Устройства автоматики ограничения снижения частоты

ВВЕДЕНИЕ 3

1. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ПОВЕСТВОВАНИЕ ОБ АЧР 5

1.1. Постановка задачи 5

1.2. Требования к АЧР 6

1.3. Категории разгрузки. Уставки АЧР 9

2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ОСОБЕННОСТЬ АЧР 17

2.1. АЧР как средство автоматической ликвидации аварии и восстановления нормального режима 17

2.2. Аварийная разгрузка и опыт ее при-ния за рубежом - АЧР энергосистем 19

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 29

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ 30

Аварии в энергосистемах, сопровождающиеся возникновением дефицита активной мощности и глубоким снижением частоты, имеют, как правило, наиболее тяжелые последствия. Снижение частоты, происходящее в результате отключения источников генерации, аварийного разделения энергосистемы на части, отключения питающих энергорайон линий электропередачи, приводит прежде всего к снижению производительности механизмов собственных нужд тепловых (ТЭС) и атомных (АЭС) электростанций или нарушению их нормальной работы, вследствие чего уменьшается мощность электростанций. При снижении частоты возможно также отключение агрегатов этих электростанций технологическими защитами. Вследствие снижения генерации в энергосистеме увеличивается первоначальный дефицит мощности и происходит еще более глубокое снижение частоты. При определенных условиях, начиная с некоторого момента времени, темп процесса снижения частоты может резко возрасти и возникает так называемая лавина частоты, приводящая к развалу энергосистемы, полной остановке электростанций и отключению значительной части потребителей. Аварии с лавиной частоты являются самыми тяжелыми по своим последствиям и связаны с большим народнохозяйственным ущербом.

Другой опасностью снижения частоты является возможность развития так называемой лавины напряжения, приводящей к массовому Хаотическому отключению потребителей или массовой саморазгрузке потребителей при снижении напряжения в узлах нагрузки в результате снижения частоты. Лавина напряжения может возникать в результате увеличения потребления реактивной мощности в узлах нагрузки из-за снижения частоты и уменьшения генерируемой реактивной мощности (вследствие реакции некоторых систем возбуждения и регуляторов возбуждения генераторов на снижение частоты).

Лавина частоты и лавина напряжения (или массовая саморазгрузка потребителей), как правило, связаны с длительными отключениями потребителей. Ликвидация последствий таких аварий — ввод в работу агрегатов тепловых электростанций (особенно при потере питания собственных нужд) и атомных электростанций (особенно при попадании реактора в так называемую йодную яму, когда падение его реактивности не может быть скомпенсировано регулирующими органами); восстановление питания отключенных потребителей занимает, как правило, не менее нескольких часов.

Снижение частоты также существенно влияет на работу электроприемников. Производительность ряда вращающихся механизмов (насосы, вентиляторы) в большой степени зависит от частоты. Снижение частоты может привести к срабатыванию технологической автоматики на различных предприятиях.

Длительные глубокие снижения частоты недопустимы также по условиям работы паровых турбин. Резонансные явления, возникающие в лопатках турбин, приводят к накоплению усталостных напряжений, и возникает опасность их разрушения.

Предотвращение снижения частоты до опасных уровней, при которых возможно нарушение работы энергосистемы, может быть возложено только на автоматику, поскольку процессы лавины частоты и напряжения могут развиваться за время от нескольких десятков до нескольких секунд в зависимости от глубины снижения частоты и напряжения.

Для предотвращения и ограничения развития аварий со снижением частоты применяется комплекс средств противоаварийной автоматики. Основным из них является автоматическая частотная разгрузка; предназначенная для отключения части потребителей при возникновении аварийного дефицита мощности. Необходимость ее применения и высокая эффективность подтверждены многолетним опытом эксплуатации.

Основное назначение АЧР — отключением части менее ответственных потребителей сохранить в работе электрические станции, обеспечить безопасность работы АЭС и в той мере, в какой это возможно, обеспечить надежное питание наиболее ответственных потребителей. Сохранение в работе электростанций дает возможность после ликвидации аварийной ситуации достаточно быстро восстановить питание потребителей. Отсутствие или недостаточный объем АЧР могут привести к останову всех или значительной части электростанций, вследствие этого будет нарушено питание существенной доли или всех потребителей. Восстановление их электроснабжения потребует значительного времени.

В настоящее время основная задача АЧР формулируется более широко — не только предотвратить снижение частоты ниже соответствующих уровней, но и обеспечить подъем частоты до уровня, дающего возможность автоматически быстро восстановить нормальную работу энергосистемы.