Вопросы к экзамену по «Автоматике электроэнергетических систем» (часть Купарева м.А.)

1. Основные отличия автоматики энергосистем от релейной защиты.

Первоначально автоматические устройства применялись в энергетике главным образом для выполнения функций защиты электроэнергетических объектов от действия сверхтоков, возникающих в момент повреждения. Процессы, возникающие при этом, – это электромагнитные переходные процессы, а автоматические устройства, предназначенные для защиты от влияния этих процессов, – это устройства релейной защиты. Параллельно с развитием релейной защиты энергосистем в них начала развиваться и другая ветвь автоматики с ины-ми задачами, для выполнения которых также требуется высокая скорость реакции, недоступная человеку (например, задачи автоматического повторного включения (АПВ) ЛЭП, задачи автоматического ввода резерва (АВР); иногда это называют линейной или сетевой автоматикой).

В настоящее время число этих задач настолько велико, что это привело к появлению отдельной самостоятельной дисциплины – системной автоматики. Релейная защита и системная автоматика – это два вида автоматического управления в энергосистемах, взаимосвязанных и взаимодополняющих друг друга. Но между ними имеются и отличия. Первое из них состоит в том, что для системной автоматики, как правило, определяющими являются в большей степени электромеханические переходные процессы, т.е. процессы, связанные с относительным движением роторов синхронных машин во время аварии и после неё. Сюда же добавляются процессы так называемой длительной динами-ки, происходящие со значительным (в несколько герц) изменением абсолютного движения (частоты вращения) синхронных генераторов.

Второе отличие системной автоматики состоит в следующем. Действие УРЗ носит достаточно локальный характер, ограниченный одним или несколькими присоединениями, и лишь затяжка в отключении КЗ или возникновение каскадных возмущений может привести к дальнейшему развитию аварии. Системной автоматике присущ чаще всего глобальный характер действия и влияния на энер-госистему с охватом большого числа присоединений и достаточно большого района энергосистемы. Причём действие этой автоматики тесно связано с режимом работы энергосистемы или её части и оказывает своё влияние на этот режим.

2. Устройства автоматики нормального режима энергосистем.

Автоматика нормального режима – это обычно (за некоторыми исключениями) достаточно медленная автоматика, предназначенная, в основном, для помощи оперативному персоналу. Её влияние на процессы при авариях в энергосистеме ограничено и сказывается главным образом на послеаварийном режиме. К автоматике нормального режима относятся следующие автоматические устройства:

 пуска и останова агрегатов электростанций (технологическая автоматика);

 включения на параллельную работу (синхронизации) генераторов;

 регулирования частоты и активной мощности (АРЧМ), обеспечивающие поддержание на заданном уровне частоты в ЕЭЭС, оптимальное распределение активных нагрузок между электростанциями и генераторами, регулирование и ограничение перетоков активной мощности по линиям электропередачи;

 регулирования напряжений и перетоков реактивной мощности: автоматические регуляторы возбуждения (АРВ) синхронных машин (генераторов, синхронных компенсаторов и электродвигателей), автоматические регуляторы коэффициентов трансформации трансформаторов, автоматические регуляторы статических источников реактивной мощности;

 управления трансформаторами на подстанциях для включения и отключения одного из параллельно работающих трансформаторов с целью минимизации потерь электроэнергии в них, разгрузки перегруженного трансформатора путём снижения напряжения и отключения нагрузки.

Таким образом, основными назначениями автоматических устройств управления нормальными режимами являются автоматизация сложного технологического процесса пуска и включения в работу синхронных генераторов, обеспечение требуемого качества электроэнергии; повышение экономичности работы ЭЭС, предотвращение и устранение опасной перегрузки генераторов, трансформаторов и ЛЭП, чреватой возможностью возникновения и развития аварийного нарушения режима.