АЧР энергосистем - Совместное использование АЧР и АВР потребителей

В практике эксплуатации наблюдались случаи, когда в аварийных ситуациях с дефицитом мощности после отключения потребителей от АЧР восстанавливалось их питание от тех же генерирующих источников дефицитной энергосистемы или района в результате работы устройств автоматического включения резерва. Имели место также неоднократные случаи повторного ручного включения потребителей персоналом предприятий на оставшиеся в работе источники питания. Оба эти мероприятия снижают эффективность действия АЧР, затягивают ликвидацию авария, а в ряде аварийных ситуаций приводят к их тяжелому развитию.
Подобные действия автоматики и персонала еще имеют место потому, что персонал потребителей часто исходит только из интересов своего предприятия без учета общего положения и интересов всей энергосистемы.

Рис. 8.7. Схема размещения АЧР и АВР: а — электроснабжение от одного питающего центра, б—от питающего центра и распределительной сети, в —от двух питающих центров: ПЦ—питающий центр; ПП— подстанция потребителя; ОН— ответственные нагрузки
Такой узковедомственный подход в определенной степени связан с тем, что устройства АЧР находятся в основном на подстанциях энергосистемы и в ведении последней, а значительная часть устройства АВР—на подстанциях предприятий и в их ведении.
Подобное положение требует проведения соответствующей разъяснительной работы с потребителями электроэнергии. Работники предприятий должны четко представлять, что восстановление питания потребителей после работы АЧР без учета условий работы энергосистемы или района в целом может привести к развитию аварии и погашению значительной части электростанций и потребителей, в том числе и данного предприятия.
В соответствии с директивными материалами [54] ручное включение персоналом нагрузки, отключенной действием АЧР, на оставшиеся в работе источники питания категорически запрещено. Сам факт возникновения аварийной ситуации с дефицитом мощности может быть установлен персоналом по показаниям частотомера. Для исключения вредного действия
АВР после срабатывания АЧР возможны два пути: а) рациональное размещение устройств АВР и согласование действий устройств АЧР и АВР [8 ]; б) блокировка действия устройств АВР при авариях с дефицитом мощности.
На рис. 8.7 показаны принципы размещения АВР и АЧР в наиболее часто применяемых схемах электроснабжения [8], В схеме на рис. 8.7, а, когда потребители питаются от одного источника, ответственные нагрузки выделены на питающую линию 1, а остальные—на линии 2 и 3. Для резервирования ответственных нагрузок линии 1 необходимо, чтобы АВР было одностороннего действия, а к устройствам АЧР можно подключить линии 2 и 3. Тогда при дефиците мощности в системе АЧР отключит наименее ответственные линии 2 и 3, а при аварийном отключении линии 1 АВР обеспечит питание ответственной нагрузки. Если в данной схеме установить, например, АВР двустороннего действия, отключение нагрузки в необходимом объеме при дефиците мощности может быть обеспечено только при подключении к АЧР всех трех линий (иначе после действия АЧР на линиях 2 и 3 питание нагрузок этих линий будет восстановлено действием АВР). Это приведет к существенному увеличению ущерба. Установка устройства АВР одностороннего действия между линиями 2 и 3 даст возможность подключить к АЧР только одну линию 3 вместо двух (иначе после действия АЧР на линии 2 питание ее нагрузок будет также восстанавливаться действием АВР).
На рис. 8.7,6 приведена схема электроснабжения нагрузки от питающего центра с резервированием по распределительной сети энергосистемы. В этой схеме неответственных потребителей целесообразно выделить на отдельную питающую линию и подключить ее под АЧР, а ответственную нагрузку целиком подключить на секцию, резервируемую по распределительной сети. Если питающие линии РП, в свою очередь, не подключены к устройствам АЧР, то АВР можно выполнить не одностороннего действия, как показано на рис. 8.7,6, а двустороннего.
На рис. 8.7, в показана схема электроснабжения потребителей от двух питающих центров, что требует установки АВР одностороннего действия для резервирования ответственных нагрузок. Вся ответственная нагрузка подключается к линиям, идущим от питающего центра А, а под АЧР подключается менее ответственная нагрузка, получающая электроснабжение от питающего центра Б. Такая схема подключения потребителей и размещения АВР и АЧР является наиболее гибкой.
Установка АВР двустороннего действия, как это часто имеет место в эксплуатации, существенно ухудшает регулировочные возможности системы в аварийных ситуациях.

Рис. 8.8. Схема электроснабжения предприятия от двух питающих центров: А, Б—питающие центры; В—резервный источник питания, АВР*—устройство АВР с блокировкой по частоте; ОН—ответственные нагрузки
Рассмотрим более сложную схему электроснабжения потребителей, которая приведена на рис. 8.8. В ней две секции ГПП, получающие питание от независимых источников питания А и Б, резервированы через устройства АВР. Для питания ответственных потребителей, сосредоточенных на РП-2 и РП-3, имеется также еще одна магистраль от источника В (штриховая линия). Наиболее рационально важные электроприемники выделить на отдельные секции РП-2 и РП-3 и выполнить на секционных выключателях в РП-2 и РП-3 АВР одностороннего действия для резервирования ответственных электроприемников. Автоматическое включение резерва на секционном выключателе ГПП также целесообразно выполнить односторонним с действием в сторону секции, питающей ответственных потребителей на РП-2 и РП-3. Тогда секцию ГПП, питающуюся от центра А, можно подключить к АЧР. При снижении частоты действием АЧР будет отключена наименее ответственная нагрузка, а питание ответственных потребителей будет обеспечено; таким образом, с одной стороны, будет обеспечена разгрузка при дефиците мощности и, с другой стороны, ущерб от отключения потребителей будет наименьшим.
В ряде случаев, особенно когда доля ответственных потребителей велика и их питание осуществляется по большому числу различных линий, не представляется возможным заменить АВР двустороннего действия аналогичным устройством одностороннего действия.

Рис 8.9 Принципиальная схема АВР двустороннего действия на секционном выключателе с блокировкой по частоте:
1 — выключатели питающих линий, 2 — секционный выключатель, 3 — трансформатор напряжения; 4 — реле понижения напряжения, 5 — реле времени, 6 — указательное реле, 7 — отключающее устройство АВР, 8 — устройство контроля напряжения, 9 — обмотка отключения; 10 — обмотка включения, 11 и 12 — дополнительные контакты, 13 — реле понижения частоты, 14 — промежуточное реле, А, Б — питающие центры, ПП — подстанция потребителя, ОН — ответственные нагрузки, НН — неответственные нагрузки
Область применения АВР может быть существенно расширена, если выполнить на этих устройствах блокировку, запрещающую действие АВР при снижении частоты. Вариант схемы блокировки для АВР двустороннего действия на секционном выключателе показан на рис. 8.9 [8]. Неответственные потребители питаются от секции, получающей питание от щеточника А, и подключены к АЧР, а ответственные — от секции, получающей питание от источника Б. В условиях, когда частота в энергосистеме близка к номинальной, схема обеспечивает резервирование обеих секций подстанции. Например, если исчезнет напряжение на линии, связывающей данную подстанцию с источником А, сработает реле понижения напряжения 4. Оперативный ток для работы схемы подается от трансформатора напряжения секции, получающей питание от источника Б. При замыкании своих контактов реле 4 секции А запускает реле времени 5 этой же секции, которое через указательное реле 6 производит отключение выключателя линии, связывающей эту секцию с источником А. При отключении выключателя он своими дополнительными контактами замыкает цепь включающей обмотки секционного выключателя, т. е. производит АВР. Аналогично схема работает и при исчезновении напряжения на секции, получающей питание от источника Б.
Если возникает аварийная ситуация с понижением частоты в энергосистеме, то после достижения частотой уставки реле частоты 13 последнее срабатывает и через промежуточное реле 14 разрывает цепь оперативного тока от трансформатора секции, получающей питание от источника Б. Таким образом, АВР выводится из работы. При дальнейшем понижении частоты и отключении действием АЧР линии, связывающей неответственных потребителей с источником А, последние не резервируются из-за вывода АВР. После того как частота в энергосистеме будет восстановлена, двустороннее АВР вновь готово к работе. Применение описанной выше блокировки, например, может дать возможность выполнить в схеме электроснабжения на рис. 8.8 АВР на секционном выключателе ГПП двустороннего действия.
Уставки по частоте устройства АЧР на данном присоединении fуст и реле частоты устройства блокировки АВР fбл должны быть согласованы. Автоматическое включение резерва должно при снижении частоты выводиться из работы раньше, чем сработает АЧР, т. е. f6л >f Поскольку верхний предел уставок
по частоте устройств АЧР fн = 49,2 Гц, целесообразно принимать fбд = 49,5 Гц.