3.Автоматичне частотне розвантаження

Особливістю режиму роботи енергосистем є рівність у будь-який даний момент сумарної потужності, вироблюваної джерелами енергії, а саме суми потужностей навантаження й втрат.

Зміна величини навантаження вимагає відповідного перетворення генеруючих потужностей, а якщо ні, то порушується частота в системі. Збільшення навантаження приводить до зменшення частоти й, навпаки, зменшення навантаження викликає збільшення частоти. Для підтримки номінальної частоти в нормальних умовах служать обладнання автоматичного регулювання частоти (АРЧ). В аварійних умовах відбуваються різкі й значні зміни навантаження, при цьому в окремих частинах енергосистеми можуть виникнути надлишки або дефіцити генеруючих потужностей. Якщо в подібних ситуаціях не прийняти швидкі й ефективні заходи, можливе порушення стійкості частин енергосистеми, відключення ряду електростанцій і вузлів навантаження, тобто виникнення системної аварії. Обладнання АЧР призначені для швидкого відновлення балансу потужностей навантаження й генераторів шляхом відключення частини менш відповідального навантаження при значнім стійкім зниженні частоти в енергосистемі.

Схема обладнання АЧР наведена на рис. 18.1. Обладнання складається з декількох комплектів реле частоти і проміжних реле сил, кожний комплект вступає в дію при зниженні частоти до певного рівня. Верхній кордон частоти, при якому АЧР вступає в дію, становить 48,5 Гц, нижній - 45 Гц. Звичайно комплекти мають вставки, що відрізняються на 0,1 Гц (48; 47,9; 47,8 Гц і т.д.).

Рис. 18.1. Схема обладнання АЧР

Крім швидкодіючих комплектів (0,1...0,5 с), на деяких щаблях частоти можуть установлюватися комплекти з витримкою часу 1...20с. Щоб частота не залишалася на низькому рівні надовго, установлюється комплект АЧР із уставкой 48,5 Гц і витримкою часу 5...90 с.

Черговість відключення споживачів установлюється на підставі розрахунків режимів роботи енергосистеми. Залежно від місцевих умов обладнаннями АЧР охоплюється до 30...50 % навантаження енергосистем. На практиці розрізняють дві категорії АЧР: АЧР-1 і АЧР-2. Обладнання АЧР-1 здійснюють швидкодіюче розвантаження. Вони мають різні уставки по частоті й призначені для припинення зниження частоти в енергосистемі. АЧР-П призначені для підйому частоти після дії АЧР-1, а також для запобігання повільного зниження зависання частоти при дефіциті генеруючої потужності. Ці обладнання мають єдину уставку по частоті й різні уставки за часом.

4. Автоматичне повторне включення

Практика експлуатації енергосистем показала, що значне число КЗ має нестійкий характер, що проходить. При знятті напруги з ушкодженого ланцюга електрична міцність ізоляції в місці ушкодження швидко відновлюється, і ланцюг може бути знову включений в роботу без огляду й ремонту. Існує обладнання автоматичного повторного включення (АПВ) одноразової й дворазової дії.

Успішність дії АПВ одноразової дії в повітряних мережах досягає 60...80 %, у кабельних - близько 50%. Дієвість другого циклу АПВ дворазової дії суттєво нижче й становить приблизно 15 % усіх випадків роботи другого циклу цих АПВ.

Обладнання АПВ працє у єдиному комплексі з релейним захистом (рис. 18.2). При виникненні КЗ на лінії №1 спрацьовує релейний захист цієї лінії й відключає вимикач 0. Через деякий проміжок часу обладнання АПВ знову включає лінію. Якщо КЗ самоліквідувалося, то включення лінії буде успішним і вона залишиться в роботі. Якщо ж КЗ виявилося стійким, то після включення вимикача Q лінія знову відключається релейним захистом і залишається у відключеному стані до усунення ушкодження ремонтним персоналом. У випадку установки на лінії АПВ дворазової дії проводяться дві спроби включити її в роботу. При такому АПВ до привода вимикача й до конструкції самого вимикача, природно, пред'являються більш суворі вимоги, чим до АПВ однократної дії.

Рис. 18.2. Спільна робота релейного захисту й АПВ: а - схема, що пояснює; б - діаграма витримок часу захистів