АЧР как средство автоматической ликвидации аварии и восстановления нормального режима
В большинстве случаев на АЧР возлагается в основном задача предотвращения, развития тяжелых аварий при возникновении дефицита мощности. После ее работы частота восстанавливается до уровней, близких к частоте возврата АЧРП (48,8—49,2 Гц), а дальнейший подъем частоты до номинальной (или исходной), синхронизация разделившихся частей энергосистем и восстановление баланса мощности осуществляются вручную дежурным персоналом. Обычно эти операции занимают не менее 15—30 мин. Между тем в ряде случаев в энергосистемах имеется возможность быстрого автоматического восстановления питания потребителей, что может существенно снизить народнохозяйственный ущерб от их отключения в результате работы АЧР. Такие условия возникают, в частности, при применении на связях, соединяющих дефицитный район или энергосистему с энергообъединением, АПВ с улавливанием синхронизма (АПВУС), разрешающих обратное включение связи при разности частот до 1—1,5 Гц, при использовании для восстановления питания нагрузок кратковременных асинхронных режимов с последующей ресинхронизацией дефицитных районов. В этих условиях к АЧР должно предъявляться требование не только восстановить частоту до длительно допустимых уровней, но и «подогнать» ее до уровня, разрешающего произвести быструю автоматическую синхронизацию или ресинхронизацию дефицитного района [71].
Рис. 2.22. Временная диаграмма работы очередей АЧР при изменении уставок
возврата:
1—изменение частоты при авария; 2—изменение уставок по частоте очередей АЧР, х—срабатывание очередей; □ —синхронизация дефицитного района с энергосистемой
Если уровни, до которых обычно восстанавливается частота после работы АЧР (около 49 Гц), приемлемы, чтобы устройства АПВУС сработали или произошла ресинхронизация, то в каких-либо дополнительных мероприятиях для выполнения этого требования нет необходимости. Однако часто требуется восстановить частоту до более высоких значений (допустимая для работы АПВУС или ресинхронизации разность частот между избыточной и дефицитной энергосистемами определяется пропускной способностью связи между ними). Это можно обеспечить, если на реле частоты очередей АЧР выполнить коэффициент возврата больше единицы [26, 71 ], т. е. очередь будет запускаться, например, при частоте 48,8 Гц, после запуска изменит уставку возврата и будет возвращаться в исходное состояние только при частоте, обеспечивающей автоматическую синхронизацию, например 49,5 Гц, в результате чего отключение нагрузок очередями АЧР будет происходить до тех пор, пока частота не восстановится до этого уровня.
Временная диаграмма работы очередей АЧР при изменении частоты, иллюстрирующая этот процесс, изображена на рис. 2.22. После срабатывания очередей АЧР в принципе возможны два варианта: восстанавливается первоначальное значение уставки по частоте данной очереди или ее уставка переводится на частоту ЧАПВ (если АЧР и ЧАПВ выполняются на одном реле частоты). Рассмотрим в качестве примера действие трех очередей АЧР, считая для простоты их уставки по частоте одинаковыми. Пусть на первой очереди АЧР не производится перестройка на уставку ЧАПВ, а на второй и третьей такая перестройка осуществляется. Через время t1 после достижения частотой уставки АЧР сработает первая очередь АЧР
и изменит свою уставку на первоначальную (линия 2). Через времена t2 и 3 соответственно сработают вторая и третья очереди АЧР и изменят свою уставку. Срабатывание рассматриваемых и последующих очередей АЧР будет происходить до тех пор, пока частота не восстановится. После этого произойдет автоматическая синхронизация дефицитного района.
Особо эффективен описанный выше способ автоматической ликвидации аварии в сочетании с ЧАПВ нагрузок дефицитного района. Это позволяет не только поднять частоту до номинальной (исходной) в дефицитном районе, но и после его синхронизации быстро восстановить электроснабжение отключенных потребителей. Восстановление частоты для обеспечения автоматической синхронизации дефицитного района изменением уставки возврата очередей АЧРИ успешно применяется в ряде энергосистем. Например, в Латвглавэнерго [26] этот способ позволяет в сочетании с действием ЧАПВ автоматически восстановить в дефицитном районе питание нагрузок, отключенных устройствами АЧР, т. е. полностью ликвидировать аварию через 1—2 мин.