Что такое чда в энергетике

Что такое автоматическая частотная разгрузка и как она используется?

Электроснабжение потребителей предусматривает четкое соблюдение основных параметров сети. Так как их отклонение от нормативного значения вызывает сбои в работе высокоточных устройств, снижает срок эксплуатации оборудования или может привести к возникновению аварийного режима. Наиболее ощутимые нарушения и последствия возникают при снижении частоты, для борьбы с которой используется автоматическая частотная разгрузка (АЧР).

Понятие автоматической частотной разгрузки

Автоматическая частотная разгрузка представляет собой систему автоматического регулирования нагрузки, подключенной к энергосистеме в случае резкого снижения частоты. Регулирование осуществляется посредством отключения потребителей, в зависимости от категории их значимости. То есть сначала прекращается питание наименее значимой части потребителей.

Разделение потребителей по категориям

Всего в электрической сети выделяется три категории потребителей при наладке автоматической частотной разгрузки. Что и определяет требования к их питанию и возможным перерывам, в случае каких-либо аварийных процессов.

Правила допускают перерыв в питании всех вышеперечисленных объектов при снижении частоты, но в соответствии с их категорией. Так, электроснабжение потребителей 1-ой категории может прерываться лишь на время переключения на второе питание, что составляет считанные доли секунд. Вторая и третья допускают более длительный перерыв – не более суток подряд.

Понятие дефицитной энергосистемы

В случае, когда электрическая система не способна обеспечить достаточное количество электрической энергии, возникает дефицит мощности. Такая ситуация может возникнуть при отключении одной из электростанций, подключении нового мощного потребителя или удаленного короткого замыкания. Из-за недостатка мощности для всех подключенных потребителей получается дефицитная энергосистема. А при отсутствии автоматической частотной разгрузки или при ее некорректной работе в системе возникают крайне плачевные последствия.

Последствия снижения частоты

В случае уменьшения частоты на 0,2 – 0,4 Гц изменения не будут ощутимыми. Но при снижении уровня до 48Гц и ниже возникают необратимые процессы, как в самой электрической сети, так и в приборах. Даже, казалось бы, незначительное снижение на 2 Гц влечет нарушения в работе потребителей электроэнергии: двигатели теряют частоту вращения, теряется управление станочным оборудованием, снижается производительность, могут возникнуть аварии и катастрофы.

Если не принимаются меры к восстановлению нормального режима, то дефицит приводит к лавинному процессу падения частоты. Затем происходит снижение напряжения, возрастание уровня электрического тока в электрических машинах, перегреву и разрушению изоляции. Генераторы электростанций, как и потребители, испытывают такие же перегрузки, которые могут привести к их выходу со строя или травмированию персонала. Реальное препятствие этим последствиям способна оказать автоматическая частотная разгрузка.

Назначение АЧР

В любой энергетической системе закладывается резерв мощности, что обеспечивает установленный уровень активной мощности при колебаниях количества приемников энергии и их аппетитов. Если этот резерв исчерпается, то для восстановления баланса срабатывает автоматическая частотная разгрузка. АЧР предназначена для удаления из схемы питания потребителей третей категории, что может предотвратить отключение генераторов и полную остановку электростанций. В зависимости от величины изменения частоты или длительности дефицита могут применяться различные виды автоматической частотной разгрузки.

Классификация

На электростанциях и подстанциях для автоматической частотной разгрузки системы в аварийной ситуации может применяться один из четырех или сразу несколько видов защиты [ 1 ].

Принцип действия

После этого измерительный элемент проверяет уровень частоты в сети. При достижении частотой величины в 50 Гц запускает сигнал от цепи измерительного блока к временному KT2. Затем, через промежуточное KL4 замыкаются контакты на обратное подключение потребителей к сети, чем и осуществляется ЧАПВ.

Схемы АЧР

В соответствии с предъявляемыми требованиями, все типы автоматической частотной разгрузки способны реализовать различные функции защиты. Поэтому для построения тех или иных характеристик устройств АЧР, ступеней в их работе применяются определенные схемы. Также устройство может собираться как на реле, так и на полупроводниковых приборах.

С одним реле частоты

Посмотрите на рисунок, здесь вы видите принципиальную схему автоматической частотной разгрузки, в которой используется одно частотное реле. Посредством контактов промежуточного реле РП к частотному реле РЧ1 подается сигнал от измерительного элемента. Которое при снижения уровня частоты сразу же замыкает контакты РП1 и РП2. От контактов реле РП2 поступает сигнал на отключение нагрузки.

В случае повышения уровня частоты выше уставок срабатывания схема возвращается в исходное положение. При этом от реле РП5 поступает сигнал на контакты РП5.1, которые отключают обмотки РВ1 и РП4. На тот случай, если работа по такой схеме не даст желаемого результата, здесь предусмотрено шунтирование РВ1.

С ЧАПВ

Обратите внимание, в данной схеме автоматической частотной разгрузки, объекты отключаются релейной защитой в том же порядке, что и в предыдущем примере. От Р4 подается сигнал на временное реле РВ1, через контакты которого возбуждаются обмотки промежуточного РП1. Контакты промежуточных РП1.1 и РП2.1 посылают сигнал на отключение. Об этом сигнализирует РУ1.

После нормализации частоты сигнал проходит по контактам РП1.3 и РП3.2 возбуждается обмотка временного РВ2. Через его контакты сигналы возбуждают обмотку промежуточного РП4. А оно, в свою очередь, через контакты РП4.2 и РП4.3 посылает сигнал на частотный пуск потребителей. После чего указательное реле РУ 2 сигнализирует о срабатывании ЧАПВ.

Требования, предъявляемые к АЧР

Как видите, на рисунке указана заштрихованная область, обозначающая границу, ниже которой частота не может опускаться в определенный момент времени. В противном случае, такая автоматическая частотная разгрузка не обеспечит достаточную защиту и лопасти турбины испытают колоссальную нагрузку, способную нарушить целостность металла.

Таким образом, автоматическая частотная разгрузка должна отстраивать свою работу от постоянных параметров системы. При этом случайные факторы, влияющие на различные коэффициенты, не должны затрагивать работу релейной или полупроводниковой аппаратуры, запускающей автоматическую частотную разгрузку.

Источник

Противоаварийная автоматика АПНУ, АОСЧ, АСН, САОН

АПНУ (автоматика прекращения нарушения устойчивости) представляет собой совокупность устройств ПА, обеспечивающих сохранение параллельной работы энергосистем, либо отдельных регионов с одним из объединений при возникновении различных аварийных возмущений в сети 500-220 кВ. Пусковыми устройствами для АПНУ являются:

Пускодозирующим устройством для АПНУ являются устройства фиксации перегруза ВЛ по мощности, имеющие также второе название автоматики наброса мощности (АНМ).

АДВ (автоматика дозировки воздействия) также входит в подсистему АПНУ. Устройство АДВ формируют сигналы противоаварийного управления, в следующих случаях:

Устройства АДВ могут действовать на отключение генераторов электростанций (пуск команды ОГ) или отключение нагрузки (пуск команды ОН).

Реализация сигналов ОГ осуществляется воздействием на закрытие стопорных и регулирующих клапанов турбины с последующим отключением выключателей от технологических защит.

АЧР (автоматическая частотная разгрузка) входит в подсистему АОСЧ (автоматика ограничения снижения частоты) и действует на отключение части потребителей для предотвращения глубокого снижения частоты при возникновении значительного дефицита мощности.

Отключение происходит несколькими очередями, отличающимися уставками по частоте и времени. После восстановления частоты происходит обратное включение потребителей действием ЧАПВ (частотное АПВ).

При возникновении большого дефицита активной мощности, сопровождающегося глубокой посадкой частоты, требуется быстрое отключение нагрузки. Здесь действует АЧР-1 со своими очередями, а АЧР-2 работает на отключение потребителей с целью поднятия частоты.

При незначительном дефиците мощности, когда частота не снижается до уставок АЧР-1, работает только АЧР-2, балансируя потребление и затем, отключая не совмещенного потребителя, поднимает частоту. Указанные выше оба случая являются идеальными. Авария, как правило, сопровождается действием почти всех очередей обеих категорий АЧР.

ЧДА (частотная делительная автоматика ) – входит в подсистему АОСЧ и предназначена для отделения электростанций со сбалансированной нагрузкой при снижении частоты в энергосистеме, которое может привести к развитию аварии с потерей собственных нужд и полным остановом станции.

Устройства АСН (автоматика ограничения снижения напряжения) предназначены для автоматического увеличения пропускной способности транзитных связей 500 кВ и действуют на отключение линейных или шинных реакторов 500 кВ.

Для предотвращения ложной работы АСН при потере цепей напряжения или при выводе в ремонт ВЛ, в устройствах АСН предусмотрена автоматическая блокировка по факту снижения напряжения до величины 0,2–0,4 Uн.

АРЛ (автоматика разгрузки линии), входит в подсистему АРО (автоматика разгрузки оборудования). АРЛ фиксирует возрастание тока по электропередаче, выше допустимого значения, из расчета сечения провода с выдержкой времени производит отключение передачи в месте установки. В АРЛ предусмотрены режим «зима» и «лето», для режима «зима» значение допустимой мощности больше на 25%.

САОН (специальная автоматика отключения нагрузки) служит для предотвращения нарушения устойчивости энергосистемы либо отдельного энергоузла, при аварийном отключении или перегрузке питающих линий электропередачи.

САОН действует на отключение части менее ответственных потребителей с последующим их включением по решению соответствующего диспетчерского управления. Работа САОН может быть вызвана приемом команды ПА или по местным факторам, например снижение напряжения на шинах ПС.

Источник

Что такое чда в энергетике

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы

Автоматическое ограничение снижения частоты при аварийном дефиците активной мощности. Нормы и требования

United power system and isolated power systems. Operative-dispatch management. Automatic limitation of the frequency reduction in case of emergency shortage of active power. Norms and requirements

Дата введения 2019-03-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Акционерным обществом «Системный оператор Единой энергетической системы» (АО «СО ЕЭС»)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 016 «Электроэнергетика»

1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт устанавливает требования к:

— составу и структуре системы автоматического ограничения снижения частоты;

— логике действия и настройке устройств, реализующих функции автоматического ограничения снижения частоты, определению видов, объемов и мест реализации управляющих воздействий указанных устройств;

— подготовке, выдаче и контролю выполнения заданий на настройку устройств, реализующих функции автоматического ограничения снижения частоты.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ Р 55105 Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Оперативно-диспетчерское управление. Автоматическое противоаварийное управление режимами энергосистем. Противоаварийная автоматика энергосистем. Нормы и требования

ГОСТ Р 55438 Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Оперативно-диспетчерское управление. Релейная защита и автоматика. Взаимодействие субъектов электроэнергетики и потребителей электрической энергии при создании (модернизации) и эксплуатации. Общие требования

ГОСТ Р 57114 Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Электроэнергетические системы. Оперативно-диспетчерское управление в электроэнергетике и оперативно-технологическое управление. Термины и определения

СП 131.13330.2012 «СНиП 23-01-99* Строительная климатология»

3 Термины и сокращения

3.1 В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 57114, а также следующий термин с соответствующим определением:

3.1.1 очередь автоматической частотной разгрузки [частотного автоматического повторного включения]: Совокупность управляющих воздействий, которые реализуются устройствами автоматической частотной разгрузки (частотного автоматического повторного включения) при одних и тех же уставках срабатывания по частоте и по времени в границах энергосистемы (части энергосистемы), выделившейся на изолированную работу.

3.2 В настоящем стандарте использованы следующие сокращения:

4 Общие положения

4.1 АОСЧ предназначено для обеспечения живучести ЕЭС России и технологически изолированных территориальных электроэнергетических систем при возникновении аварийного дефицита активной мощности по причине:

— разделения энергосистемы (энергорайона, энергоузла) на изолированно работающие части;

— отключения генерирующего оборудования или аварийного снижения мощности электростанций;

— отключения вставок постоянного тока (передач постоянного тока), работающих в режиме передачи активной мощности в энергосистему (энергорайон, энергоузел), приводящего к снижению частоты в энергосистеме (энергоузле, энергорайоне), создающему угрозу повреждения оборудования электростанций, безопасности работы АЭС, нарушения работы энергопринимающих установок потребителей, а также возникновения лавины частоты и напряжения с полным прекращением электроснабжения нагрузки потребителей.

4.2 АОСЧ должно обеспечивать:

— прекращение аварийного снижения частоты;

— восстановление (полное или частичное) электроснабжения отключенной нагрузки потребителей.

4.3 Функции АОСЧ реализуются устройствами:

4.4 Устройства, реализующие функции АОСЧ, должны быть постоянно введены в работу с заданной настройкой, кроме случаев вывода из работы для проведения технического обслуживания.

По решению субъекта оперативно-диспетчерского управления допускается временный вывод из работы ЧДА при ее неэффективности в фактических схемно-режимных условиях.

4.5 Организация эксплуатации устройств АОСЧ, изменение настройки и логики действия АОСЧ, объема УВ, а также создание новых и модернизация существующих устройств АОСЧ должны быть выполнены в соответствии с требованиями ГОСТ Р 55105 и ГОСТ Р 55438.

4.6 Контроль достаточности мощности нагрузки потребителей, подключенной под действие АЧР и ДАР, при недостаточном объеме необходимой телеметрической информации должен производиться посредством измерений подключенной под действие АЧР и ДАР мощности нагрузки потребителей не реже чем два раза в год в дни контрольных замеров, а также в дни внеочередных замеров.

5 Автоматический частотный ввод резерва

5.1 АЧВР должен обеспечивать:

— уменьшение дефицита активной мощности;

— уменьшение величины и скорости снижения частоты;

5.2 АЧВР должен реализовываться посредством:

— увеличения загрузки по активной мощности гидроагрегатов ГЭС (ГАЭС), газотурбинных и парогазовых установок;

— пуска находящихся в резерве гидроагрегатов ГЭС, газотурбинных электростанций и газотурбинных установок;

— перевода в генераторный режим гидроагрегатов ГЭС (ГАЭС), работающих в режиме синхронного компенсатора;

— отключения или разгрузки гидроагрегатов ГАЭС, работающих в двигательном режиме.

5.3 Уставки по частоте устройств АЧВР должны находиться в диапазоне от 49,4 до 49,7 Гц.

5.4 Все ГЭС и ГАЭС суммарной установленной мощностью 50 МВт и выше, кроме ГЭС, не имеющих регулирующего водохранилища, должны быть оснащены устройствами АЧВР.

Необходимость установки устройств АЧВР на ГЭС меньшей мощности определяют на этапе проектирования.

6 Автоматическая частотная разгрузка

6.1 АЧР должна обеспечивать:

— уменьшение скорости снижения частоты;

— ограничение величины снижения частоты;

— сокращение времени работы энергосистемы с недопустимо низким уровнем частоты;

6.2 АЧР должна включать следующие подсистемы:

а) АЧР-1, обеспечивающую прекращение снижения частоты, в том числе:

1) спецочередь АЧР, предназначенную для предотвращения срабатывания основного объема АЧР и автоматической или оперативной разгрузки энергоблоков АЭС при снижении частоты ниже 49,0 Гц,

2) основной объем АЧР-1, предназначенный для уменьшения скорости и ограничения величины снижения частоты;

б) АЧР-2 несовмещенную, предназначенную для ограничения времени работы с пониженным уровнем частоты и для увеличения частоты после действия АЧР-1, а также ограничения снижения частоты при ее плавном снижении;

Источник

Содержание материала

В ряде районов, энергосистем, где возможно возникновение больших местных дефицитов мощности, выполнение дополнительной разгрузки может быть связано с большими трудностями. Такое положение может возникать, если, во- первых, нагрузки рассредоточены по энергосистеме и нет достаточно крупной питающей линии, отключение которой решало бы задачи дополнительной разгрузки, и, во-вторых, если из-за наличия высокоответственных потребителей нельзя отключить целиком крупную подстанцию или питающую линию Иногда не удается простыми техническими средствами выявить помимо частоты фактор действия дополнительной разгрузки или обеспечить необходимое быстродействие автоматики.
В подобных случаях задачи ликвидации больших дефицитов мощности целиком возлагаются на АЧР, однако в этих условиях действие АЧР может оказаться неэффективным из-за недостаточного быстродействия устройств разгрузки или их возможного отказа при глубоком снижении напряжения, как правило, имеющем место одновременно с глубоким снижением частоты. Кроме того, даже при небольших дефицитах мощности никогда не исключено такое протекание аварийных процессов, когда действие АЧР по каким-либо причинам оказалось неэффективным (например, из-за отказов ряда устройств, неправильного их размещения, недостаточного объема разгрузки) и частота снижается до опасных уровней на длительное время.
Для обеспечения живучести энергосистем и сохранения в работе электрических станций при глубоком или длительном снижении частоты согласно директивным материалам [30, 54] на тепловых электростанциях должна выполняться делительная автоматика по частоте, осуществляющая отделение от энергосистемы всей электростанции или ее части с примерно сбалансированной нагрузкой или же отдельных агрегатов на нагрузку собственных нужд. Делительная автоматика по частоте заменяет дополнительную разгрузку, когда последняя не может быть выполнена или по каким-либо причинам отсутствует, и резервирует действие АЧР и дополнительной разгрузки, когда последняя введена в работу. Делительная автоматика по частоте является важнейшим звеном и «последним рубежом» в комплексе средств противоаварийной автоматики, предназначенных для ликвидации аварийных дефицитов мощности. Она позволяет сохранить в работе электрические станции и после ликвидации аварийной ситуации быстро восстановить питание потребителей. Отсутствие или неэффективное действие делительной автоматики по частоте приводит к полному погашению электростанций, существенному увеличению времени ликвидации аварий и народнохозяйственного ущерба.
Делительная автоматика по частоте согласно [30, 54] должна устанавливаться на всех ТЭС, на которых она может быть выполнена исходя из условий их работы (схемы электростанции, ее положения в сети, теплофикационного режима и т. д.). Делительную автоматику следует выполнять с двумя пусковыми органами — одним с частотой срабатывания 45—46 Гц, т. е. примерно на I Гц меньше нижней уставки по частоте АЧР1, и временем 0,5 с (для предотвращения погашения электростанций при глубоком снижении частоты) и другим — с частотой срабатывания около 47 Гц и временем 30-40 с (для предотвращения погашения электростанций при длительном зависании частоты на низком уровне).
Делительную автоматику по частоте следует выполнять таким образом, чтобы отделение электростанции с частью нагрузки происходило или с небольшим избытком генерирующей мощности, ликвидируемым впоследствии действием АРЧВ турбин (что является более предпочтительным), или с небольшим «остаточным» дефицитом мощности, при необходимости ликвидируемым действием еще не сработавших устройств АЧР в выделившемся районе.
В тех случаях, когда не удается выполнить делительную автоматику по частоте, отделяющую всю электростанцию или ее часть с примерно сбалансированной нагрузкой, должно осуществляться действие делительной автоматики на выделение одного или нескольких агрегатов на нагрузку собственных нужд всей электростанции или хотя бы этих агрегатов. При этом должна быть обеспечена и экспериментально проверена надежная работа энергоблока с нагрузкой собственных нужд в течение не менее 15 мин при возможных режимах и технологических схемах электростанции [54].
Особо следует обратить внимание на необходимость выполнения делительной автоматики по частоте в районах, где по каким-либо причинам временно имеет место недостаточный объем разгрузки. Уставка по частоте такой автоматики выбирается по местным условиям и может быть принята более высокой—46,5—47,5 Гц, а выдержка времени не более 1 с. Это означает, что в таких условиях допускается в ряде случаев неселективное по отношению к АЧР действие делительной автоматики, т. е. ее срабатывание до того момента, как полностью сработали все очереди АЧР1.

Действие делительной автоматики становится особо эффективным, если наряду с сохранением в работе электростанции в результате ее действия обеспечивается питание потребителей, имеющих наиболее высокую степень ответственности, а нагрузка, отключаемая действием АЧР до или после отделения электростанции, менее ответственна.
Учитывая, что срабатывание делительной автоматики по частоте происходит, как правило, в условиях одновременного снижения частоты и напряжения, а также ответственность этой автоматики, ее целесообразно выполнять на полупроводниковом реле частоты РЧ-1, работоспособном при глубоких снижениях напряжения, а при ее выполнении на индукционном реле ИВЧ следует в обязательном порядке осуществить мероприятия по стабилизации напряжения на реле частоты.
С целью повышения надежности работы делительной автоматики следует стремиться, чтобы по возможности ее воздействие осуществлялось на минимальное число выключателей и были сведены до минимума сложные переключения и телеотключения. Для обеспечения селективности действия автоматики целесообразно применять дополнительные пусковые или блокирующие сигналы, например по направлению мощности по линиям связи электростанции с системой или по трансформаторам, Повышение эффективности и селективности автоматики может быть достигнуто введением в нее сигналов по уровню воды в барабанах котлов, интегралу отклонения частоты [58, 61 ], снижению активной мощности собственных нужд за заданный интервал времени [18, 19]. Если одновременно с дефицитами активной мощности могут возникать значительные дефициты реактивной мощности и глубокие снижения напряжения на шинах электростанций, приводящие к нарушению устойчивости или отключению электродвигателей собственных нужд, целесообразно дополнить делительную автоматику пусковыми органами по снижению напряжения. Эффективность факторов пуска и уставки делительной автоматики в каждом конкретном случае должна проверяться расчетами или натурными экспериментами.
Наиболее просто задачу отделения электростанции с примерно сбалансированной нагрузкой удается решить на ГРЭС среднего или низкого давления, имеющих, как правило, значительную местную нагрузку. Наибольшие трудности при выполнении делительной автоматики возникают на блочных ГРЭС высокого и сверхвысокого давления, имеющих незначительную местную нагрузку и выдающих основную мощность в энергосистему, а также на ТЭЦ, имеющих значительную тепловую нагрузку [6].
Для осуществления выделения целиком крупной блочной ГРЭС вместе с районом нагрузки, как правило, требуется сложный комплекс автоматики с устройствами телеотключения и воздействием на большое число выключателей. С другой стороны, выделение только одного агрегата ГРЭС со своими собственными нуждами приводит к потере значительной части генерирующей мощности. В ряде случаев наиболее целесообразным является выделение части электростанции (например, агрегатов, работающих на шины среднего напряжения) с нагрузкой собственных нужд и прилегающего района (например, отключением транзитных связей на самой электростанции и примыкающих подстанциях, а также связей между шинами различных напряжений на электростанции). Для формирования отделяемого района делительная автоматика может выполняться несколькими (двумя-тремя) ступенями [69]. Первая ступень, действующая при более высоких значениях частоты (например, 48—48,5 Гц), осуществляет предварительную подготовку схемы выделения отключением соответствующих транзитных связей, разделением шин ряда подстанций и т. д. Последняя ступень, имеющая регламентированные директивными материалами уставки, производит отключение соответствующих последних связей отделяемого района и электростанции с энергосистемой.
Если выделение части ГРЭС или ТЭЦ с районом нагрузки осуществить не удается или оно связано со значительным усложнением автоматики, необходимостью отключения большого числа выключателей, что существенно снижает надежность работы автоматики, то, как указывалось выше, следует производить выделение одного-двух агрегатов электростанции на нагрузку собственных нужд. Следует по возможности стремиться к сохранению собственных нужд большего числа агрегатов. При этом, с одной стороны, нагрузка собственных нужд не должна превосходить Мощность выделяемых генераторов и, с другой стороны, необходимо обеспечить перевод на выделяемые генераторы только такого числа двигателей собственных нужд, самозапуск которых обеспечивается. Для обеспечения последовательного самозапуска этих двигателей на большом числе секций может потребоваться большое время (до 10—15 с), поэтому в ряде случаев целесообразно либо сократить число агрегатов, собственные нужды которых переводятся на выделяемый генератор, либо автоматическую подготовку схемы собственных нужд начинать до срабатывания делительной автоматики, например при более высоких частотах (47,5 —48,5 Гц), что существенно облегчает условия самозапуска, уменьшает отклонения режимных параметров, увеличивает объем нагрузки, для которой обеспечивается успешный самозапуск.
Трудности в выполнении делительной автоматики по частоте на ТЭЦ связаны с необходимостью обеспечения после отделения электростанции или отдельных агрегатов баланса не только по электрической мощности, но и по тепловой нагрузке агрегатов, существенные сбросы или набросы которой могут привести к их остановке. С другой стороны, на ТЭЦ, имеющих поперечные связи и котлы· барабанного типа, практически всегда есть резервы по питательной воде и пару, а значительные объемы пара в коллекторах и паропроводах снижают в переходных процессах при снижении частоты эффект падения уровня в барабанах котлов.
Наиболее сложно, как правило, выполнить делительную автоматику на ТЭЦ, агрегаты которых постоянно или определенные периоды времени работают в чисто теплофикационном режиме, существенно ухудшающем их регулировочные возможности. Например, в Мосэнерго ТЭЦ составляют большую часть электростанций, причем значительное их число в осенне-зимний период работает с противодавлением или на встроенных пучках. В связи с этим на ТЭЦ Мосэнерго принято, что при выполнении делительной автоматики с действием на выделение нескольких агрегатов хотя бы один из них в исходном нормальном режиме должен работать с подачей циркуляционной воды в конденсатор, а при действии автоматики на выделение одного агрегата он не должен в нормальном режиме работать с противодавлением. Повышая надежность действия делительной автоматики, это, однако, приводит к некоторому снижению экономичности работы ТЭЦ. Для обеспечения более надежного питания собственных нужд ТЭЦ при выделении одного или нескольких агрегатов целесообразно, если позволяет схема станции, заблаговременно или автоматически при более высоких, чем уставки автоматики деления, уровнях частоты создавать блочные схемы, управляющие запорной арматурой по пару и питательной воде. При этом необходимо предусматривать питание соответствующей арматуры от выделяемых на автономную работу секций собственных нужд.
Вопрос о том, должна ли делительная автоматика по частоте на ГРЭС и ТЭЦ действовать на выделение всей станции, ее части или отдельных агрегатов, должен решаться исходя из конкретных схемных и режимных условий работы электростанции. При анализе эффективности автоматики и выборе схемы деления должны быть тщательно проанализированы все возможные режимы и схемы работы электростанций в различные периоды суток и года, их состав оборудования, а также состав и значения электрических и тепловых нагрузок потребителей. При оценке возможных небалансов электрической и тепловой нагрузки необходимо учитывать действие АЧР, отключающей часть местной нагрузки на шинах электростанции или в отделяющихся с ней районах, а также возможный сброс тепловой нагрузки потребителей при работе АЧР. Возможно выполнение делительной автоматики в две ступени, первая из которых, имеющая более высокую уставку по частоте, действует на выделение всей станции или ее части с примерно сбалансированной нагрузкой, а вторая—на выделение одного- двух генераторов с нагрузкой собственных нужд, если действие первой ступени автоматики оказалось неэффективным и частота продолжает снижаться или зависает на низком уровне.
Опыт эксплуатации показывает, что задача выполнения делительной автоматики на ТЭС, и в первую очередь на ГРЭС с крупными блочными агрегатами высокого давления, решается медленно. Это обусловлено как рядом объективных технических трудностей, так и в ряде случаев неудовлетворительным состоянием оборудования и систем регулирования агрегатов и механизмов. Учитывая особую важность этой автоматики с точки зрения обеспечения живучести электростанций и энергосистемы в целом, необходимо форсировать работы по осуществлению комплекса необходимых мероприятий, позволяющих ввести эту автоматику в работу
Как показывает анализ ряда тяжелых аварий, отсутствие или неправильный выбор уставок (как правило, большие выдержки времени) делительных автоматик по частоте на ряде электростанций явились причиной их полного погашения при возникновении больших дефицитов мощности в некоторых районах и энергосистемах.

Рис 3 6 Принципиальная схема (а), схема замещения района (б) и зависимость при возникновении дефицита мощности (в)
1— авария, 2— расчет

В качестве примера такой аварии можно привести следующий случай. В одном из районов крупного энергообъединения (рис. 3.6) работали три тепловые электростанции среднего давления, мощность которых составляла 0,455 мощности нагрузки данного района. Недостающая мощность в этот район поступала из энергообъединения по двум линиям 220 и одной линии 110 кВ. Объем АЧР и этом районе составлял 0,34 мощности нагрузки, т. е. был недостаточным, дополнительная разгрузка отсутствовала. На двух электростанциях не была выполнена делительная автоматика по частоте, на третьей электростанции она имела уставки 46 Гц, 11с.
При операциях на подстанции 220 кВ по вводу в работу после ремонта одной из двух систем шин произошла поломка шинного разъединителя, возникло короткое замыкание и действием дифференциальной защиты шин район оказался отделенным от сети 220 кВ На оставшуюся в работе линию 110 кВ, связывающую район с энергообъединением, произошел большой наброс мощности, нарушилась устойчивость электростанций района относительно энергообъединения, и частота в районе стала резко снижаться. Кривая изменения частоты во время этой аварии приведена на рис. 3.6, в. Сработала АЧР, но из-за недостаточного объема разгрузки и увеличения дефицита вследствие больших активных потерь а линии 110 кВ продолжалось быстрое и глубокое (ниже 40 Гц) снижение частоты, в результате этого три станции района остановились полностью, в том числе и та, где имелась делительная автоматика с временем 11 с, поскольку отделение станции произошло уже при частоте 41 Гц и не могло ее спасти.
Вопрос выполнения делительной автоматики является очень актуальным и для АЭС. Обеспечение живучести этих станций при аварийном снижении частоты — важнейшая задача. Она должна решаться в комплексе с другой важнейшей задачей — обеспечения радиационной безопасности АЭС при значительных аварийных возмущениях, связанных с глубоким или длительным снижением частоты. Проблема выполнения делительной автоматики на АЭС в настоящее время еще детально не исследована. В то же время необходимость такой автоматики диктуется опытом эксплуатации. Наиболее универсальным и надежным представляется выделение в аварийных условиях агрегатов АЭС на нагрузку своих собственных нужд. В тех случаях, когда это позволяют схема и режим работы станции и прилегающего района нагрузки, целесообразно выделять на этот район один или несколько агрегатов АЭС. Необходимо провести комплекс работ и исследований, на основании которых могут быть разработаны принципы выполнения такой автоматики и обоснованы ее уставки, и в частности работы по обеспечению надежного функционирования агрегатов АЭС при сбросах их нагрузки до значений, близких к нагрузке холостого хода, исследования по оценке работоспособности оборудования АЭС, включая механизмы собственных нужд и системы управления и защиты агрегатов, при аварийных отклонениях частоты.

Источник