает реле KL4 и схема возвращается в исходное положение — реле КТ2, KL2 и КТ3 отпадают. Если же после работы ЧАПВ до истечения времени частота вновь понизится (это означает, что подъем частоты был вызван только работой АЧР и условия для работы ЧАПВ отсутствуют), то при частоте реле частоты замкнет свои контакты, сработают реле KL6 и KL3. Последнее, самоудерживаясь, разрывает цепь реле KLI и запрещает повторное действие ЧАПВ. Срабатывание реле KL6 приводит к обесточению цепи обмотки реле КТ2 и подаче отключающего импульса через замыкающие контакты реле KL3 на реле отключения КСТ, которые производят повторное отключение питающих линий, включенных данной очередью ЧАПВ. Схема блокируется и может быть возвращена в исходное положение только нажатием кнопки SB.
Схема АЧР2 с ЧАПВ однократного действия отличается от схемы АЧР1 незначительно: в цепи реле частоты на зажим 5 добавлены перемычка 5X2, замыкающий контакт реле KL6 и размыкающий контакт реле KL1. При наличии перемычки уставка по частоте изменится сразу же после срабатывания реле частоты. В остальном схема работает аналогично схеме АЧР1.
Совмещенная схема АЧР1 и АЧР2 выполняется на двух реле частоты. Второе реле частоты KF2 подключается параллельно первому к зажимам 7 и 8. С помощью реле KF2 запускается дополнительно устанавливаемое реле времени КТ7, контакты которого шунтируют контакты реле KL6, KL3 и КТ1. Перемычка SX2 при выполнении совмещенной схемы включается. Уставка KF1 должна быть выше уставки KF2, а выдержка времени КТ7 должна быть меньше выдержки времени реле КТ1.

Типовая схема АЧР и ЧАПВ института «Энергосетьпроект»
Рис. 6.15. Типовая схема АЧР и ЧАПВ института «Энергосетьпроект» с двумя
реле частоты РЧ-1


Рис. 6 .16 Схема АЧР с ЧАПВ, позволяющим ускорить включение.
Переход на полупроводниковое реле понижения частоты РЧ-1, сохраняющее работоспособность при глубоких снижениях напряжения и имеющее внутренний элемент выдержки времени, позволил упростить схемы АЧР и ЧАПВ.

Используя в схеме два реле частоты, можно существенно увеличить число очередей разгрузки и получить две уставки по частоте АЧР1, уставку по частоте АЧР2 и обеспечить ЧАПВ всех групп потребителей. В зависимости от типа применяемого для АЧР2 реле времени можно обеспечить несколько очередей АЧР2 с различными уставками по времени. Применяя многоконтактные реле времени, можно обеспечить плавное включение отключенных групп потребителей устройством ЧАПВ.

Типовые схемы устройств АЧР и ЧАПВ, выполненные институтом «Энергосетьпроект», построены следующим образом: одно реле частоты имеет уставки АЧР1 и ЧАПВ, второе — одну уставку АЧР2. Переключение первого реле на уставку ЧАПВ осуществляется по факту срабатывания, любой из очередей разгрузки и после подъема частоты выше уставки АЧР2. Повторное снижение частоты ниже уставки АЧР2 приводит к повторному запуску схемы.
V На рис. 6.15 показана одна из типовых схем с двумя реле частоты РЧ-1, позволяющая осуществить как независимые очереди АЧР1 и АЧР2 с ЧАПВ, так и совмещенную очередь в сочетании с независимой очередью АЧР2 и ЧАПВ Схема работает следующим образом. При снижении частоты сначала срабатывает реле частоты KF2, имеющее уставку АЧР2. Замыкание контактов реле KF2 приводит к срабатыванию реле KL2, одним контактом которого подготавливаются цепи срабатывания реле KL5-a и KL5-6 (выходные реле очередей АЧР2), другим запускается моторное реле времени КТ2, создающее выдержку времени АЧР2. Контакт реле KL2 может быть использован, как показано в схеме, для автоматического повышения частоты возврата реле KF2, обеспечивающего подъем частоты в энергосистеме до значений выше уставки АЧР2 (если это необходимо для автоматического восстановления нормального режима работы энергосистемы). При дальнейшем снижении частоты до уставки АЧР1 срабатывают реле частоты KF1 и его повторитель KL1, через контакт которого подается напряжение на срабатывание выходного реле АЧР KL4.
Когда частота в энергосистеме поднимется выше уставки возврата KF2, будет обеспечена подготовка схемы для работы ЧАПВ. Контакт KF2 разомкнется, реле KL2 отпадет и, если работала хоть одна из очередей разгрузки, сработает реле KL3. Одновременно контактом KL2 разрывается цепь питания реле КТ2 и последнее возвращается в исходное состояние. Реле KL3 переключает реле KF1 на уставку ЧАПВ и запускает реле времени KTI. Выдержка времени реле КТ1 вводится для исключения ложной работы ЧАПВ во время переключения уставки KF1. После срабатывания КТ] подготовка к работе ЧАПВ заканчивается. При отпадании KF1 и возврате KL1, когда частота в энергосистеме поднимается выше уставки ЧАПВ, вновь запускается многоконтактное реле КТ2, создающее выдержки времени ЧАПВ. Двухпозиционные реле KL5-a, KL5-6, KL4 возвращаются в первоначальное положение, осуществляя повторное включение потребителей.
Возврат схемы в исходное состояние происходит при отпадании реле KL3, когда все очереди ЧАПВ сработают. Если же до конца работы всех очередей ЧАПВ происходит повторное снижение частоты ниже уставки KF2, схема ЧАПВ разбирается, и при новом повышении частоты весь цикл запуска ЧАПВ повторяется сначала^,Выбор категории и очереди разгрузки осуществляется подключением элементов схемы к различным шинкам ШАЧР. Для выполнения совмещенной очереди АЧР используются шинка ШАЧР1+2 и соответствующая шинка повторного включения. Оставшиеся потребители, подключаемые к разгрузке, присоединяются к шинке ШАЧРН-б.
Схема с оперативным переменным током аналогична и отличается от схемы на. рис. 6.15 с оперативным постоянным током, как и от схемы на рис. 6.9, а и б, только различными способами питания моторного реле времени ВС-10.
На рис. 6.16 приведена схема устройства АЧР с ЧАПВ, разработанная институтом «Энергосетьпроект» и реализующая описанный в § 5.2 принцип ЧАПВ, позволяющий ускорить включение потребителей при повторных снижениях и подъемах частоты. Устройство включает в себя одну очередь АЧР1 и две очереди АЧР2 с ЧАПВ отключенных потребителей. Предусмотрена возможность совмещения очереди АЧР1 с одной из очередей АЧР2. Устройство ЧАПВ выполняется с фиксацией отсчета выдержки времени на программном реле времени (реле ВС-10 с приводом от синхронного двигателя) при снижении частоты сети ниже уставки ЧАПВ (единой для всех очередей одного устройства) до значения, несколько меньшего уставки исключается возможность подъема частоты выше уставок АЧР2 путем изменения уставок возврата АЧР2). Для АЧР2 и ЧАПВ используется одно программное реле времени, переключаемое соответствующим образом.
Схема работает следующим образом. При снижении частоты до уставки АЧР2 срабатывают реле частоты KF2 и его реле-повторитель KL2, которое одним своим замыкающим контактом подготавливает цепь срабатывания выходных реле АЧР2 KL5 и KL6, другим запускает программное реле времени КТ2, создающее выдержку времени АЧР2, а третьим замыкающим контактом при включенной цепи автоматического увеличения частоты возврата переключает уставку АЧР2 (реле KF2) на частоту возврата, равную частоте. Если автоматическое увеличение частоты возврата реле KF2 не предусмотрено, эта цепочка должна быть отключена (перемычка 1). При дальнейшем снижении частоты до уставки АЧР1 сработают реле частоты KF1 и его реле-повторитель KL1, при замыкании контактов которого сработает выходное реле АЧР1 KL4.
При восстановления частоты до уставки возврата АЧР2 реле KF2 и его реле-повторитель KL2 отпадают, последнее размыкает свой замыкающий контакт в цепи программного реле времени, возвращающегося в исходное состояние, разрывает цепь срабатывания выходных реле АЧР2 KL5 и KL6, подготавливает цепь переключения уставки KF1 и, если сработало хотя бы одно из выходных реле (KL4 — KL6), замыкает цепь срабатывания промежуточного реле с задержкой на отпадание и реле времени КТ1.
Реле KL3 переключает уставку реле частоты KF1 на уставку ЧАПВ, разрывает цепи срабатывания всех выходных реле разгрузки (KL4 — KL6), цепь пуска по признаку АЧР2 программного реле времени КТ2, цепь отсчета выдержки времени и возврата программного реле, подготовляя его к работе в цикле ЧАПВ. При повторном снижении частоты реле KF2, срабатывая, переключает KF1 с уставки ЧАПВ на уставку АЧР1 и разрывает цепь реле KL3, которое в свою очередь собирает цепь срабатывания выходных реле АЧР. Для предотвращения ложного срабатывания выходного реле АЧР1 KL4 (замыкания размыкающего контакта реле KL3 раньше размыкания контакта KL1 в цепи выходного реле АЧР1 KL4) выдержка времени на возврат промежуточного реле KL3 должна удовлетворять условию
При повторном снижении частоты до уставки контроля ЧАПВ, но не ниже уставки срабатывания АЧР2, если время возврата промежуточного реле KL3 окажется недостаточным, реле KF2 может не успеть переключиться с уставки контроля ЧАПВ на уставку срабатывания АЧР2, что приводит к ложной работе АЧР2 при частоте, превышающей его уставку срабатывания. Для исключения этого должно выполняться условие
Выдержка времени реле выпирается с целью обеспечения надежного возврата программного реле КТ2 при переходе от цикла АЧР2 к циклу ЧАПВ, она же обеспечивает надежное переключение реле частоты KF1 с уставки АЧР1 на уставку ЧАПВ.
При восстановлении частоты до уставки ЧАПВ контакт реле частоты KF1 размыкается, а его реле-повторитель KL1 обесточивается, замыкая свой размыкающий контакт в цепи реле KL7 и программного реле времени КТ2. Реле KL7, срабатывая, самоподхватывается, производит пуск реле КТ2, создающего в данном случае выдержку времени ЧАПВ, переключает реле частоты на уставку контроля ЧАПВ и собирает цепь входных реле АЧР KL4 KL6.
Если частота будет ниже уставки ЧАПВ, но не ниже уставки контроля ЧАПВ, реле KF1 и KL1 сработают и разорвут цепь отсчета выдержки времени КТ2 (цепь двигателя), но
возврата КТ2 не произойдет, так как промежуточное реле KL7, самоудерживаясь своим замыкающим контактом, держит под напряжением электромагнит муфты сцепления программного реле. В результате, этого при последующем восстановлении частоты до уставки ЧАПВ вновь размыкается контакт KF1 и обесточивается KLI, замыкая свой размыкающий контакт в цепи отсчета выдержки времени КТ2, и отсчет времени ЧАПВ продолжается с того значения, на котором имело место кратковременное снижение частоты ниже уставки ЧАПВ.
Возврат реле КТ2 в исходное состояние произойдет лишь в том случае, если частота в цикле ЧАПВ снизится ниже уставки контроля ЧАПВ реле KF2. При срабатывании KF2 разрываются цепи промежуточных реле KL3, KL7, реле времени ΚΤΙ и реле KFJ переключаются на уставку АЧР1. Реле KL7 деблокируется, переключает уставку реле KF2 на уставку срабатывания АЧР2, разрывает цепи ЧАПВ выходных реле АЧР, производит возврат реле КТ2, размыкая цепи питания электромагнита муфты сцепления.
Реле KL3 разбирает цепь переключения уставки KFI, собирает цепь АЧР выходных промежуточных реле KL4 — KL6, объединяет цепи отсчета выдержки времени и возврата реле КТ2, собирает цепь запуска КТ2 в цикле АЧР2. Электромагнитное реле времени КТ1, обесточиваясь, разбирает цепь срабатывания промежуточного реле KL7. Таким образом, схема автоматически подготавливается для работы в цикле АЧР. Возврат схемы в первоначальное положение происходит после срабатывания всех очередей ЧАПВ, возврата всех выходных реле АЧР в первоначальное положение и как следствие — возврата промежуточных реле KL3, KL6 и реле времени КТ1.
Схема позволяет выполнить совмещение очередей АЧР1 и АЧР2. Для этого с помощью перемычки 2 шунтируются обмотки выходных реле АЧР KL4 и KL3, а потребителей совмещенной очереди АЧР1 и АЧР2 подключают к шинкам ШАЧР1 и ШАЧРП.
Для исключения ложного действия ЧАПВ при исчезновении контролируемого напряжения предусмотрена блокировка цепи ЧАПВ программного реле времени КТ2 с помощью замыкающего контакта реле минимального напряжения KV, обмотка которого подключена параллельно реле частоты KF1 и KF2. Надежность питания программного реле времени обеспечивается выполнением автоматического включения резервного питания с помощью промежуточного реле KL8 с задержкой на отпадание, а расширение диапазона нормальной работы реле КТ2 по напряжению достигается его включением через индивидуальный стабилизатор напряжения GC.
Как указывалось выше, при возникновении значительных дефицитов мощности, как правило, снижение частоты сопровождается одновременным глубоким снижением напряжения в узлах, нагрузки, В этих условиях встает задача обеспечения надежной работы устройств АЧР при глубоких снижениях напряжения. На подстанциях с оперативным постоянным током эта задача сводится к обеспечению надежной работы индукционного реле частоты ИВЧ в устройствах АЧР, выполненных на базе этого реле (см. § 6.2). Большие трудности возникают на подстанциях с оперативным переменным током, где необходимо обеспечить при глубоких снижениях напряжения надежную работу не только реле понижения частоты, но и реле исполнительных цепей АЧР и приводов выключателей. На подстанциях с выпрямленным оперативным переменным током эта задача решается с помощью стабилизированных блоков питания БПНС-1, обеспечивающих поддержание выходного напряжения в пределах (0,85 — 1,1) Uном, при колебаниях входного напряжения от 0,5 до 1,1 Uном.. Длительно допустимая нагрузка БПНС-1 — 650, кратковременно допустимая (в течение 1с) — 1500 Вт.
На подстанциях с оперативным переменным током типовыми схемами Энергосеть проекта предусматривалась стабилизация напряжения на шинках АЧР и в цепях электромагнитов отключения выключателей с помощью феррорезонансных стабилизаторов напряжения С-3С мощностью 3 кВ-А, обеспечивающих одновременное отключение нескольких присоединений. Применялись также стабилизаторы меньшей мощностью (типа С-0,9, С-0,75 мощностью 900 и 750 В -А), позволявшие обеспечить отключение одного-двух присоединений. Однако опыт эксплуатации и исследования, проведенные в Союзтехэнерго, Белэнергоремналадке и ряде энергосистем (Киевэнерго [39], Витебскэнерго), выявили ряд серьезных недостатков применения указанных стабилизаторов напряжения. Основные из них следующие:

  1. существенная зависимость выходного напряжения стабилизатора от частоты источника питания (рис. 6.17).


Рис. 6.17. Зависимость выходного напряжения стабилизатора С-0,9 от входного

Рис. 6.18 Кривая превышения температуры обмоток стабилизатора С-0,9 над температурой окружающего воздуха. Нагрузка 60 В · А (данные Союзтехэнерго)

Рис. 6.19. Зависимость выходного напряжения и тока нагрузки стабилизатора С-3С от нагрузки(данные Союзтехэнерго)
Так, при номинальном напряжении и частоте 45 Гц напряжение на выходе стабилизатора С-0,9 составляет 195 В, на выходе стабилизатора С-0,75 — 190 В.
Работоспособность исполнительных реле схем АЧР (реле ВС-10, РП-25, РП-12 и др.) обеспечивается при напряжении не менее (0,85 — 0,9), а электромагнитов отключения выключателей — при напряжении не менее 0,65. При номинальной нагрузке стабилизаторы напряжения обеспечивают выходное напряжение 0,851 при одновременном снижении частоты до 46,5 Гц и напряжения примерно до 0,7. При более глубоком снижении частоты (до 45 Гц) и напряжения (до 0,5 необходимой стабилизации напряжения не обеспечивается, что приводит, в первую очередь, к отказам исполнительных реле АЧР, а затем и приводов выключателей;

  1. несинусоидальность формы кривой выходного напряжения стабилизатора. Нелинейные искажения составляют до 7 — 8%;
  2. перегрев обмоток стабилизаторов. Все стабилизаторы типа С не предназначены для работы в режиме XX и КЗ. В режиме «ожидания» действия АЧР нагрузка стабилизаторов близка к нагрузке холостого хода (реле АЧР). В результате этого при длительной работе происходит перегрев стабилизаторов С-0,9 (рис. 6.18), в эксплуатации имели место случаи их выгорания;
  3. отсутствие защиты, обеспечивающей отключение стабилизаторов от сети при коротких замыканиях на вторичной стороне;
  4. изменение уставки реле частоты ИВЧ (до 0,5 Гц) при подключении его через стабилизатор, что требует настройки устройства АЧР при совместной работе реле частоты и стабилизатора. При использовании указанных стабилизаторов для этой цели необходим мощный источник переменного напряжения;
  5. отсутствие стабилизирующего эффекта при перегрузке стабилизаторов (рис. 6.19). Потребляемая мощность одной обмотки отключения для выключателей с приводом ПП-67 или ППМ-10 — 480 — 500, а для выключателей с обмоткой ВК-10 — 700 В-А. При большом числе присоединений, на которые воздействуют устройства АЧР, ограничивается допустимое число присоединений, подключаемых к одному стабилизатору (не более одного-двух на стабилизатор С-0,9, не более четырех — шести на стабилизатор С-3С);
  6. большие размеры и вес стабилизатора С-3С, ограничивающие возможности его размещения на ряде подстанций.

Выявленные недостатки феррорезонансных стабилизаторов напряжения говорят о нецелесообразности их применения для обеспечения надежной работы АЧР при глубоких снижениях частоты и напряжения на подстанциях с оперативным переменным током. Необходима разработка других мероприятий, решающих эту задачу. Частично она может быть решена полной заменой в устройствах АЧР на таких подстанциях индукционных реле частоты ИВЧ полупроводниковым реле РЧ, -однако для обеспечения надежной работы исполнительных реле АЧР и приводов выключателей необходимы специальные мероприятия.



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