ДИПЛОМ (1220360), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Аварийный режим развивается из утяжеленного или непосредственно вследствие интенсивных возмущающих воздействий. Основными задачами автоматического управления в аварийном режиме являются:

• выявление и устранение, если возможно, возмущающего воздействия;

• предотвращение дальнейшего развития аварийной ситуации и ее распространения;

• восстановление нормального режима.

Автоматическое управление в утяжеленном, особенно, аварийном режимах производится управляющими автоматическими устройствами противоаварийного управления. В результате противоаварийного управления наступает послеаварийный режим или восстанавливается нормальный режим работы.

1.2 Общие сведения о противоаварийной автоматике

Развитие энергосистем и соединение их в крупные объединенные энергосистемы, сооружение сверхмощных ТЭЦ и ГЭС и протяженных сильно загруженных электропередач выдвинули ряд новых требований в части дальнейшей автоматизации управления режимами энергосистем. В связи с этим возникла необходимость: непрерывного контроля за режимами линий электропередачи, нагрузка которых может внезапно возрасти; выявление моментов отключения линий, сопровождающихся набросами мощности и опасными перегрузками параллельных линий, автотрансформаторов и другого оборудования; выявления моментов разрыва электропередач, нарушения устойчивости и характера возникшего при этом асинхронного режима. Опасность нарушения нормального режима может возникнуть также и при слабых возмущениях, например при медленном увеличении передаваемой по линии мощности, приводящей к нарушению статической устойчивости.

Нарушение нормального режима при больших возмущениях происходит весьма быстро, предотвратить и даже ликвидировать это нарушение действиями обслуживающего персонала практически невозможно. Для решения этой задачи используются различные средства противоаварийной автоматики.

Противоаварийная автоматика выполняет следующие функции:

• автоматическое предотвращение нарушения устойчивости энергосистемы (АПНУ) – автоматическое управление мощностью в целях сохранения устойчивости энергосистемы;

• автоматическую ликвидацию асинхронного режима (АЛАР);

• автоматическое ограничение снижения частоты (АОСЧ);

• автоматическое ограничение снижения напряжения (АОСН);

• автоматическое ограничение повышения частоты (АОПЧ);

• автоматическое ограничение повышения напряжения (АОПН);

• автоматическую разгрузку оборудования (АРО).

Автоматические устройства и системы противоаварийного управления выполняют следующие функции:

• фиксацию возмущающего воздействия или опасных изменений режимных параметров;

• запоминание исходного (накануне возмущающего воздействия) и оценку послеаварийного режимов, прежде всего путем фиксирования активных мощностей и их изменений;

• оценку степени тяжести возмущающего воздействия и необходимости управляющих воздействий (УВ);

• выработку видов, интенсивности и длительности (дозировку) противоаварийных УВ и выбор управляемых электроэнергетических объектов;

• запоминание интенсивности УВ и эффективную их реализацию на управляемых объектов.

Эффективность автоматических устройств противоаварийного управления определяется главным образом их быстродействием и дозировкой УВ, что является их главной и специфической особенностью. Существенной особенностью функционирования автоматических устройств противоаварийного управления является использование обширной и получаемой при переходных процессах информации, взаимосвязь и взаимодействие по быстродействующим каналам передачи сигналов противоаварийного управления и воздействия на рассредоточенные по значительной территории управляемые электроэнергетические объекты.

Трудности обеспечения эффективности противоаварийного управления связаны с большим разнообразием и сосредоточенностью возмущающих воздействия, изменениями исходных режимов и необходимостью в реальном времени переходных процессов в электроэнергетической системе корректировки УВ в соответствии с достигаемыми при их реализации результатами. Поэтому наиболее сложные иерархические общесистемные комплексы АПНУ, управляющие электроэнергетической системой, осуществляются на основе цифровых ЭВМ управляющего вычислительного комплекса. В управляющие вычислительные комплексы поступает вся информация о текущих режимных параметрах и о схеме электроэнергетической системы по каналам технических средств.

Цифровые ЭВМ производят расчеты устойчивости практически для всех возможных возмущающих воздействий с учетом параметров электрических режимов электроэнергетической системы. При этом УВ вырабатываются после каждого расчета и фиксируются специальными устройствами автоматического запоминания дозированных воздействий. Их реализация происходит немедленно и выборочно по сигналам пусковых органов, фиксирующих возмущающие воздействия.

1.3 Управляющие воздействия противоаварийной автоматики

ПА осуществляет следующие виды УВ:

• разгрузка турбин (РТ);

• отключение генераторов (ОГ);

• отключение нагрузки (ОН);

• форсировка возбуждения генераторов (ФВ);

• управление установками продольной и поперечной компенсации (УПК): форсировка компенсации (ФК), включение и отключение шунтирующих реакторов (ОШР и ВШР);

• деление системы на несинхронно работающие части (ДС);

• ввод резерва (ВР).

Кроме того, устройства ПА могут производить отключение отдельных линий и трансформаторов связи, секционных и между шинных выключателей, не приводящее к ДС, а также включение ранее отключенной нагрузки, включение нормально отключенных линий, трансформаторов.

Некоторые виды УВ имеют более ограниченную область применения, чем указанные выше:

• электрическое торможение генераторов;

• загрузка паровых турбин воздействием на систему регулирования или путем отключения отборов высокого давления.

Применяется два типа разгрузки паровых турбин – кратковременная и длительная. Кратковременная РТ представляет собой быстрое уменьшение мощности турбины за счет прикрытия регулирующих клапанов длительностью до нескольких секунд и применяется при АПНУ для компенсации избыточной кинетической энергии роторов агрегатов на начальной стадии переходного процесса, вызванного аварийным возмущением. Длительная РТ представляет собой длительное уменьшение мощности за счет прикрытия регулирующих клапанов турбины. Такая разгрузка применяется для предотвращения нарушения устойчивости, ликвидации асинхронного режима, ограничения перегрузки оборудования и может применяться для ограничения повышения частоты.

ОГ применяется для предотвращения нарушения устойчивости, ликвидации асинхронного режима, ограничения повышения частоты и перегрузки оборудования. ОГ осуществляется отключением генераторных или блочных выключателей. ОГ на ГЭС предпочтительнее, чем на ТЭС; ОГ на ТЭС целесообразно производить лишь после исчерпания возможностей по длительной РТ. Полезный с точки зрения сохранения устойчивости эффект ОГ в передающей части энергосистемы заключается в разгрузке “опасного сечения” во время переходного процесса и в послеаварийном режиме.

ОН применяется применяться для ограничения снижения частоты и напряжения, предотвращения нарушения устойчивости, ликвидации асинхронного режима и ограничения перегрузки оборудования. Поскольку ОН связано с прямым недоотпуском электроэнергии потребителям, рекомендуется использовать АПВ нагрузки, если это допустимо по режиму работы потребителя и энергосистемы и не может явиться причиной развития аварии.

ФВ осуществляется увеличением уставки АРВ по напряжению и применятся при АПНУ. Возможное повышение напряжения при ФВ и длительности ФВ ограничиваются в основном уровнем изоляции электрических аппаратов и оборудования энергосистем, условиями насыщения магнитопроводов генератора и трансформатора, нагревом обмотки ротора и статора.

Форсировка УПК производится для увеличения степени компенсации индуктивного сопротивления электропередачи путем увеличения емкостного сопротивления УПК. С помощью ФК в установках поперечной емкостной компенсации производится увеличение вырабатываемой установкой реактивной мощности путем изменения схемы включения и числа включенных шунтовых конденсаторных батарей. При осуществлении ФК не должны превышаться допустимые для конденсаторных батарей перегрузки с учетом их длительности. ФК и ОШР применяются для предотвращения нарушения устойчивости и ограничения снижения напряжения, ВШР – для ограничения повышения напряжения.

ДЭ – разделение энергосистемы на несинхронно работающие части, применяется для предотвращения нарушения устойчивости, ликвидации асинхронного режима, ограничения снижения и повышения частоты, ограничения перегрузки оборудования. При АПНУ за счет ДС изменяется соотношение мощностей приемной и передающей части энергосистемы, которое должно уменьшать влияние возмущения и увеличивать эффективность таких УВ, как ОГ, РТ, ОН. Деление системы осуществляется отключением линий или разделением шин электростанций и подстанций в одном из заранее подготовленных сечениях.

ВР применяется при снижении частоты и ускорения включения потребителей, отключенных действием автоматики частотной разгрузки.

1.4 Виды противоаварийной автоматики

По своему функциональному назначению устройства противоаварийной автоматики могут быть разделены на четыре основные группы.

В первую группу входят устройства, предназначенные для предотвращения нарушения устойчивости (АПНУ) и действующие в следующих случаях: при сбросах передаваемой мощности во время КЗ и в циклах АПВ (ОАПВ, ТАПВ); при опасных перегрузках электрических связей, вызванных аварийными изменениями схемы, нарушениями балансов мощности, отклонениями частоты.

Эти устройства производят дозированные воздействия на разгрузку электропередачи: снижение генерируемой мощности (отключение генераторов, импульсная разгрузка турбин) в избыточной части энергосистемы, отключением менее ответственной нагрузки и в ряде случаев быстрой мобилизацией резервов мощности в дефицитной части; одновременным воздействием на изменение балансов мощностей обеих частей энергосистемы, если это необходимо для ограничения отклонения частоты (сбалансированное воздействие автоматики); деление энергосистемы (ДЭ) при необходимости в сочетании с изменением баланса мощности в выделенном на защищаемую связь энергорайоне. К той же группе относятся устройства автоматики, осуществляющие управление устройствами продольной и поперечной компенсации: форсировку установки продольной компенсации и отключение шунтирующих реакторов линий электропередач сверхвысокого напряжения.

Ко второй группе относятся устройства, ликвидирующие асинхронные режимы (АЛАР). При недопустимом даже кратковременного асинхронного режима эти устройства осуществляют деление сети по первым признакам нарушения устойчивости (в некоторых случаях деление может осуществляться по признакам аварий, неизбежно приводящей к возникновению асинхронного режима). При допустимости кратковременного асинхронного режима устройства этой группы могут использоваться для осуществления управляющих воздействий, облегчающих ресинхронизацию несинхронно работающих частей. В ряде случаев на эти устройства возлагаются функции предотвращения многочастного асинхронного режима, но не успешности ресинхронизации устройства АЛАР должны осуществлять деление, предотвращая затяжкой асинхронный режим.

К третьей группе относятся устройства, предназначенные для автоматического ограничения повышения частоты и напряжения (АОПЧ и АОПН) и ограничения снижений этих параметров (АОСЧ и АОСН).

Устройства АОПН при опасном повышении напряжения действуют на включение отключенных шунтирующих реакторов и на отключение ЛЭП, являющихся источниками избыточной реактивной мощности, а также на отключение трансформаторов (автотрансформаторов) и шунтирующих реакторов, если опасное повышение напряжения не устранено (резервное действие).

Устройства АОСН, предотвращая опасные снижения напряжения, создающие угрозу возникновения лавины напряжения и нарушения работы ответственных потребителей, осуществляют отключение части менее ответственных потребителей; устройства АОСН действуют также на отключение шунтирующих реакторов линий, а в некоторых случаях на изменение уставок АРВ генераторов электростанций дефицитного по реактивной мощности района.

В четвертую группу входят устройства противоаварийной автоматики, способствующие (наряду с устройствами АПВ раз­ных типов) восстановлению схемы сети и режима. Эти устройства осуществляют: автоматический ввод резервного источ­ника питания (АВР); обратное включение потребителей, отключенных устройствами АЧР (ЧАПВ), САОН, и др.

1.4.1 Автоматика ликвидации асинхронного режима

Несмотря на оснащение энергосистем АПНУ, синхронная параллельная работа электростанций или отдельных частей энергосистемы часто не сохраняется. Несинхронный режим наступает обычно вследствие неполного соответствия дозировки УВ тяжести возмущения, т.е. недостаточной эффективности АПНУ или даже отказов отдельных автоматических устройств ПАУ. Поэтому необходимо ПАУ по его устранению, оно осуществляется при помощи АЛАР.

АЛАР осуществляется для любого из возможных сечений асинхронного режима в охватываемом районе, как правило, путем деления района по этому сечению на несинхронно работающие части. В отдельных случаях ликвидация асинхронного режима (АР) может осуществляться восстановлением синхронной работы энергосистемы ресинхронизацией или комбинированным способом – разрывом части связей и последующей ресинхронизацией.

Автоматическая ликвидация АР должна осуществляться за время, меньшее допустимой длительности АР, которая определяется с учетом опасности и повреждения оборудования энергосистемы, нарушения работы ответственных потребителей и дополнительных нарушений устойчивости.

Ресинхронизация может применяться, если:

• допустимая длительность АР достаточна для осуществления ресинхронизации в большинстве возможных схем и режимов;

• АР и ресинхронизация не приводят к дополнительным нарушениям устойчивости;

• объем отключаемой нагрузке при ресинхронизации существенно меньше, чем при делении.

Ресинхронизация должна резервироваться автоматическим делением.

Характеристики

Список файлов ВКР