Технические правила организации в ЕЭС России автоматического ограничения снижения частоты при аварийном дефиците активной мощности (автоматическая частотная разгрузка)

Технические правила организации в ЕЭС России автоматического ограничения снижения частоты при аварийном дефиците активной мощности (автоматическая частотная разгрузка)

Автоматическая частотная разгрузка АЧР относится к устройствам релейной защиты и автоматики (РЗиА), предохраняющим систему электроэнергетики от лавинообразного падения и снижения частоты в системе, после появления недостатка мощности активной нагрузки, влекущее за собой отключение потребляющих электроприемников.

По требованию ГОСТа промышленная частота должна составлять 50 Гц с отклонением не более или менее 0,05 Гц.

Назначение АЧР

АЧР удерживает частотные характеристики в системе на установленном уровне. Если происходит падение мощности вырабатываемого тока на электростанции, при использовании данной системы обеспечивается поддержание в работоспособном состоянии наиболее ответственных потребителей, отключение которых может создать аварийную ситуацию, поэтому автоматика отключает не важные присоединения, чаще всего начиная с потребителей 3 категории.

Если меры не будут приняты своевременно, в результате может пострадать энергосистема в целом. Для этого и применяются элементы АЧР.


Разделение потребителей по категориям

Классификация категорий:

  1. Потребители разделяются на категории по степени важности. Отключение оборудования первой категории может вызвать опасность для жизни людей.
  2. Проблемы с потребителями второй степени важности могут отрицательно повлиять на производственный цикл промышленных предприятий, причинив серьёзные материальные убытки.
  3. Третья категория не предполагает серьёзных последствий в случае обесточивания и принимается в качестве приоритетной для отключения при создании аварийной ситуации.

Технические правила организации в ЕЭС России автоматического ограничения снижения частоты при аварийном дефиците активной мощности (автоматическая частотная разгрузка)

Устройство и принцип работы

Технические правила организации в ЕЭС России автоматического ограничения снижения частоты при аварийном дефиците активной мощности (автоматическая частотная разгрузка)

На рисунке, представленном ниже приведены цепи срабатывания АЧР, предполагающая использование частотного АПВ:

Также читайте: Заземлитель нейтрали трансформатора — ЗОН

Технические правила организации в ЕЭС России автоматического ограничения снижения частоты при аварийном дефиците активной мощности (автоматическая частотная разгрузка)

Если частота падает ниже установленной величины, происходит срабатывание частотного реле KF. Далее производится передача сигнала на временное реле КТ1 с замыканием контактов на реле промежуточной группы KL1 и KL2. Именно таким способом управляется запитывание потребителей по выстроенному приоритету.

Затем проверяются частотные характеристики системы посредством измерительного элемента. Как только частота достигнет стандартного значения в 50 Гц, подаётся команда о запуске на измерительный модуль через временный КТ2. Далее, с помощью промежуточного KL4 происходит замыкание контактов для обратного подключения оборудования.

Классификация

Электростанции и подстанции оборудуются различными системами АЧР, предусматривающими применение одной из четырёх защит или одновременное срабатывание нескольких из них. Классификация включает следующие разновидности данных элементов:

  • АЧР1(первый) – отключение производится за время в пределах половины секунды, при настройках срабатывания в случае падения частоты на величину от 1,5 до 3,5 Гц от номинальной. Значение диапазона может быть настроено с шагом в 0,1 Гц. Производится ступенчатое отключение потребителей, в зависимости от мощностных характеристик;
  • АЧР2(второй) – частотные параметры аналогичны, но временной интервал увеличивается от 5 до 90 секунд;
  • ЗАЧР – рассчитана на использование в условиях атомной электростанции. Временной интервал настроен на срабатывание в течение 0,5 секунды;
  • ЧАПВ – с частотным автоматическим повторным включением.

Указанные элементы могут применяться по-отдельности или комплексно.

Требования к автоматической частотной разгрузке

Количество мощности, прилагаемой к АЧР должно составлять достаточное значение необходимое для ликвидации недостатка мощности.

Устройство АЧР должно помочь избежать появления «лавины частоты».

Необходимо полное соответствие отключаемой нагрузки значению дефицита мощности.

После срабатывания АЧР значение частоты обязано вернуться в прежнее нормативное значение частоты или на величину не менее 49 Гц.

Кратковременное понижение значения частоты не должно приводить к срабатыванию устройств АЧР.

Помимо автоматической частотной разгрузки I и II категорий существует и используется дополнительная разгрузка, она служит для выполнения разгрузки на местах при слишком высоком значении появления дефицита активных мощностей, когда обеих мощностей АЧР I и II категорий явно недостаточно для предотвращения появившегося дефицита.

Схемы АЧР

Согласно установленным нормам, АЧР могут предусматривать выполнение различных защитных функций. Схемы предполагают применение релейных и полупроводниковых элементов.

С одним реле частоты

На приведённой ниже схеме изображён элемент с одним частотным реле:

Технические правила организации в ЕЭС России автоматического ограничения снижения частоты при аварийном дефиците активной мощности (автоматическая частотная разгрузка)

Подача команды от измерительного модуля производится через промежуточное реле РП на частотное РЧ1.

При падении частотных параметров замыкаются РП1 и РП2, от последнего сигнал передаётся на отключение подачи энергии.

Также читайте: Блуждающие токи

Если частота восстанавливается до стандартной величины, происходит возврат схемы к исходному состоянию. Через РП5 команда подаётся на РП5.1, с отключением катушек РВ1 и РП4.

Если функционирование системы по указанной схеме окажется невозможным, шунтируется РВ1.

С ЧАПВ

Автоматическая частотная разгрузка предполагает следующую схему:

Технические правила организации в ЕЭС России автоматического ограничения снижения частоты при аварийном дефиците активной мощности (автоматическая частотная разгрузка)

Порядок срабатывания релейной защиты аналогичен предыдущему примеру. Через Р4 команда передаётся на реле времени РВ1, с возбуждением обмоток на промежуточном РП1.

Через РП1.1 и РП2.1 система отключается. Сигнализация об этом обеспечивается посредством РУ1.

При нормализации ситуации через РП1.3 и РП3.2 подаётся ток на обмотку РВ2, с включением реле промежуточной группы РП4. Далее, с помощью РП4.2 и РП 4.3 запускаются потребители, с сигнализацией указательного реле РУ2.

Список использованной литературы

  • Рабинович Р.С. «Автоматическая частотная разгрузка энергосистем» 1989
  • Александров В.Ф., Езерский В.Г., Захаров О.Г., Малышев В.С. «Цифровые устройства частотной разгрузки» 2005
  • Кривенков В.В. «Противоаварийная автоматика» 2004
  • Рожкова Л.Д., Козулин В.С. «Электрооборудование станций и подстанций» 1987
  • Чернобровов Н. В., Семенов В. А. «Релейная защита энергетических систем» 1998
  • Г. М. Павлов, А. Г. Меркурьев «Аварийная частотная разгрузка энергосистем. Учебное пособие» 1998

Предъявляемые требования

Для обеспечения нормальной работы, АЧР должны соответствовать следующим требованиям:

  • успешно ликвидировать аварийные ситуации различного характера – срабатывая, вне зависимости от масштабов повреждения;
  • выполнять отключение, в соответствии с установленными настройками по времени и величине отклонения характеристик;
  • обесточивать минимальное количество потребителей;
  • предусматривать возможность ступенчатого отключения;
  • исключать самопроизвольное срабатывание, без наличия соответствующих оснований.

Перечисленные условия призваны обеспечить штатную работу оборудование и надлежащую его защиту.

Инструкция по оперативному обслуживанию АЧР

Страница 1 из 2

Перечень сокращений

АВР Автоматическое включение резерва;
АПВ Автоматическое повторное включение;
АЧР Автоматическая частотная разгрузка;
АЧРМ Аппаратура частотной разгрузки многофункциональная;
Защ АЧР Защитная очередь АЧР;
Спец АЧР Спецочередь АЧР;
гао График аварийных отключений;
ОН Ограничение нагрузки;
ЧАПВ Автоматическое повторное включение после АЧР;
ЭС Энергосистема.

Знание настоящей инструкции Обязательно для:

1. Диспетчеров ПДС облэнерго; 2. Персонала ПСРЗА облэнерго.

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

Одним из показателей качества электроэнергии в соответствии с ГОСТ 13109–97 является постоянство частоты переменного тока. При нарушении баланса мощностей между нагрузками генераторов электростанций и нагрузками потребителей, т.е. при дефиците мощности энергосистемы (ЭС) происходит снижение частоты. Аварийные снижения частоты возможны, когда дефицит активной мощности в ЭС превышает вращающийся резерв агрегатов электростанций, например, при аварийном отключении значительной генерирующей мощности. При аварийных уровнях частоты уменьшается производительность механизмов собственных нужд электростанций, что приводит к уменьшению генерируемой мощности и дальнейшему снижению частоты («лавина частоты»), что может привести к выделению электростанций на питание собственных нужд или их останову с потерей питания механизмов собственных нужд и полным погашением ЭС. При глубоком снижении частоты появляется также опасность резкого снижения напряжения вплоть до возникновения «лавины напряжения», что приводит к массовому отключению потребителей (в том числе и ответственных). «Лавина напряжения» может возникать вследствие увеличения потребления реактивной мощности в узлах нагрузки из-за снижения частоты и уменьшения генерируемой реактивной мощности (в связи с реакцией на снижение частоты некоторых систем регулирования и возбуждения турбин). В таких случаях ликвидацию дефицита активной мощности в ЭС можно осуществить только отключением потребителей устройствами системы АЧР.

  • НАЗНАЧЕНИЕ АЧР И ЧАПВ

АЧР – противоаварийная автоматика, которая должна ликвидировать максимально допустимый дефицит активной мощности и восстановить частоту сети до длительно допустимого уровня (свыше 49 Гц) без участия других автоматик. Система АЧР должна обеспечить нормальное функционирование ЭС независимо от величины дефицита активной мощности (в допустимых пределах), характера развития аварии (простая или каскадная) и переменных параметров энергосистем – постоянной механической инерции и регулирующего эффекта нагрузки. Перед системой АЧР не ставятся требования восстановления частоты до номинального уровня. Автоматическая частотная разгрузка должна обеспечить подъем частоты до значений, при которых ЭС длительное время могут работать нормально (без ущерба) – до 49,5 Гц.

В регионе установлены следующие категории АЧР и ЧАПВ. — АЧР – 1 — быстродействующая, предназначенная для действия при быстром снижении частоты при дефицитах мощности в аварийных режимах. В состав АЧР – 1 входят также: — Спец АЧР — предназначена для предотвращения снижения частоты в системе ниже 49.2 Гц при исчерпании оперативного ОН и ГАО, действует на отключение части потребителей, согласованных к отключению от Спец АЧР; — Защ АЧР – предназначена для предотвращения срабатывания аварийных защит блоков АЭС при снижении частоты ниже 49.0 Гц, действует на отключение потребителей, согласованных под защитную очередь. Уставки по частоте и времени АЧР – 1 : — Спец АЧР – 1 — 49.2 Гц / 0. 5с; — Защ АЧР – 1 — 49.1 Гц / 0. 5с; — АЧР – 1 – 48.8 Гц – 47.2 Гц ( через 0.1 Гц ) / 0. 5с ( в дефицитных районах 0.3 с ).

— АЧР – 2 – медленнодействующая, предназначенная для действия при медленном снижении частоты, а также для предотвращения зависания частоты на недопустимо низком уровне (например, после действия АЧР – 1) и для ее подъема. Если присоединения, отключаемые АЧР – 2 отключаются также и от АЧР – 1, то такая АЧР – 2 называется совмещенной АЧР – 2, в противном случае несовмещенной АЧР – 2 . Уставки по частоте и времени АЧР – 2: — несовмещенная АЧР -2 — 49.1 Гц / 5 – 20 с — совмещенная АЧР – 2 1 ступень — 49.0 Гц / 21 – 27 с 2 ступень — 48.9 Гц / 30 – 39 с 3 ступень — 48.8 Гц / 42 – 57 с 4 ступень — 48.7 Гц / 60 – 69 с

ЧАПВ – предназначена для восстановления питания части отключенной АЧР нагрузки потребителей в послеаварийном режиме. Уставки ЧАПВ по частоте (49.4 – 50.0) Гц через 0.1 Гц и по времени (10 – 75) с через 5с. Устройства ЧАПВ для восстановления электроснабжения потребителей, отключенных действием устройств системы АЧР, должны устанавливаться:

  • при большой вероятности частого срабатывания первых очередей АЧР;
  • при высокой степени ответственности части потребителей (отключаемых последними очередями системы АЧР);
  • при значительном времени восстановления питания потребителей после действия устройств АЧР и ликвидации дефицита активной мощности (подстанции без постоянного дежурства персонала и отсутствии устройств телеуправления, расположенные далеко от пункта размещения оперативно- выездных бригад и т. п.).

ПРИМЕЧАНИЕ: следует помнить, что находящиеся в работе комплекты автоматизированного специального графика местной разгрузки (АСГМР) с уставками 49.05 Гц / 0.5с не входят в состав АЧР, а входят в состав СГМР. Для удобства восприятия, уставки АЧР по частоте приведены в таблице №1 Приложение А.

3. ОСОБЕННОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ СХЕМ АЧР – ЧАПВ В РЕГИОНЕ

3.1. Схемы быстродействующей АЧР – 1 (кроме Спец АЧР и Защ АЧР) на всех подстанциях региона выполнены на двух реле частоты с одинаковыми уставками, подключенных к разным системам шин (или секциям) во избежание ее ложной работы при отключении питающих линий в цикле АПВ или АВР. Уставки на реле частоты могут быть и различными, но это только в схемах АЧР – 2 совмещенной с АЧР – 1. 3.2. Схемы медленнодействующей АЧР – 2 выполняются на одном реле частоты. 3.3. Схемы Спец АЧР так же как и Защ АЧР выполнены на одном реле частоты. 3.4. Спец АЧР и Защ АЧР монтируются в виде отдельных комплектов на панелях существующих комплектов АЧР – ЧАПВ, подключены по цепям опертока под предохранители АЧР, по цепям напряжения – к ключам АЧР. Имеют собственные накладки в цепи выходного реле и общие наладки в цепи отключения присоединений. 3.5. Схемы АЧР – ЧАПВ – Защ АЧР – Спец АЧР в регионе выполнены, как правило, на электронных реле понижения частоты типа РЧ – 1, имеющего коэффициент возврата Кв = 0.999 и погрешность порядка ± 0.1 Гц. На потребительских подстанциях широко применяются индукционные реле частоты типа ИВЧ – 3 (ИВЧ – 011), имеющие коэффициент возврата Кв= 0.98 и погрешность порядка ± 0.2 Гц. В последнее время наряду с реле РЧ – 1 применяются современные устройства частотной разгрузки типа АЧРМ, имеющие погрешность ± 0.01 Гц и УРЧ – 3, которые обладают повышенной точностью ± 0,005 Гц, а также имеют индикацию текущей частоты сети и заданных уставок по частоте и времени. 3.6. Схемы АЧР выполнены так, что обеспечивают включение присоединений, отключенных действием АЧР, дистанционно (по каналам телемеханики) или вручную. 3.7. В комплектах АЧР, имеющих ЧАПВ после работы АЧР и подъема частоты выше уставок ЧАПВ происходит автоматическое включение присоединений, заведенных под ЧАПВ и автоматический возврат схемы АЧР в исходное положение, Если после работы АЧР частота длительно ниже уставки ЧАПВ, то схему АЧР можно деблокировать вручную в соответствии с местной инструкцией. Необходимость деблокирования определяет диспетчер ДЭС. 3.8. Защ АЧР и Спец АЧР, выполненные на одном реле частоты, могут излишне сработать при снижении частоты в системе соответственно до 49.3 Гц и 49.4 Гц в следующих случаях: — от погрешностей (температурных, связанных с повышенным составом гармоник, при глубоком снижении напряжения – например, при котором замыкании в сети длительностью 0.5с и более); — при синхронных качаниях в системе с периодом синхронных качаний более 0.5 с. 3.9. Защ АЧР – 1 и Спец АЧР – 1, выполненные на одном реле частоты могут излишне срабатывать на выбеге двигательной нагрузки в цикле АПВ или АВР. В Приложении В приведена принципиальная схема АЧР. Схема выполнена на комплектном устройстве частотной разгрузки типа АЧРМ с четырьмя очередями: — быстродействующая АЧР-I (АЧР — А); — Спец АЧР-I (Устр. — D); — АЧР-II совмещенная (АЧР — B); — АЧР-II несовмещенная (АЧР — С). С помощью реле типа РЧ-1 выполнена блокировка быстродействующей АЧР-I во избежание ее ложной работы. По цепям напряжения блокирующий комплект питается от ТН-110 кВ I сш или ТН-6 кВ I сш, устройство АЧРМ от ТН-110 кВ II сш или ТН-6 кВ II сш. Устройство АЧРМ обеспечивает возможность включения вручную или по каналам телемеханики присоединений заведенных под уставку АЧР-А и АЧР-В, которые были отключены действием АЧР, даже если не удается поднять частоту в сети до 50 Гц. На присоединения, заведенные под уставку АЧР – С и D, ограничение длительности отключения достигается с помощью релейной схемы с использованием реле 5 РП и 7 РП типа РП-252. Приведенная в Приложении В принципиальная схема АЧР не является обязательной.

4. ОПЕРАТИВНЫЕ УКАЗАНИЯ

4.1. Все устройства АЧР – ЧАПВ находятся в ведении диспетчера ДЭС, в том числе и АЧР на потребительских подстанциях. Вывод АЧР производится: — полностью при появлении неисправности с последующим уведомлением диспетчера ДЭС; — полностью для проверки релейным персоналом по заявке в ДЭС; при этом вывод АЧР – ЧАПВ осуществляется в соответствии с местной инструкцией снятием всех накладок в цепях отключения присоединений, запрета АПВ и АВР и включения присоединений от ЧАПВ. 4.2. Быстродействующая АЧР – 1, имеющая низкие уставки по частоте может неправильно сработать на остаточном напряжении в условиях обесточения подстанции. А так как под нее заведена более ответственная нагрузка, чем под Спец АЧР или Защ АЧР, то необходимо: 4.2.1. С переходом подстанции или группы подстанций в тупиковый режим питания, когда велика вероятность их временного обесточения (в цикле АПВ или АВР) выводить из работы АЧР – 1 за исключением Спец АЧР и Защ АЧР на время тупикового режима независимо от наличия частотного АПВ. 4.2.2. При переводе дифзащиты шин по нефиксированной схеме АЧР – 1 на данной подстанции выводить из работы на время этого режима. Вывод АЧР по пунктам 4.2.1 – 4.2.2 осуществляется самостоятельно в соответствии с местной инструкцией с последующим уведомлением диспетчера ДЭС. При этом выводится только АЧР -1 накладной в цепи выходного реле, а АЧР – 2, Спец АЧР и ЧАПВ остаются в работе. 4.3. В нормальном режиме работы подстанции реле частоты АЧР – 1 должны питаться от трансформаторов напряжения разных систем шин со стороны высшего напряжения. 4.4. При выводе в ремонт одного из трансформаторов напряжения реле частоты переводятся переключающим устройством на питание к ТН среднего или низшего напряжения. 4.5. После ликвидации аварии, в которой действовало АЧР, диспетчер ДЭС должен принять меры к кратковременному повышению частоты выше номинальной, чтобы обеспечить автоматическое включение потребителей устройствами ЧАПВ с высокими уставками : (49.9 – 50.0) Гц. 4.6. Если не удается поднять частоту до 50 Гц и выше, то присоединения, которые не включились от ЧАПВ, необходимо включать в ручную поочередно. Так же необходимо поступить с присоединениями, которые отключены от АЧР и не имеют ЧАПВ. 4.7. Включение в работу присоединений, отключенных действием АЧР, производится только по разрешению диспетчера ДЭС. 4.8. При отсутствии связи с диспетчером ДЭС, диспетчер ОДС имеет право давать распоряжение на включение присоединений, отключенных действием АЧР только в случае ложной работы АЧР; работа АЧР не подтверждается сигнализацией о предварительном снижении частоты в системе ниже 49.2 Гц, показанием цифрового частотомера и работой АЧР на других объектах предприятия с аналогичными уставками. 4.9. Категорически З А П Р Е Щ А Е Т С Я дежурному персоналу подстанций включать присоединения, отключенные от АЧР без разрешения диспетчера ДЭС или ЭС.

  • Вперед

( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )

Поделиться:

Share on facebook
Share on twitter
Share on pinterest
Share on linkedin
Share on vk
Share on whatsapp

Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показанОбязательные для заполнения поля помечены *

*

Популярные статьи:

Май 2022
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
 1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
3031  

Категории:

Для авторов
Возможно многие из Вас обладают хорошими знаниями в сфере строительства и ремонта.

Мы предлагаем Вам заработать на своих знаниях получать дополнительный доход.

Что от Вас требуется:

  1. умение писать уникальные статьи;
  2. отличное знание русского языка;
  3. наличие свободного времени;
  4. желание.

Подробности здесь...
Посетители сайта
1 посетитель просматривают эту страницу.
Пользователей: 1 робот

Сейчас читают:

Если вы хотите получать уведомления на свой E-mail о появлении новых статей, то рекомендуем вам чуть ниже ввести свой электронный почтовый адрес.