Автоматическая частотная разгрузка ачр. Назначение. Ачр это

Назначение и основные принципы выполнения АЧР

Поиск Лекций Лекция 18 Автоматическая частотная разгрузка Назначение и основные принципы выполнения АЧР Автоматическое повторное включение после АЧР Схемы АЧР и ЧАПВ Назначение и основные принципы выполнения АЧР Пока в энергосистеме имеется вращающийся резерв активной мощности, системы регулирования частоты и мощности будут поддерживать заданный уровень частоты. После того как вращающийся резерв будет исчерпан, дефицит активной мощности, вызванный отключением части генераторов или включением новых потребителей, повлечет за собой снижение частоты в энергосистеме. Небольшое снижение частоты (на несколько десятых герца) не представляет опасности для нормальной работы энергосистемы, хотя влечет за собой ухудшение экономических показателей. Снижение же частоты более чем на 1–2 Гц представляет серьезную опасность и может привести к полному расстройству работы энергосистемы. Это в первую очередь определяется тем, что при понижении частоты снижается частота вращения электродвигателей, а следовательно и производительность приводимых ими механизмов собственных нужд тепловых электростанций. Так, например, снижение частоты на 3–5 Гц приводит к уменьшению на 20–40% подачи воды в конденсатор циркуляционными насосами. При таком снижении частоты питательные насосы почти полностью прекращают подачу воды в котел. Вследствие снижения производительности механизмов собственных нужд резко уменьшается располагаемая мощность тепловых электростанций, особенно электростанций высокого давления, что влечет за собой дальнейшее снижение частоты в энергосистеме. Таким образом, происходит лавинообразный процесс – «лавина частоты», который может привести к полному расстройству работы энергосистемы. Следует также отметить, что современные крупные паровые турбины не могут длительно работать при низкой частоте из-за опасности повреждения их рабочих лопаток. Процесс снижения частоты в энергосистеме сопровождается также снижением напряжения, что происходит вследствие уменьшения частоты вращения возбудителей, установленных на одном валу с основными генераторами. Если регуляторы возбуждения генераторов и синхронных компенсаторов не смогут удержать напряжение, то также может возникнуть лавинообразный процесс – «лавина напряжения» так как снижение напряжения сопровождается увеличением потребления реактивной мощности, что еще более осложнит положение в энергосистеме. Аварийное снижение частоты в энергосистеме, вызванное внезапным возникновением значительного дефицита активной мощности, протекает очень быстро, в течение нескольких секунд. Поэтому дежурные персонал не успевает принять каких-либо мер, вследствие чего ликвидация аварийного режима должна возлагаться на устройства автоматики. Для предотвращения развития аварии должны быть немедленно мобилизованы все резервы активной мощности, имеющиеся на электростанциях. Все вращающиеся агрегаты загружаются до предела с учетом допустимых кратковременных перегрузок. При отсутствии вращающегося резерва единственно возможным способом восстановления частоты в сети является отключение части наименее ответственных потребителей. Это и осуществляется с помощью специальных устройств – автоматов частотной разгрузки (АЧР), срабатывающих при опасном снижении частоты в сети. Изменение частоты энергосистемы является сложным процессом, связанным с изменением параметров отдельных её элементов: активной мощности, развиваемой агрегатами электростанций и мощности нагрузки, большая часть которой состоит из электродвигателей. Глубина снижения частоты зависит не только от значения дефицита активной мощности в первый момент аварии, но и от характера нагрузки. Потребление мощности одной группой потребителей, к которой относятся электроосветительные приборы и другие установки, имеющие чисто активную нагрузку, не зависит от частоты и при её снижении остается постоянной. Потребление же другой группы потребителей (электродвигателей переменного тока) при уменьшении частоты снижается. Чем больше в энергосистеме доля нагрузки первой группы, тем больше снизится частота при возникновении одинакового дефицита активной мощности. Нагрузка потребителей второй группы будет в некоторой степени сглаживать эффект снижения частоты, поскольку одновременно будет уменьшаться потребление мощности электродвигателями. Уменьшение мощности, потребляемой нагрузкой при снижении частоты или, как говорят, регулирующий эффект нагрузки характеризуется коэффициентом регулирующего эффекта КН, равным отношению:   . (65)   Коэффициент КН показывает, на сколько процентов уменьшается потребление нагрузкой активной мощности на каждый процент снижения частоты. Значение коэффициента регулирующего эффекта нагрузки должно определяться специальными испытаниями и принимается в расчетах равным 1¸3. Отклонение частоты в процентах, входящее в выражение (65),   , где Df – в герцах. Подставляя это значение в выражение (65), получаем: ,   откуда   . (66)   Таким образом, зная коэффициент КН, можно по выражению (66) определить, на сколько герц снизится частота при определенном значении дефицита активной мощности DР, выраженном в процентах к полной нагрузке энергосистемы. Зная величину снижения частоты в аварийном режиме fАВ по сравнению с номинальной частотой 50 Гц, можно определить установившиеся значение частоты:   или . (67) Если до возникновения дефицита энергосистема работала с частотой fС, отличной от 50 Гц, выражение (67) будет иметь следующий вид:   . (68) Устройства АЧР должны устанавливаться там, где возможно возникновение значительного дефицита активной мощности во всей энергосистеме или в отдельных ее районах, а мощность потребителей, отключаемых при срабатывании АЧР, должна быть достаточной для предотвращения снижения частоты, угрожающего нарушением работы механизмов собственных нужд электростанций, что может повлечь за собой лавину частоты. В соответствии с ПТЭ устройства АВР должны исключать возможность даже кратковременного снижения частоты ниже 45 Гц, время работы с частотой ниже 47 Гц не должно превышать 20 с, а с частотой ниже 48,5 Гц – 60 с. При выполнении АВР необходимо учитывать все реально возможные случаи аварийных отключений генерирующей мощности и разделения энергосистемы или энергообъединения на части, в которых может возникнуть дефицит активной мощности, а также то обстоятельство, что нагрузка, а следовательно, и возможный дефицит активной мощности меняются в зависимости от сезона, времени суток, дней недели. Для того чтобы суммарная мощность нагрузки потребителей, отключаемых действием АЧР, хотя бы примерно соответствовала дефициту активной мощности, возникшему при данной аварии, АЧР, как привило, выполняется многоступенчатым, в несколько очередей, отличающихся уставками по частоте срабатывания. Рис. 9.1. На рис. 9.1. приведены кривые, характеризующие процесс изменения частоты в энергосистеме при внезапном возникновении дефицита активной мощности. Если в энергосистеме отсутствует АЧР, то снижение частоты, вызванное дефицитом активной мощности, будет продолжаться до такого установившегося значения, при котором за счет регулирующего эффекта нагрузки и действия регуляторов частоты вращения турбин вновь восстановится баланс генерируемой и потребляемой мощности при новом сниженном значении частоты (кривая I). Для восстановления в энергосистеме нормальной частоты в этом случае необходимо вручную отключить часть нагрузки потребителей, суммарное потребление мощности которыми при частоте 50 Гц равно дефициту мощности, вызвавшему аварийное снижение частоты. Иначе будет протекать процесс изменения частоты при наличии АЧР (кривая II). Пусть, например, АЧР состоит из трех очередей с уставками срабатывания 48; 47,5 и 47 Гц. Когда частота снизится до 48 Гц (точка 1), сработают АЧР первой очереди и отключит часть потребителей: дефицит активной мощности уменьшится, благодаря чему уменьшится и скорость снижения частоты. При частоте 47,5 Гц (точка 2) сработают АЧР второй очереди, еще больше уменьшат дефицит активной мощности и скорость снижения частоты. При частоте 47 Гц (точка 3) сработают АЧР третьей очереди и отключат потребителей, мощность которых достаточна не только для прекращения снижения частоты, но и для её восстановления. Устройства АЧР, используемые для ликвидации аварийного дефицита активной мощности в энергосистемах, подразделяются на три основные категории (ПТЭ). Первая категория АЧРI – быстродействующая (t = 0,1 ¸ 0,3 с) с уставками срабатывания от 49 Гц (в отдельных случаях от 49,2 – 49,3 Гц) до 46,5 Гц. назначение очередей АЧРI – не допустить глубокого снижения частоты в первое время развития аварии. Уставки срабатывания отдельных очередей АЧРI отличаются одна от другой на 0,1 Гц. Мощность потребителей, подключаемых к устройствам АЧРI, РАЧРI определяется по формуле (ПТЭ) , (69) где: DРГ - дефицит генерирующей мощности; DРРЕЗ - учитываемая часть резерва мощности; 0,05 - запас. В качестве DРРЕЗ учитывается только гарантированный вращающийся резерв тепловых электростанций, обеспеченный по паропроизводительности котлов. Все величины в формуле (69) указаны в относительных единицах, причем за базисную мощность принята потребляемая мощность энергосистемы (района) в исходном режиме до возникновения дефицита мощности. Мощность, подключаемая а АЧРI, примерно равномерно распределена между очередями.



poisk-ru.ru

АЧР

энергосистемах, подразделяются на три основные категории.

Первая категория автоматической частотной разгрузки — АЧРI — быстродействующая (I = 0,1 - 0,3 с) с уставками срабатывания от 48,5 Гц до 46,5 Гц. Назначение очередей АЧРI

— не допустить глубокого снижения частоты в первое время развития аварии. Уставки срабатывания отдельных очередей АЧРI отличаются одна от другой на 0,1 Гц. Мощность, подключаемая к АЧРI, примерно равномерно распределяется между очередями.

Вторая категория автоматической частотной разгрузки — AЧPII — предназначена для восстановления частоты до нормального значения, если она длительно остается пониженной, или, как говорят, "зависает" на уровне около 48 Гц. Вторая категория AЧPII работает после отключения части потребителей от АЧРI, когда снижение частоты прекращается и она устанавливается на уровне 47,5 — 48,5 Гц.

Верхний уровень уставок по частоте устройств АЧРП принимается в пределах 48,8 — 48,6 Гц на 0,2 Гц выше верхнего уровня уставок по частоте АЧРI. При этом диапазон уставок АЧРП по частоте должен быть 0,3 Гц с интервалом по очередям 0,1 Гц. Весь объем разгрузки АЧРП разделяется на три-четыречасти (например, 40, 30 и 30% общего объема).

Уставки по времени устройств A4PII устанавливаются возрастающими от АЧРП с максимальными уставками по частоте к АЧРП с минимальными уставками. Наиболее ответственных потребителей при этом следует подключать к АЧРП с минимальными уставками по частоте (максимальными уставками по времени). Выдержки времени A4PII отличаются друг от друга на 3 с и принимаются равными 5—90с. Большие выдержки времени АЧРП принимаются для того, чтобы за это время были мобилизованы резервы активной мощности, имеющиеся в энергосистеме: загружены все работающие агрегаты, пущены и загружены резервные гидроагрегаты. При этом наибольшие выдержки времени (70 — 90 с) следует принимать в условиях возможной мобилизации мощности ГЭС.

В дефицитных энергосистемах, получающих мощность от соседних энергосистем, применяется также быстродействующая специальная очередь АЧР с уставкой срабатывания 49 Гц. Эта очередь предназначена для предотвращения снижения частоты в ЕЭС до верхних уставок AЧPII в случаях, когда не удается реализовать оперативные ограничения потребителей, а также для разгрузки межсистемных связей при возникновении дефицита мощности в энергообъединеиии. Потребители, отключенные действием спецочереди АЧР, должны быть включены в работу не позже чем через 2 ч после их отключения.

Кроме двух категорий автоматической частотной разгрузки — АЧРI и AЧPII — в эксплуатации применяется также так называемая дополнительная разгрузка. Такие устройства АУР применяются для осуществления местной разгрузки при возникновении большою дефицита активной мощности в районе энергосистемы или на отдельной подстанции, когда суммарной мощности потребителей, подключенных к очередям АЧРI и АЧРII, оказывается недостаточно для ликвидации возможного дефицита активной мощности в этом районе.

Действие устройств АЧР должно сочетаться с другими видами автоматики. Так, например, для того чтобы АЧР было эффективным, нагрузка потребителей, отключенных при аварийном снижении частоты, не должна подхватываться устройствами АПВ и АВР. Поэтому АПВ линии, отключенной действием АЧР, должно блокироваться (не следует путать с АПВ после АЧР, т.е. с особым видом автоматики, принципы выполнения и схемы которой рассмотрены ниже). Линии и трансформаторы, обеспечивающие резервное питание в схемах АВР, должны отключаться теми же очередями АЧР, что и основные питающие линии и трансформаторы.

2. ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ЛОЖНЫХ ОТКЛЮЧЕНИЙ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ПРИ КРАТКОВРЕМЕННЫХ СНИЖЕНИЯХ ЧАСТОТЫ В ЭНЕРГОСИСТЕМЕ

При отключении связи с энергосистемой (обеих линий или трансформатора Т1 в схеме на рис. 2,а) питание потребителей, потерявших питание, может быть восстановлено спустя небольшое время действием АПВ пиний и трансформатора или АВР секционного выключателя. Однако за время, пока будет нарушена связь с энергосистемой, потребители подстанции могут быть отключены ложным действием устройств АЧР. Это происходит потому, что после отключения источника питания напряжение на шинах подстанции с синхронными компенсаторами или мощными синхронными электродвигателями сразу не

studfiles.net

12. Устройства ачр. Принцип действия, основные требования.

Для нормальной работы потребителей необходимо поддерживать f равной номинальной. Поддержание частоты производится как автоматически, так и вручную. Причем успешное регулирование частоты возможно при наличии в энергосистеме резерва активной мощности “вращающийся резерв”. При отсутствии такого резерва отключение части генераторов или включение дополнительной группы потребителей приведет к снижению частоты. На электростанциях это ведет к снижению мощности, вырабатываемой генераторами. Т.е. дефицит активной мощности растет и появляется дефицит реактивной мощности, возникает так называемая “лавина частоты” и возможно также лавинообразное снижение напряжения, что ведет к нарушению всей системы электроснабжения. Чтобы этого не произошло, необходимо автоматически отключать часть наименее ответственных потребителей. Это осуществляется с помощью устройств АЧР ”свет жизни”. Устройства АЧР должны срабатывать при снижении f до 47-:-48 Гц. При выборе величины мощности, отключаемой устройствами АЧР, должен учитываться регулирующий эффект нагрузки – мощность, потребляемая нагрузкой, снижается вместе с f. Но в системе возможны и небольшие дефициты активной мощности. В этом случае нет необходимости отключать всю неответственную группу потребителей, как при больших авариях. Т.е. нагрузка, которую отключает АЧР при снижении f должна разбиваться на очереди. Таким образом, схема АЧР выполняется состоящей из нескольких (порой более 10) очередей с разными уставками срабатывания по f. Устройства АЧР могут выполняться и с временными ступенями селективности (АЧР II). Т.е. очереди в этом случае имеют одинаковую уставку по частоте (около 48 Гц), но разные уставки по времени : минимальную – 15-:-20 с., максимальную – до 60-:-90 с. Таким образом, устройство АЧР состоит из двух органов: пускового (реле частоты), реагирующего на изменение частоты, и органа выдержки времени (реле времени). В некоторых типах реле эти органы объединены в одно целое. В энергосистемах, наряду с АЧР, используются и другие виды автоматики. Поэтому для успешного осуществления частотной разгрузки необходимо, чтобы отключенные АЧР потребители не включались повторно устройствами АПВ или устройства АВР не восстанавливали их питание от тех же источников. Т.е. необходимо согласовывать действие различных устройств автоматики.

13. Устройства апв. Принцип действия, основные требования.

Назначением АПВ, как указывалось, является авто­матическое восстановление питания потребителей в слу­чае отключения питающей линии устройством релейной защиты путем ее нового (повторного) включения. Воз­можность восстановления таким образом питания потре­бителей объясняется тем, что большинство к. з. на воз­душных линиях оказываются неустойчивыми и исчезают,-если линию кратковременно отключить.

Требования

1. УАПВ должны находиться в состоянии постоянной готовности к действию и срабатывать при всех случаях аварийного отключения выключателя, кроме случаев отключения выключателя релейной защитой после включения его дежурным персоналом; не должны приходить в действие при оперативных отключениях выключателя дежурным персоналом.

2. Устройства АПВ должны иметь минимально возможное время срабатывания tАПВ1 для того, чтобы сократить продолжительность перерыва питания потребителей. Время срабатывания АПВ линии с односторонним питанием: с.

3. Автоматически с заданной выдержкой времени УАПВ должны возвращаться в состояние готовности к новому действию после включения в работу выключателя. Должно выполняться:

а). устройство не должно производить многократные включения выключателя на неустановившееся короткое замыкание: , где tзап-время принимаемое равным ступени селективности защиты линии.

б). устройство должно быть готовым к действию не раньше, чем это допускается по условиям работы выключателя после успешного включения его в работу устройством АПВ.

Для однократного АПВ оба условия выполняются, если применять =15…25 с. Для двукратного=60…100 с.

studfiles.net

Автоматическая частотная разгрузка ачр. Назначение.

Пока в энергосистеме имеется вращающийся резерв активной мощности, системы регулирования частоты и мощности будут поддерживать заданный уровень частоты. После того как вращающийся резерв будет исчерпан, дефицит активной мощности, вызванный отключением части генераторов или включением новых потребителей, повлечет за собой снижение частоты в энергосистеме. Небольшое снижение частоты, на несколько десятых герца, не представляет опасности для нормальной работы энергосистемы, хотя, как уже отмечалось выше, и влечет за собой ухудшение экономических показателей. Снижение же частоты более чем на 1—2 Гц представляет серьезную опасность и может привести к полному расстройству работы энергосистемы.

Это в первую очередь определяется тем, что при понижении частоты снижается частота вращения электродвигателей, а следовательно, снижается и производительность приводимых ими механизмов собственного расхода тепловых электростанций. Вследствие снижения производительности механизмов собственного расхода резко уменьшается располагаемая мощность тепловых электростанций, особенно электростанций высокого давления, что влечет за собой дальнейшее снижение частоты в энергосистеме. Таким образом, происходит лавинообразный процесс—“лавина частоты”, который может привести к полному расстройству работы энергосистемы. Следует также отметить, что современные крупные паровые турбины не могут длительно работать при низкой частоте из-за опасности повреждения их рабочих лопаток.

Процесс снижения частоты в энергосистеме сопровождается также снижением напряжения, что происходит вследствие уменьшения частоты вращения возбудителей, расположенных на одном валу с основными генераторами. Если регуляторы возбуждения генераторов и синхронных компенсаторов не смогут удержать напряжение, то также может возникнуть лавинообразный процесс —“лавина напряжения”, так как снижение напряжения сопровождается увеличением потребления реактивной мощности, что еще более осложнит положение в энергосистеме.

Аварийное снижение частоты в энергосистеме, вызванное внезапным возникновением значительного дефицита активной мощности, протекает очень быстро — в течение нескольких секунд. Поэтому дежурный персонал не успевает принять каких-либо мер, вследствие чего ликвидация аварийного режима должна возлагаться на устройства автоматики. Для предотвращения развития аварии должны быть немедленно мобилизованы все резервы активной мощности, имеющиеся на электростанциях. Все вращающиеся агрегаты загружаются до предела с учетом допустимых кратковременных перегрузок.

При отсутствии вращающегося резерва единственно возможным способом восстановления частоты является отключение части наименее ответственных потребителей. Это и осуществляется с помощью специальных устройств — автоматической частотной разгрузки (АЧР), срабатывающих при опасном снижении частоты.

Следует отметить, что АЧР всегда связана с определенным народнохозяйственным ущербом, поскольку отключение линий, питающих электроэнергией промышленные предприятия, сельскохозяйственных потребителей и других потребителей, влечет за собой недовыработку продукции, появление брака и т. п. Несмотря на это, АЧР широко используется в энергосистеме как средство предотвращения значительно больших убытков из-за полного расстройства работы энергосистемы, если не будут приняты срочные меры по ликвидации дефицита активной мощности.

Уменьшение мощности, потребляемой нагрузкой при снижении частоты, или, как говорят, регулирующий эффект нагрузки, характеризуется коэффициентом kнагр, равным отношению

Коэффициент регулирующего эффекта нагрузки показывает, на сколько процентов уменьшается потребление нагрузкой активной мощности на каждый процент снижения частоты,при расчетах равным 1,5—2,5.

Устройства АЧР должны устанавливаться там, где возможно возникновение значительного дефицита активной мощности во всей энергосистеме или в отдельных ее районах, а мощность потребителей, отключаемых при срабатывании устройств АЧР, должна быть достаточной для предотвращения снижения частоты, угрожающего нарушением работы механизмов собственного расхода электростанций, что может повлечь за собой лавину частоты. Устройства АЧР должны выполняться с таким расчетом, чтобы была полностью исключена возможность даже кратковременного снижения частоты ниже 45 Гц, время работы с частотой ниже 47 Гц не превышало 20 с, а с частотой ниже 48,5 Гц— 60 с.

Иначе будет протекать процесс изменения частоты при наличии АЧР (кривая 11). Пусть, например, АЧР состоит из трех очередей с уставками срабатывания 48; 47,5 и 47 Гц. Когда частота снизится до 48 Гц (точка 1), сработают устройства АЧР 1-й очереди и отключат часть потребителей: дефицит активной мощности уменьшится, благодаря чему уменьшится и скорость снижения частоты. При частоте 47,5 Гц (точка 2) сработают устройства АЧР 2-й очереди и, отключая дополнительно часть потребителей, еще больше уменьшат дефицит активной мощности и скорость снижения частоты. При частоте 47 Гц (точка 3) сработают устройства АЧР 3-й очереди и отключат потребителей на мощность, которая достаточна не только для прекращения частоты, но и для ее восстановления от номинального или близкого к номинальному значения.

studfiles.net

---

• 
  Самый сильный ультразвук
• 
  Остановить счетчик электроэнергии
• 
  В чем измеряется электродвижущая сила
• 
  Ключ на транзисторе
• 
  Прямое напряжение диода
• 
  Токовая отсечка и мтз в чем разница
• 
  Какой источник энергии является неисчерпаемым
• 
  Могут ли отключить отопление за неуплату в одной квартире
• 
  Приказ вид оперативного обслуживания электроустановок
• 
  Сила тока смертельная для человека
• 
  Что такое масло трансформаторное