Классификация: Устройства ачр разделяют на категории:
1.АЧР I (быстродействующая АЧР) Задача АЧР-I : быстрое отключение части потребителей с целью остановить лавинообразный процесс падения частоты в системе. Диапазон уставок АЧР-I лежит от 48,5 Гц до 46,5 Гц с шагом в 0,1 Гц. Мощность отключаемых потребителей равномерно распределяют по ступеням. Выдержка по времени у АЧР I лежит в пределах от 0,3 до 0,5 секунды.
2. АЧР II Задача АЧР II — поднять частоту в системе после остановки «лавины частоты» выполненной АЧР I до значений выше 49 Гц . Она начинает срабатывать после того, как частота установится на уровне 47,5—48,5 Гц. Выдержка времени между ступенями АЧР II больше, чем у АЧР I и выбирается в диапазонах от 5—10 до 70—90 секунд. Такая большая выдержка времени обусловлена тем, что система может длительно работать при частоте выше 49,2 Гц, поэтому быстро доводить значение частоты до номинального путем отключения потребителей, которые могут получать электроэнергию без особого вреда для системы, не имеет смысла.
Схемы АЧР собирают с помощью средств РЗиА. В настоящие время широкое распространение получили микропроцессорные терминалы РЗиА, в том числе и такие, основным назначением которых служит выполнение функций АЧР и ЧАПВ.
3. 3 категория – совмещенные АЧР-1 и АЧР-2. Логика при этом сохраняется.При такой схеме выполнения АЧР гарантируется недопущение снижения частоты ниже 46 Гц и восстановление ее до нормального уровня за 1-1,5 минуты. Допускается неселективная работа смежных очередей АЧР-1 (при уставках, отличающихся друг от друга на 0,1Гц).
Согласно ПУЭ все потребители электрической энергии делятся на три категории: I категория — к потребителям этой группы относятся те, нарушение электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный материальный ущерб, опасность для безопасности государства, нарушение сложных технологических процессов и пр. II категория — к этой группе относят электроприёмники, перерыв в питании которых может привести к массовому недоотпуску продукции, простою рабочих, механизмов, промышленного транспорта. III категория — все остальные потребители электроэнергии.Потребители жеIII категории допускают перерыв в электропитании до суток (время ликвидации аварии выездной аварийной бригадой).
Таким образом, действие АЧР направлено на отключение потребителей III категории, как наименее важных.
Примеры ачр: сириус-ачр — микропроцессорное устройство автоматической частотной разгрузки
Производитель: Россия
СИРИУС-АЧР — микропроцессорное устройство автоматической частотной разгрузки.
Автоматическая частотная разгрузка
Частота электрической сети – 50 Гц, для корректной работы потребителей электрической энергии и энергосистемы в целом, частота должна находиться в пределах данного значения. Если количество вырабатываемой на электростанциях мощности меньше количества потребляемой мощности потребителями, то происходит резкое падение частоты электрической сети.
Автоматическая частотная разгрузка (АЧР) – элемент противоаварийной автоматики распределительных подстанций, который предназначен для предотвращения падения частоты энергосистемы в случае резкого уменьшения количества активной мощности в электрической сети.
Благодаря АЧР в случае возникновения дефицита вырабатываемой мощности на электростанциях энергетическая система остается работоспособной и обеспечивает электроснабжение наиболее ответственных потребителей, обесточение которых недопустимо, так как может привести к различным негативным последствиям.
Прежде всего, это потребители первой категории, отключение которых несет опасность для жизни людей или может повлечь за собой большой материальный ущерб. Вторые по важности – это потребители второй категории надежности электроснабжения, отключение которых приводит к нарушению нормального цикла работы предприятий, различных систем и коммуникаций населенных пунктов.
Кроме того, резкое падение частоты в энергосистеме может привести к нарушению нормальной работы электрических станций. То есть если не принимать никаких мер, то снижение частоты будет продолжаться, что повлечет за собой полный развал энергосистемы.
Автоматическая частотная разгрузка в случае снижения частоты ниже установленного значения производит автоматическое отключение части потребителей от электрической сети, чем обеспечивает снижение дефицита вырабатываемой активной мощности в электрической сети. Уменьшение дефицита мощности в свою очередь способствует повышению частоты электрической сети до требуемого значения 50 Гц.
Устройства автоматической частотной разгрузки работают ступенчато. Первая ступень, которая имеет наименьшую выдержку времени 0,3-0,5 с и срабатывает при снижении частоты до 49,2 Гц (или ниже в зависимости от особенностей энергосистемы), осуществляет отключение наименее важных потребителей подстанции. Как правило, под данную ступень АЧР заводятся потребительские линии, которые питают потребителей третьей категории электроснабжения.
Следующая ступень АЧР предназначена для предотвращения лавинного процесса падения частоты, который может возникнуть в случае недостаточной разгрузки первой очередью АЧР, когда частота электрической сети начинает падать ниже 49 Гц. Выдержка времени данной ступени АЧР может колебаться от нескольких секунд до нескольких десятков секунд. Данная ступень разгрузки осуществляется отключение потребителей второй категории.
Совместно с устройствами автоматической частотной разгрузки могут устанавливаться устройства автоматического повторного включения потребителей, которые были отключены действием частотной разгрузки – ЧАПВ. Устройства ЧАПВ восстанавливают электроснабжение обесточенных потребителей, как только нормализуется частота электрической сети.
Поднятие частоты питающей сети происходит по мере увеличения количества вырабатываемой мощности в энергосистеме. Восстановление электроснабжения потребителей должно быть поэтапным, с учетом текущего состояния энергосистемы. Если причиной падения частоты послужило отключение от энергосистемы крупной электростанции, то значит восстанавливать электроснабжение всех, отключенных действием АЧР потребителей, можно только после того, как будет покрыт возникший дефицит мощности.
Часто после действия ЧАПВ происходит повторное падение частоты, поэтому в случае возникновения серьезных аварийных ситуаций в энергосистеме ЧАПВ выводятся из работы и восстановление обесточенных потребителей происходит в ручном режиме.
Устройства АЧР и ЧАПВ могут быть выполнены на реле электромеханического типа, а также с использованием более современных микропроцессорных устройств.
Устройства АЧР получают питание от трансформаторов напряжения. Как правило, предусматривается питание от двух разных источников (трансформаторов напряжения) для того, чтобы обеспечить возможность работы данного устройства в случае необходимости вывода в ремонт одного из трансформаторов напряжения.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
4. Автоматическая частотная разгрузка (ачр)
При нормальных нагрузочных режимах в энергосистеме частота напряжения поддерживается практически неизменной на уровне 50 Гц, так как тормозной момент нагрузки и потерь активной мощности в элементах электрической сети уравновешен вращающим моментом всех генераторов.
Возникновение в электроэнергетической системе (ЭЭС) дефицитов активной мощности может быть обусловлено аварийным снижением вырабатываемой активной мощности при отключении мощного генерирующего узла, что вызывает общесистемное понижение частоты, или при аварийной потере связи с системой энергодефицитного района, где возникает локальный дефицит мощности и, соответственно, понижение частоты. Понижение частоты на 1-2 Гц приводит к уменьшению частоты вращения и производительности электродвигателей собственных нужд электрических станций, что влечет за собой снижение располагаемой мощности тепловых электростанций (особенно с котлами высокого давления) и к дальнейшему понижению частоты. Этот процесс называется «лавина частоты».
При некотором дефиците активной мощности, недостаточном для возникновения «лавины частоты», частота будет понижаться и достигнет определенного значения, при котором в энергосистеме вновь установится баланс мощностей. Это обусловлено наличием регулирующего эффекта нагрузки по частоте, заключающегося в том, что часть нагрузки, представленная электродвигателями, при понижении частоты уменьшает потребляемую активную мощность. Потребляемая активная мощность другой части нагрузки, представленной в основном осветительными и нагревательными приборами, не зависит от частоты. Регулирующий эффект нагрузки по частоте характеризуется коэффициентом регулирующего эффекта (обычно )
,
где 
– изменение мощности нагрузки, %; 
– изменение частоты в установившемся режиме, %.
При снижении частоты напряжения часть нагрузки представленная асинхронными электродвигателями увеличивает потребление реактивной мощности. Это приводит к понижению напряжения на шинах приемников электрической энергии и еще большему потреблению реактивной мощности. Возбудители, находящиеся на одном валу с основными генераторами, при понижении частоты снижают напряжение в цепях возбуждения, что уменьшает вырабатываемую реактивную мощность и приводит к еще большему понижению напряжения. При снижении частоты до уровня 43-45 Гц может начаться неуправляемый процесс снижения напряжения – «лавина напряжения».
Процессы «лавина частоты» и «лавина напряжения» могут протекать достаточно быстро (от нескольких секунд до десятков секунд) и могут привести к полной потере питания потребителями и к остановке всех или части электростанций энергосистемы. Дежурный персонал электростанций не способен за это время успеть осуществить мероприятия по ликвидации аварийного режима и эту задачу выполняют устройства автоматической частотной разгрузки. Устройства АЧР должны устанавливаться там, где возможно возникновение значительного дефицита активной мощности. Мощность потребителей, отключаемых устройствами АЧР, должна быть больше величины максимально возможного дефицита мощности, что необходимо для восстановления частоты после действия АЧР до уровня 49,2 – 50 Гц. Устройства АЧР не должны допускать даже кратковременного понижения частоты до 45 Гц. Время работы с частотой ниже 47 Гц не должно превышать 20 c, а с частотой ниже 48,5 Гц – 60 с.
Устройства АЧР подразделяют на три основные категории:
а) АЧР I – быстродействующая (), имеет ряд очередей с различными уставками по частоте в диапазоне от 49 до 46,5 Гц распределенными через равные интервалы, величина которых не должна быть меньше 0,1 Гц. Отключаемая мощность между очередями АЧРI распределяется равномерно. АЧР I предназначена для предотвращения глубокого понижения частоты в первое время развития аварии;
б) АЧР II – имеет ряд очередей с одинаковой частотой и разными временами срабатывания. Частота срабатывания АЧР II может быть равной или несколько большей частоты срабатывания первой очереди АЧР I, но не выше 49,2 Гц. Начинает действовать после отключения части потребителей действием АЧР I и служит для подъема частоты до нормального уровня. Выдержка времени первой очереди АЧР II – 5 с, а интервал между остальными очередями – 3 с. Если доля ГЭС в энергосистеме значительна, то выдержки времени последних очередей АЧР II могут быть увеличены до 70-90 с, так как за это время будут мобилизованы имеющиеся в энергосистеме резервы активной мощности: загружены до предела все работающие агрегаты (с учетом допустимой кратковременной перегрузки), пущены и загружены резервные гидроагрегаты. Допускается неселективное отключение нагрузки смежными очередями АЧР I из-за погрешности реле частоты, а также отдельных очередей АЧР II при медленном снижении частоты до значения, близкого к уставке АЧР II;
в) дополнительная частотная разгрузка – применяется для местной разгрузки в энергодефицитных районах, когда суммарной мощности потребителей, подключенных к АЧР I и АЧР II, оказывается недостаточно для ликвидации этого дефицита.
Наличие категорий АЧР I и АЧР II c большим числом очередей позволяет обеспечить соответствие между суммарной мощностью отключенных АЧР потребителей и величиной возникшего дефицита активной мощности.
10.3. АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЧАСТОТНАЯ РАЗГРУЗКА (АЧР)
10.3.1. Назначение и основные принципы выполнения АЧР
Пока в энергосистеме имеется вращающийся резерв активной мощности, системы регулирования частоты и мощности должны 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. Современные мощные тепловые и атомные энергоблоки, которые составляют основу энергетики Украины, имеют малый диапазон регулирования активной мощности, что не позволяет выполнить надежное регулирование частоты и активной мощности в необходимом диапазоне. Поэтом зачастую применяют ручное регулирование частоты, такое регулирование часто заключается в пуске и останове блоков и поэтому мощность меняется ступенчато, образуя либо дефицит либо избыток мощности. Небольшое снижение частоты, на несколько десятых герца, не представляет опасности для нормальной работы энергосистемы, хотя 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 скорость вращения электродвигателей, а следовательно, снижается и производительность приводимых ими механизмов собственного расхода хода 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. Это касается также и атомных электростанций. 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. Дело в том, что каждый ряд лопаток имеет собственную частоту резонанса, все группы лопаток имеют разные размеры и конструкторам турбин приходится долго заниматься тем, чтобы вывести все группы лопаток из резонанса при частоте вращения близкой к номинальной. Если та или другая группа лопаток турбины попадет в резонанс, она может быть через некоторое время повреждена. Зона, свободная от резонансов составляет 1-2 Гц и недопустима длительная работа системы при частотах выходящих за этот диапазон.
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. Поскольку вращающийся резерв невелик, он не может покрыть большой дефицит мощности, возникший в узле. При отсутствии вращающегося резерва единственно возможным способом восстановления частоты является отключение части наименее ответственных потребителей. Это и осуществляется с помощью специальных устройств – автоматов частотной разгрузки (АЧР), срабатывающих при опасном снижении частоты. Следует отметить, что действие АЧР всегда связано с определенным ущербом, поскольку отключение линий, питающих электроэнергией промышленные предприятия, сельскохозяйственных 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 изза полного расстройства работы энергосистемы, если не будут приняты срочные меры по ликвидации дефицита активной мощности. Глубина снижения частоты зависит не только от дефицита 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 ее снижении остается постоянным. Потребление же другой группы потребителей – электродвигателей переменного тока при уменьшении частоты снижается. Чем больше в энергосистеме доля нагрузки первой группы, тем больше понизится 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 k нагр , равным отношению
| k = | ∆ P % | (10.14) |
| ∆ f % |
Коэффициент регулирующего эффекта нагрузки 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 при расчетах равным 2,5–4. 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 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 сек, а с частотой ниже 48,5 Гц – 60 сек. Допустимое время снижения частоты ниже 49 Гц по условиям работы АЭС равно 2 минуты.
| Гц | f | ||||||
| 49 | II | ||||||
| 48 | 1 | 1-я очередь АЧР | |||||
| 2 | |||||||
| 2-я очередь АЧР | |||||||
| 47 | 3-я очередь АЧР | ||||||
| 3 | |||||||
| 46 | |||||||
| 45 | I | ||||||
| 44 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | с |
| 0 | |||||||
Рис. 10.22. Изменение частоты при возникновении дефицита активной мощности I – при отсутствии АЧР; II – при наличии АЧР.
При выполнении АЧР необходимо учитывать все реально возможные случаи аварийных отключений генерирующей мощности и разделения энергосистемы или энергообъединения на части, в которых может возникнуть дефицит активной мощности. Чем больший дефицит мощности может возникнуть, тем на большую мощность должно быть отключено потребителей. Для того, чтобы суммарная мощность нагрузки потребителей, отключаемых действием АЧР, хотя бы примерно соответствовала дефициту активной мощности, возникшему при данной аварии, АЧР, как правило, выполняется многоступенчатой, в несколько очередей, отличающихся уставками до частоте срабатывания. На рис. 10.22 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. Учитывая возможные аварийные режимы, доля нагрузки, подключенной к АЧР, в энергосистемах Украины составляет порядка 60%. Иначе будет протекать процесс изменения частоты при наличии АЧР (кривая II ). Пусть, например, автоматическая частотная разгрузка состоит из трех очередей с уставками срабатывания 48; 47,5 и 47 Гц. Когда частота снизится до 48 Гц (точка 1), сработают 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 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 АЧР 3-й очереди и отключат еще часть потребителей. Снижение частоты остановится. Однако, как уже говорилось, для сохранения надежной работы системы частоту необходимо поднять выше 49.0 Гц. Таким образом, работа АЧР должна быть продолжена другими устройствами АЧР. Устройства АЧР, используемые для ликвидации аварийного дефицита активной мощности в энергосистемах, подразделяются на три основные категории. Первая категория автоматической частотной разгрузки АЧРI быстродействующая ( t =0,3 ÷ 0,5 сек) с уставками срабатывания от 48,5 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, подключаемая к АЧРI, примерно равномерно распределяется между очередями. Вторая категория автоматической частотной разгрузки—АЧРII предназначена для восстановления частоты до длительно допустимого значения – выше 49,0 Гц. Вторая категория АЧР II работает после отключения части потребителей от АЧРI, когда снижение частоты прекращается, и она устанавливается на уровне 47,5÷48,5 Гц. Уставки срабатывания всех АЧРII принимаются близкими по частоте в диапазоне 48,5÷48,8 Гц. Выдержки времени АЧРII отличаются друг от друга на 3 сек и принимаются равными 5÷90 сек. Большие выдержки времени АЧРII принимаются для того, чтобы постепенно довести частоту до нужной величины, не допустив повышения ее до величины существенно выше 49 Гц. Считается, что энергосистема может устойчиво и длительно работать при частоте превышающей 49,2 Гц и доведение ее до номинальной, означает, что будет отключена дополнительная часть потребителей, которая могла бы остаться в работе. Совмещенная АЧР состоит из двух устройств АЧРI — АЧРII действующих на ту же нагрузку. Кроме двух категорий автоматической частотной разгрузки – АЧРI и АЧРII в эксплуатации применяются некоторые другие очереди АЧР. Спецочередь АЧР – имеющая уставки 49,2 Гц, 0,3–0,5 сек должна препятствовать понижению частоты ниже 49,2 Гц, а защитная очередь АЧР 49,1Гц 0,3–0,5 сек. не должна допустить снижения частоты ниже 49 Гц, опасной вследствие возможной разгрузки атомных электростанций и дальнейшего снижения частоты. АС вырабатывают около 40% энергии на Украине, поэтому и приходится удерживать частоту на необходимом уровне. Мощность нагрузки, подключенная к двум последним очередям АЧР недостаточна для того, чтобы обеспечить подъем частоты при тяжелых авариях, связанных с выделением узла со значительным дефицитом мощности. Эта задача возлагается на мощность. подключенную к АЧРI и АЧРII. Таким образом, в современных условиях имеется 2 системы АЧР. Одна – спецочередь и защитная очередь удерживает частоту на длительно допустимом уровне и нужна для работы системы при недостатке генерирующей мощности, когда не представляется возможным удерживать номинальную частоту, так как для этого требуется отключить добавочное количество потребителей. Вторая система АЧР нужна для работы при аварийно возникших больших дефицитах мощности, отключает значительно больший объем нагрузки и также доводит частоту до длительно допустимого уровня превышающего 49,0 Гц. Может применяться также дополнительная разгрузка по другим факторам, например при отключении линий связи или генератора, в результате которого внезапно возникает дефицит мощности. Такая автоматика не дожидается снижения частоты и отключает нагрузку немедленно. Все эти виды автоматики имеют название – противоаварийная режимная автоматика. Нетрудно заметить изменение приоритетов в этой противоаварийной автоматике – она предназначена удержать нормальную работу
системы за счет отключения потребителей. В конечном счете, пожертвовав частью потребителей, мы сохраняем в работе остальных. Нетрудно понять, что ни один из потребителей не хочет стать жертвой, за счет которой сохранятся остальные. Поэтому при выборе подключаемых к АЧР потребителей оценивается их значение – возникающий ущерб, снижение выпуска продукции, повреждение оборудования, опасность для жизни людей и т.д. Важен также порядок подключения потребителей к очередям АЧР: потребители, подключенные к очередям АЧР, имеющим более высокие уставки по частоте и меньшие выдержки времени, отключаются чаще. У ответственных потребителей нагрузка разделяются на несколько категорий. Наиболее ответственная нагрузка 1 категории обычно отключению не подлежит. Для того чтобы иметь возможность избежать отключения ответственных потребителей 1 категории при работе АЧР и все таки отключить остальную нагрузку, стремятся приблизить места установки АЧР к потребителю, это означает, что АЧР необходимо выполнять на каждой подстанции. Еще одной причиной распределения АЧР по многим объекта является то, что в таком случае АЧР становится самонастраиваемой: вследствие разброса уставок реле частоты в разных устройствах АЧР отключение происходит мелкими дозами, соответствующими уставке АЧР на данном объекте и поэтому обеспечивающими баланс между частотой и отключаемой нагрузкой для ее восстановления. Директивные материалы допускают неселективную работу смежных очередей АЧР, так как энергосистеме безразлично, на какой именно подстанции отключается необходимая нагрузка. Совершенно очевидно, что такой разброс уставок не выгоден потребителю, так как он не хочет быть отключенным взамен другого с более высокими уставками. Особенно это характерно для очередей регулирующих частоту АЧР – спецочереди и защитной очереди АЧР с разницей частот в 0,1 Гц. Работа таких АЧР в условиях дефицита мощности может происходить неоднократно в течении дня, что практически парализует работу предприятия. Поэтому для этих АЧР применяются реле высокой точности, погрешность которых не превышает 0,01 Гц. 10.3.2. Предотвращение ложных отключений потребителей от АЧР при кратковременных понижениях частоты в энергосистеме При отключении связи с энергосистемой питание обесточенных потребителей может быть восстановлено спустя небольшое время действием АПВ линий или трансформатора, а также АВР секционного выключателя. Однако за время, пока будет нарушена связь с энергосистемой, потребители подстанций могут быть отключены ложным действием АЧР. Это происходит потому, что, после отключения источника питания, напряжение на шинах подстанции с синхронными компенсаторами или мощными синхронными, а также и асинхронными электродвигателями сразу не исчезает, а некоторое время поддерживается. Величина напряжения может быть достаточной для срабатывания АЧР, а частота снижается за счет уменьшения скорости вращения электродвигателя. Это в первую очередь относится к быстродействующим очередям АЧР: АЧРI, спецочереди и защитной очереди АЧР. АЧРII сработать не успевает, так как имеет значительные выдержки времени. При разработке аппаратуры АЧР напряжение, при котором реле АЧР еще работает, стремятся сделать по возможности более низким для предотвращения его отказа при больших дефицитах мощности сопровождающихся “лавиной напряжения”. Это еще более увеличивает опасность ложной работы АЧР. В практике эксплуатации применяются специальные блокировки, предотвращающие ложное срабатывание АЧР в рассматриваемом режиме. На рис. 10.23, б показана одна из таких схем, в которой плюс на контакт РЧ реле частоты АЧР подается через контакт блокирующего реле направления мощности РМ. Реле направления мощности, включенное в цепи трансформатора связи с энергосистемой (рис. 10.23, а), реагирует на направление активной мощности. При наличии связи с энергосистемой, когда подстанция потребляет активную мощность, реле направления мощности держит свой контакт замкнутым, как показано на рис. 10.24, б , разрешая действовать АЧР. После отделения подстанции от питающей сети активная мощность по трансформатору проходить не будет или будет направлена в сторону шин высшего напряжения. При этом реле направления мощности разомкнет свой контакт и снимет плюс с контакта реле частоты, предотвращая ложное срабатывание АЧР. При наличии на подстанции значительной нагрузки, мало изменяющейся в зависимости от времени суток и дня недели реле мощности может быть заменено токовым реле. Применяются и другие способы блокировки АЧР от неправильной работы при снижении напряжения. К ним относится блокировка по скорости снижения частоты, широко применяемая в “Киевэнерго”. Дело в том, что при самых тяжелых авариях частота в системе снижается медленнее, чем это происходит при снятии напряжения с двигателей. На устройствах совмещенной АЧРI – АЧРII для блокировки используются сами измерительные органы АЧР: Уставка по частоте АЧРII больше чем АЧРI. Реле времени пускается при срабатывании измерительного органа АЧРII и останавливается при срабатывании ИО АЧРI.Зависимость между скоростью снижения частоты и уставками АЧР выглядит следующим образом:
| dF = | f II − f I |
| t |
В этой формуле dF – скорость изменения частоты, f II – уставка по частоте АЧРII, f I – уставка по частоте АЧРI, t – время между срабатыванием ИО АЧРII и АЧРI. Выдержка времени на реле определяется по формуле: