книги из ГПНТБ / Поспелов, Г. Е. Энергетические системы учеб. пособие

шая из строя генерирующая мощность (точка д), то частота повысится, но до номинальной не восстановится (точка е)

истанет равной /2.

этом А Ч Р II предотвращает «зависание» частоты. От А Ч Р II

70

потребители будут также отключаться при медленном увели­ чении дефицита мощности при развитии аварии.

Изменение частоты во времени при возникновении дефи­ цита активной мощности и действии А Ч Р показано на рис.

исходит отключение некоторой части потребителей. Если при этом еще сохранился некоторый дефицит мощности, то будет происходить дальнейшее снижение частоты, но уже по более плавной кривой 1—2. В точке 2 при частоте /2 про­ исходит дополнительное отключение потребителей от 2-й очереди А Ч Р I. При достаточно отключенной нагрузке мощ­ ность генераторов превысит мощности потребителей, и час­ тота будет повышаться (кривая 2—3). При уравновешива­ нии генерирующей и потребляемой мощностей частота мо­

Для быстрого включения потребителей после восстанов­ ления частоты применяют автоматическое повторное вклю­

игода.

Вобъединенных энергосистемах по межсистемным ли­ ниям возможна передача мощности, составляющей 50% и более мощности отдельной (местной) энергосистемы (рис. 3.18). В этих условиях для поддержания частоты в местной энергосистеме (МЭС) при аварийном отключении межсистем-

71

мой. В то же время при возникновении дефицита мощности вцелом по объединенной энергосистеме отключение всех потребителей, подключенных под А Ч Р в местной системе, нецелесообразно, так как в первую очередь должны быть отключены малоответственные потребители во всей объеди­ ненной системе.

Рис. 3.19. Характеристика ско­ рости изменения частоты.

крез > 1

Г Избирательное действие А Ч Р с учетом возникновения величины и места дефицита мощности осуществляется путем учета скорости изменения частоты. Из-за меньшей 'инерции в местной энергосистеме скорость изменения частоты все­ гда больше, чем в объединенной системе (рис. 3.19). Д р у ­ гими словами, изменение частоты происходит тем быстрее, чем больше дефицит мощности. Поэтому при выпадении одной и той же мощности в местной и объединенной систе­ мах скорость изменения частоты будет выше в местной энер­ госистеме. Таким образом, для выравнивания частоты при отключении межсистемной линии в местной энергосистеме,

72

кроме устройств АЧРоэс, выполняемых по условию работы объединенной системы, необходимо устройство АЧРмэс, реагирующее на величину частоты и скорость ее изме­ нения.

При отключении сильно нагруженной межсистемной линии из-за неустойчивого короткого замыкания и успешном автоматическом повторном включении ее с одного конца возникает дефицит мощности в системе I I и резерв мощ­ ности в системе I (рис. 3.20). Для включения их на парал­ лельную работу необходимо выровнять частоты, после чего провести синхронизацию. В энергосистеме / производят

системе / допустимо снижение частоты до частоты системы I I . После синхронизации путем использования резервов мощ­

ного отключения потребителей.

3.11. Особенности регулирования частоты в объединенных энергосистемах

В объединенных энергосистемах при регулировании час­ тоты возникает ряд особенностей, которые обусловлены наличием межсистемных связей и большой мощностью объ­ единения. Если межсистемные линии имеют значительную пропускную способность, то объединение нескольких систем фактически является одной системой, и отличий, харак­ терных для межсистемных линий, нет. Однако в большин­ стве случаев межсистемные линии электропередачи имеют ограниченную пропускную способность либо при большой пропускной способности предназначены для передачи боль­ ших потоков мощностей из одной системы в другую. Такой режим работы обычно диктуется экономическими сообра­ жениями, когда осуществляется транзит дешевой энергии от ГЭС или от экономичной ТЭС.

В процессе регулирования частоты изменяются потоки активной мощности по межсистемным линиям и может на­

7 3

ступить их перегрузка. Поясним причины возможной пере­

Р

Рис. 3.22. Изменение мощности генераторов системы при раз­ личной крутизне частотных ха­ рактеристик.

Рис. 3.23. Изменение нагрузки потребителей системы при раз­ личной крутизне частотных хахарактеристик.

f„ до /у в процессе первичного регулирования мощность стан­ ций энергосистемы / увеличится на А Р ъ а мощность

74

станций системы I I — на А Р 2, причем А Р х > А Р 2. При этом поток мощности по межснстемной линии увеличится, что может привести к ее перегрузке.

Перегрузка межсистемных линий может произойти так­ же из-за различной крутизны статических частотных харак­ теристик нагрузки отдельных систем. Так, если крутизна ха­

ка незначительно. В послеаварийных режимах, когда про­ исходит значительное снижение частоты, непропорциональ­ ное изменение нагрузки потребителей отдельных систем мо­ жет привести к перегрузке межсистемных линий н их от­ ключению, что разовьет аварию.

Во избежание неприятностей, связанных с перегрузкой межсистемных линий, в процессе регулирования частоты осуществляют контроль за перетоками мощности по линиям.

В объединенных международных энергосистемах на меж­ системных линиях электропередачи задаются графики об­ менных потоков мощности в соответствии с интересами каж­ дой страны. Регулирование частоты поручается энерго­ системе одной из стран, входящих в объединение. Другие энергосистемы изменяют мощности своих станций так, что­ бы выдерживать заданные перетоки по межсистемным ли­ ниям.

При аварийных отключениях межсистемных линий воз­ можны снижения частоты в одной или нескольких энерго­ системах, в то время как в целом по объединенной системе имеется достаточный резерв мощности. Для регулирования частоты в таких послеаварийных режимах применяют ус­ тройства А Ч Р , настроенные на возможный дефицит мощ­ ности в отдельной энергосистеме, и другие мероприятия, описанные выше, в § 3.10.

Существенная особенность при регулировании частоты возникает в объединенных энергосистемах, содержащих электропередачи постоянного тока. При связи двух систем линией передачи постоянного тока (рис. 3.24) регулирова­ ние частоты в них осуществляется раздельно. При такой схеме объединения энергосистемы могут работать с различ­ ной частотой. В отличие от передач переменного тока здесь

75

поток мощности по межсистемной линии не зависит от за­ грузки станций и нагрузки потребителей отдельных си­ стем. Величина этого потока определяется только режимом работы преобразовательной и инверторной подстанций.

р

Рис. 3.24. Схема объединения энергосистем при помощи пере­ дачи постоянного тока.

Мощность, передаваемая по линии постоянного тока, ре­ гулируется диспетчером в соответствии с экономичной за­ грузкой отдельных станций.

Отклонение частоты в одной из энергосистем может про­ изойти в том случае, если исчерпаны регулировочные воз­

системы •связаны электропередачей постоянного тока, по сравнению со случаем, когда связь осуществляется линией переменного тока.

Поясним это, рассмотрев статические характеристики нагрузки по частоте, выраженные в абсолютных единицах (рис. 3.25). При одной и той же крутизне характеристик на­ клон характеристики нагрузки объединенной энергосисте­ мы Р 0эс будет больше наклона характеристики каждой из объединяемых систем Рэе. Тогда очевидно, что при отсут­ ствии резерва мощности и выпадении одной и той же гене­

76

не статических характеристик нагрузки в обоих случаях

в одной из энергосистем может быть применено автомати-

Рис. 3.25. Статические характе­ ристики нагрузки энергосистем, выраженные в абсолютных еди­ ницах.

Рис. 3.26. Схема объедине­ ния энергосистем передача­ ми постоянного и перемен­ ного тока.

ческое или телемеханизированное управление потоками мощности по межсистемной линии электропередачи постоян­ ного тока.

По мере развития объединенных энергосистем возмож­ ны связи отдельных систем одновременно линиями электро­ передачи постоянного и переменного тока (рис. 3.26). Здесь поток мощности Р г устанавливается исходя из экономичес­ ких соображений и определяется открытием вентилей пре­ образовательных подстанций. Он не зависит от частоты в объединенной системе, нагрузки станций и потребителей.

77

Гл а в а 4. РЕГУЛ И РО ВА Н И Е Н А П РЯ Ж ЕН И Я

ВЭН ЕРГО СИ СТЕМ АХ

4.1.Влияние напряжения па технико-экономические показатели элементов энергосистемы

Качество напряжения в энергосистемах характеризу­ ется отклонениями, колебаниями, несимметрией напряжения и несинусоидальностыо формы кривой напряжения. В нор­ мальных режимах работы энергосистемы колебания на­ пряжения обычно проявляются только в местных сетях. Они зависят от режима работы и параметров электро­ приемников и местных сетей. Остальные параметры на­ пряжения существенно зависят также от режима и параметров районных сетей напряжением ПО—750 кв.

Отклонения напряжения возникают в результате паде­ ния напряжения в элементах электрической сети при

изменяются технико-экономические показатели электро­

к изменению производительности механизмов, которые приводятся в движение двигателями, что в свою очередь может оказывать влияние на производительность техноло­ гического процесса. Исследования показывают, что повы­ шение напряжения на 1% вблизи номинального напряже­ ния может приводить к повышению производительности автоматизированной поточной линии на 0,05%. От величи­ ны напряжения, подведенного к асинхронному двигателю,

79