83. Регулирование частоты в энергосистемах

Частота переменного электрического тока является одним из главных показателей качества электрической энергии, вырабатываемой генераторами электростанций и поставляемой Потребителям. От частоты переменного тока зависит частота вращения электродвигателей, а следовательно, и производительность вращаемых ими механизмов (станков, насосов, вентиляторов и т. д.). При понижении частоты их производительность понижается. Частота в энергосистеме определяется балансом вырабатываемой и потребляемой активной мощности. Частота должна удерживаться в пределах примерно 50±0,05 Гц.

Выделяют:

• первичное регулирование частоты;

• вторичное регулирование частоты.

Первичное регулирование частоты осуществляется автоматическими регулятора-ми частоты вращения турбин. Их принцип работы основан на том, что при снижении частоты регулятор увеличивает впуск энергоносителя в турбину и тем самым способствует повышению частоты и наоборот. В первичном регулировании участвуют все генераторы всех эл. станций. Первичного регулирования достаточно если отклонение частоты меньше или равно допустимому.

Если отклонение частоты больше допустимого, то используется вторичное регулирование частоты, осуществляемое оперативным персоналом эл. станций, выделенных для регулирования частоты. Если мощности частоторегулирующей станции не достаточно, то по команде диспетчера поднимается генерируемая мощность станций. Вторичное регулирование начинается после действия первичного регулирования и предназначено для восстановления номинальной частоты и плановых перетоков мощности.

Лавина частоты – это прогрессирующее снижение частоты прии увеличивающемся дефиците активной мощности.

Для недопущения лавины частоты необходимо:

1) иметь достаточный запас горячего резерва генерирующих мощностей на эл. станциях;

2) иметь межсистемные связи с достаточной пропускной способностью;

3) АЧР

АЧР – это преднамеренное отключение потребителей при опасности возникновения лавины частоты. К АЧР потребителей подключают очередями. Различают АЧР-I и АЧР-II. Для включения потребителей, отключенных от АЧР используется ЧАПВ. АЧД в отличии от АЧР реагирует на скорость снижения частоты.

84. ЭЭС. Управление напряжением, управляемые параметры, система управления и исполнительные органы.

Управление режимами ЭЭС осуществляется оперативным персоналом, а также автоматическими регуляторами и устройствами противоаварийной автоматики (ПА). Практически вся автоматика в настоящее время построена на основе микропроцессорных систем. Настройка автоматических систем управления производится в соответствии с заранее выбранными характеристиками так, чтобы обеспечить экономичность работы ЭЭС и соответствие требованиям качества отпускаемой потребителям электроэнергии.

Выбор видов используемых автоматических устройств, оценка их эффективности и влияния на надежность работы ЭЭС производятся на основе специальных оптимизационных расчетов. Управление режимами ЭЭС должно быть оптимальным, т.е. дающим наилучший технико-экономический эффект в условиях действия противоположных факторов.

автоматические устройства управления:

Автоматические регуляторы возбуждения (АРВ)

Автоматические регуляторы частоты вращения

Автоматическое регулирование частоты и активной мощности (АРЧМ)

Релейная защита (РЗ)

Автоматическое включение резерва (АВР)

Автоматическое повторное включение (АПВ)

Автоматическая частотная разгрузка (АЧР)

Автоматический частотный пуск (АЧП)

Для ЭЭС как объекта управления характерны наличие большого числа сложных прямых и обратных связей между многочисленными ее элементами и целевая направленность процесса функционирования.

управление ЭЭС – совокупн. мероприятий, обеспечивающих оптимальную работу ЭЭ отрасли, начиная с решений её проектных задач, подбора элемент., монтажа, наладки и пуска объектов, текущей экспл. и ремонтов, утилизации.

Структура управления и объекты:

Минист. Энергетики (орган управл.)

(объекты управления)

Концерн БелЭнерго концерн Топэнерго

ОДУ, областные РУПы

ЦДС, ОДС, электростанции, подстанции, ЭСети

Цели и задачи: обеспеч. надёжн. и бесперебойного энергоснабж. потребит. удовл. качества при максим. экономичности и условиях безопасн. обслужив. обородов., обеспеч. управляемости и контроля исполнения процессов.

Критерии управления: надёжн., экологичн., экономичн., высокий кпд при миним. топливозатратах, мин. потерях электропередач. и мин. возд. на окружающ. среду.

Регулирование напряжения…

Синхронные компенсаторы позволяют поддерживать и регулировать напряжение в пределах ±5 % в точке подключения за счет изменения тока возбуждения. Как и у генераторов, регулирование напряжения возможно при изменении реактивной мощности СК в допустимых пределах. Ту же задачу решают СТК, с тем отличием от СК, что благодаря тиристорной системе управления регулирование осуществляется практически мгновенно. Это особенно важно для стабилизации переходных процессов в ЭЭС.

Перечисленные выше регулирующие устройства изменяли режимные параметры — напряжение и реактивную мощность. Кроме них в ЭЭС широко используются линейные регулирующие устройства, позволяющие изменять параметры ветвей схемы замещения. К ним относятся двухобмоточные трансформаторы понижающих подстанций, автотрансформаторы и трехобмоточные трансформаторы для связи сетей различного номинального напряжения, линейные регуляторы, работающие в блоке с автотрансформаторами.

В этих устройствах одна из обмоток имеет несколько регулировочных ответвлений, с помощью которых можно изменять количество рабочих витков обмотки и тем самым изменять коэффициент трансформации. Изменение коэффициента трансформации приводит к изменению напряжения на шинах нагрузки при одном и том же подведенном к трансформатору напряжении.

Трансформаторы выполняются двух типов: с переключением регулировочных ответвлений без возбуждения, т.е. с отключением от сети (трансформаторы с ПБВ); с переключением регулировочных ответвлений под нагрузкой (трансформаторы с РПН). Трансформаторы первой группы имеют сравнительно небольшой регулировочный диапазон (±2x2,5 %), применяются в распределительных электрических сетях напряжением 6—35/0,4 кВ, и с их помощью осуществляется сезонное регулирование напряжения, так как выполнение переключения требует отключения потребителей на это время. Трансформаторы второй группы снабжены специальным переключательным устройством, позволяющим осуществлять переключения по мере необходимости без отключения потребителей. Такие трансформаторы имеют большее число регулировочных ответвлений и больший диапазон регулирования напряжения.