Календарь
« Ноябрь 2017
Пн. Вт. Ср. Чт. Пт. Сб. Вс.
  12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
27282930   
Статистика


14 Июня, 2014  13:05
Данильчук В. Н. Автоматика ограничения изменений частоты энергосистем

Автоматика ограничения изменений частоты энергосистем
Практическое пособие для инженеров по обслуживанию частотных автоматик, блокировок и защит.
Автор: Данильчук Василий Николаевич, ведущий инженер НЭК «Укрэнерго»
Киев, 2014



В книге получили дальнейшее развитие практические вопросы формирования системы автоматического ограничения снижения и повышения частоты в современных условиях. Особое внимание уделено вопросам адаптации ее наиболее важной составляющей - системы автоматической частотной разгрузки, к повышенным требованиям надежности работы современного оборудования электростанций, а также к требованиям технологического регламента безопасной эксплуатации реакторов АЭС при аварийных уровнях изменения частоты. Показаны современные методы математического и программного анализа динамического изменения частоты в аварийных частотных переходных процессах и режимах энергосистем при дефицитах или избытках активной мощности с учетом разгрузки или отключения реакторов АЭС при снижении или повышении частоты.
Предложены практические методики определения и выбора уставок частоты и времени разных видов автоматической частотной разгрузки, как по отклонению частоты, так и по скорости ее снижения, автоматического включения нагрузки при повышении частоты или скорости ее повышения, а также блокировки устройств автоматической частотной разгрузки по скорости снижения частоты при выбеге двигательной нагрузки. Предложены новые методики балансировки режимных составляющих для эффективного частотного выделения районов нагрузки и собственных нужд станций при аварийных снижениях частоты.
Показаны принципы применения основных видов современных электронных и микропроцессорных реле частоты в схемах всех видов автоматической частотной разгрузки и загрузки, как по отклонению частоты, так и по скорости ее изменения.
Книга применима, для научных и практических инженерно-технических работников, занимающихся вопросами проектирования, настройки и эксплуатации устройств системы автоматического ограничения снижения и повышения частоты энергосистем, с учетом скорости изменения частоты.
Пособие подготовлено при содействии Совета ветеранов энергетики Украины.

Обеспечение надежной и устойчивой работы энергосистем в их эксплуатации и развитии является основной задачей большого и разнообразного комплекса устройств противоаварийной автоматики (ПА), в том числе автоматики ограничения изменения (снижения и повышения) частоты (АОИЧ).
Важнейшие из основных составляющих комплекса АОИЧ - автоматическая частотная разгрузка (АЧР) и частотное автоматическое повторное включение (ЧАПВ) нагрузки являются эффективными ПА, повышающими надежность работы энергосистем, поэтому они получили широкое распространение во многих странах.
Первые устройства АЧР были внедрены в конце 40-х годов прошлого века (И.А. Сыромятников, "Электрические станции", №12, 1940 г.). Это стало официальным началом развития нового научного направления в энергетике - автоматической частотной разгрузки энергосистем. Следует отметить, что этому предшествовали теоретические разработки В.М. Горнштейна о статических характеристиках и устойчивости нагрузки, а также явления лавины частоты.
В дальнейшем, теоретические основы АЧР разработаны в трудах А.Б. Барзама, Е.Д. Зейлидзона, Ю.И. Иванова, А.Г. Москалёва, Г.М. Павлова, Р.С. Рабиновича, И.И. Соловьёва и других авторов 50-70-х годов. В эти годы полного взаимодействия практиков в вопросах АЧР и научных специалистов проводился всесторонний научный анализ любых аварий со снижением частоты с учетом уровня технического прогресса в оборудовании тепловых электростанций и форсированным вводом в 70-х годах, энергоблоков атомных электрических станций.
Широкому внедрению АЧР способствовало проведение в 50-х годах большого комплекса теоретических и экспериментальных исследований, выполненных во ВНИИЭ, ОРГРЭС, других организациях и энергосистемах.
В конце 50-х годов осуществлено объединение отдельных энергосистем на параллельную работу в Единой энергетической системе (ЕЭС), создавшее крупные по мощности, протяженные по территории и сложные по конфигурации схемы объединенных энергосистем (ОЭС). Изменились требования к работе АЧР и проявилась необходимость применения новых методических разработок и новых нормативных документов.
Важным событием в развитии теории и практики формирования системы АЧР стал первый выход в 1980 году книги [74], переизданной в 1989 году. В ней впервые были обобщены известные теоретические научные основы и опыт практического применения АЧР, ранее рассматривавшейся разными авторами лишь одним из разделов общей автоматизации энергосистем. В книге обобщены и подробно раскрыты научные понятия о влиянии снижения частоты на работу оборудования электростанций и условия режимов работы энергосистем.
Более подробно раскрыты теоретические определения и математические обоснования системы АЧР, принципы формирования системы АЧР уровня 60-х годов и взаимодействия ее видов. Информативно показан мировой и отечественный опыт анализа частотных процессов, явлений и реакции оборудования энергосистем при снижении частоты. Следует отметить, что по этим достоинствам книга [74] до сих пор остается основным утверждающим научным материалом в практической работе специалистов, благодарных автору за своевременное обобщение такого обширного материала в одной книге.
В настоящей книге более широко раскрыты принципиальные особенности составляющих комплекса АОИЧ для практического понимания проблем последовательного и эффективного действия разных видов автоматик разгрузки и ввода резервов мощности в процессе динамического изменения частоты.
С особой точки зрения рассмотрен широкий круг вопросов формирования системы АЧР с учетом повышенных требований от значительных изменений, вызванных техническим совершенствованием основного оборудования ТЭС и АЭС с критическими и сверхкритическими параметрами пара.
При этом подробно изложены новые современные разработки теории и практики формирования и выполнения адаптированной системы АЧР как по отклонению частоты, так и по скорости ее снижения, а также других видов частотной разгрузки в составе комплексной системы АОИЧ. В то же время, теоретические выкладки, известные по другим источникам технической литературы, излагаются только выборочно, информативно, в случаях, если это необходимо для связки содержания тематики и разделов книги.
Значительное внимание в содержании книги уделено практическим вопросам широкого применения в технической эксплуатации современных микропроцессорных устройств системы АЧР. Для этого, проведен краткий анализ технических характеристик наиболее распространенных, в энергосистемах России и Украины, современных электронных и микропроцессорных реле частоты.
Во всех рассматриваемых теоретических и практических вопросах поданы методические указания по выбору и настройке уставок всех видов частотных автоматик, в т.ч. и автоматики блокировки устройств АЧР1 по скорости снижения частоты при выбеге двигательной нагрузки.
Режимные и аппаратные принципы выполнения системы АЧР-ЧАПВ, а также способы и средства программного математического анализа динамического изменения частоты, рассмотрены с учетом внедрения современных микропроцессорных устройств, в том числе, с уставками по скорости снижения и повышения частоты.
Отдельно рассмотрены перспективные вопросы внедрения комбинированной и адаптированной системы АЧР-АЧРС и ЧАПВ-ЧАПВС (по скорости повышения частоты) для эффективной работы системы АОИЧ в условиях скорости снижения и повышения частоты. Здесь же рассмотрены вопросы и принципы разработки более совершенных микропроцессорных устройств по скорости снижения и повышения частоты, максимально упрощенных в эксплуатации, но с более сложным алгоритмом программного исполнения.

Искренняя благодарность коллегам: д.т.н. С.Д. Винничуку, инж. В.Н. Зуеву, Е.А. Коломийцу, В.Г. Кривцову, А.И. Кудрявцеву, И. Ф. Нехаю, В.А. Перетятько, А.Ф. Сидорову, И.В. Шишову, С.А. Яковлеву (Украина), AT. Демчуку, М.М. Мартыненко (Россия), А.Д. Мельник (Казахстан) за техническую помощь в совершенствовании практических вопросов анализа частотных электрических режимов, а также действия устройств релейной защиты и автоматики.

Содержание

Предисловие
Введение
Основные условные обозначения и сокращения
Глава 1. Работа энергосистем при снижении частоты
1.1 Устойчивость, баланс мощности и резервы мощности энергосистем
1.2 Частотные переходные процессы в энергосистеме
1.3 Качество электроэнергии по частоте
1.4 Статические частотные характеристики нагрузки энергосистем
1.4.1 Статические частотные характеристики активной мощности
1.4.2 Регулирующий частотный коэффициент нагрузки энергосистем
1.4.3 Лавина частоты
1.4.4 Статические частотные характеристики реактивной мощности нагрузки. Лавина напряжения
1.5 Зависимость частоты и напряжения от дефицита мощности
1.6 Управление частотой в энергосистеме
1.7 Динамические частотные характеристики энергосистемы
Глава 2. Работа электростанций при изменении частоты
2.1 Допустимое изменение частоты для оборудования электростанций
2.2 Запас частоты по надежности работы оборудования электростанций
2.3 Статические частотные характеристики турбоагрегатов
2.4 Влияние частоты на величину мощности генерации
2.5 Работа собственных нужд электростанций при снижении частоты
2.5.1 Тепловые электростанции
2.5.2 Гидроэлектростанции
2.5.3 Атомные электростанции
2.6 Ввод резервов мощности электростанций при отклонении частоты
Глава 3. Автоматика ограничения изменений частоты
3.1 Мероприятия по ликвидации дефицита активной мощности
3.2 Автоматика ограничения снижения частоты
3.3 Мероприятия по ликвидации избытка активной мощности
3.4 Автоматика ограничения повышения частоты
3.5 Действие составляющих АОСЧ и АОПЧ при изменении частоты
Глава 4. Регулирование частоты и ввод резервов мощности
4.1 Общая структура системы регулирования частоты
4.2 Автоматические регуляторы частоты вращения турбин
4.3 Первичное регулирование частоты
4.3.1 Основные принципы первичного регулирования частоты
4.3.2 Резерв первичного регулирования
4.3.3 О приоритетности действия устройств первичного регулирования и совместимости их действия с устройствами АЧР
4.4 Вторичное регулирование частоты и мощности
Глава 5. Частотная автоматика ввода резервов ГЭС
5.1 Средства автоматического регулирования гидроагрегатов
5.2 Автоматический ввод резервов работающих агрегатов ГЭС
5.3 Отключение агрегатов ГАЭС, работающих в насосном режиме
5.4 Перевод в активный режим агрегатов, работающих в режиме СК
5.5 Автоматический частотный пуск резервных агрегатов ГЭС
5.6 Групповое регулирование мощности на ГЭС
Глава 6. АЧР по отклонению частоты
6.1 Общие сведения
6.2 Система автоматической частотной разгрузки
6.3 Развитие структуры формирования АЧР и системы АЧР
6.4 Основные принципы выполнения и работы системы АЧР
6.5 Технические изменения в энергетике и возникшие проблемы
6.6 Недостатки существующей системы АЧР
6.6.1 О структуре использования потребления энергосистем
6.6.2 О необходимости ликвидации устройств совмещенной АЧРП
6.6.3 О необходимости ликвидации устройств АСГАО
6.7 Адаптированная система АЧР
6.8 Технические требования к системе АЧР
6.9 Анализ действия существующей системы АЧР
6.10 Адаптация системы АЧР к современным условиям надежности
6.11 Граничные уставки частоты и времени адаптированной АЧР
6.12 Методика расчета объемов системы АЧР
6.13 Размещение устройств системы АЧР и их действие
6.14 Решения проблем системы АЧР в современных условиях
6.15 Действие АЧР при аварийной разгрузке АЭС
Глава 7. Частотные разгрузки и блокировки по ССЧ
7.1 Определение уставок по скорости снижения частоты
7.2 Измерение скорости снижения частоты
7.2.1 Способ непосредственного измерения скорости снижения частоты
7.2.2 Способ косвенного измерения скорости снижения частоты
7.3 Аварийное действие АЧР по скорости снижения частоты (АЧРС)
7.3.1 Дублирующая система АЧР-АЧРС
7.3.2 Стабилизирующая система АЧР-АЧРС
7.3.3 Комбинированная система АЧР-АЧРС
7.4 Выбор уставок АЧР-АЧРС и ЧДАС для отдельной подстанции
7.5 Дополнительная автоматическая разгрузка (ДАР)
7.6 ДАР по скорости снижения частоты (ДАРС)
7.7 Блокировки по скорости снижения частоты (БССЧ) действия АЧР
7.7.1 Методика выбора уставок блокировки по ССЧ
Глава 8. Основные принципы выполнения ЧАПВ
8.1 Восстановление частоты и включение нагрузок потребителей
8.2 Выбор уставок и объемов устройств ЧАПВ
8.3 Совершенствование ЧАПВ в современных условиях
8.3.1 Изменение диапазонов частоты и выдержки времени ЧАПВ
8.3.2 Устройства одночастотного ЧАПВ по времени срабатывания
8.4 ЧАПВ по скорости повышения частоты (ЧАПВС)
Глава 9. Частотная делительная автоматика
9.1 Обоснованность нормативных требований к устройствам ЧДА
9.2 О ликвидации избыточных объемов системной АЧР в схемах ЧДА
9.3 Решение проблем ЧДА в современных условиях
9.3.1 Устройства ЧДА в примерно сбалансированном районе
9.3.2 Устройства ЧДА в сильно несбалансированном районе
9.4 Аналитический расчет уставок ЧДА несбалансированного района
9.5 Методика табличных расчетов ЧДА несбалансированных районов
9.6 Программный расчет уставок ЧДА несбалансированного района
9.7 ЧДА по скорости снижения частоты
Глава 10. Автоматика ограничения повышения частоты
10.1 Аварийная разгрузка электростанций при повышении частоты
10.2 Мероприятия по ограничению повышения частоты
10.3 Выбор уставок автоматики ограничения повышения частоты
10.4 Способ непосредственного измерения скорости повышения частоты
10.5 Способ косвенного измерения скорости повышения частоты
Глава 11. Аппаратура частотных разгрузок энергосистем
11.1 Влияние высших гармоник в электрических сетях
11.2 Влияние высших гармоник на работу электрооборудования
11.3 Общие требования к аппаратуре АЧР
11.4 Электронные реле частоты
11.4.1 Полупроводниковое реле частоты РЧ-1
11.4.2 Модифицированное реле частоты РСГ-11
11.4.3 Аппаратура частотной разгрузки многофункциональная АЧРМ-2
11.5 Микропроцессорные реле частоты
11.5.1 Выбор количества уставок частоты и времени МПРЧ
11.5.2 Настройка и контроль уставок МПРЧ
11.5.3 Необходимый и достаточный объем сервиса МПРЧ
11.5.4 Особенности унифицированного МПРЧ массового применения
11.5.5 Блок микропроцессорный АЧР (БМАЧР-М) 338
11.5.6 Блок микропроцессорный многофункциональных РЧ (БММРЧ)
11.5.7 Микропроцессорное устройство "Сириус-АЧР"
11.5.8 Микропроцессорное унифицированное реле частоты УРЧ-ЗМ
11.5.9 Микропроцессорное унифицированное реле частоты УРЧ-ЗМС
11.6 Особенности работы УРЧ-ЗМС-01 при синхронизации и защите от разгона агрегатов ГЭС
Глава 12. Особенности анализа частотных аварий
12.1 Аварийный регистратор частоты
12.2 Основные принципы анализа частотных аварий
12.3 Требования к расследованию частотных аварий
12.4 Пример расследования частотной аварии
12.4.1 Причины возникновения и развития частотной аварии
12.4.2 Анализ баланса мощности выделенного района
12.4.3 Анализ действия очередей АЧР
12.5 Оценка ущерба от режимов работы со сниженной частотой
12.6 Обзор масштабных аварий в национальных энергосистемах мира
Глава 13. Анализ частотной автоматической разгрузки
13.1 Расчет длительных переходных процессов в энергосистемах
13.2 Комплекс анализа частотной автоматической разгрузки
Глава 14. Средства анализа динамического изменения частоты
14.1 Усредненная динамическая модель UCTE
14.2 Расчет одноузловых схем при динамическом изменении частоты
14.3 ОРК программного анализа частотных электрических режимов
14.3.1 Структура исходных данных ОРК ПАНЧЭР
14.3.2 Таблицы исходных данных ОРК ПАНЧЭР
14.3.3 Результаты расчетов ОРК ПАНЧЭР
Приложения
Литература
Оглавление

Просмотров: 4516
Загрузок: 656
Рейтинг:
8 / 37 ( Отлично )
Размер файла 7.06 Mb

В этом разделе

Последние комментарии : 1

Никита Любимов 14 Июня, 2014  13:07


Спасибо автору книги за предоставленный материал

Добавить комментарий

Обновить

Количество времен года (сезонов), прописью?