Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Организация противоаварийного управления в энергосистемах. Учебное пособие
.pdf
Значительные повышения напряжения (кратностью до 1,5U
ном
)
могут возникать в неполнофазных режимах вследствие резонансных
явлений на отключенной фазе ЛЭП с реактором при определенных
соотношениях мощности реактора и длины ЛЭП.
В узлах электрической сети 110 кВ и выше допустимые отклонения напряжения определяются параметрами установленного оборудования электрических станций и сетей с учетом допустимых эксплуатационных повышений напряжения промышленной частоты на
оборудовании (в соответствии с данными заводов-изготовителей),
требованиями по устойчивости параллельной работы генераторов,
частей синхронной зоны, устойчивости работы электродвигательной
нагрузки. Значения допустимых в условиях эксплуатации кратковременных повышений напряжения частотой 50 Гц для электрооборудования классов напряжения от 110 кВ и выше приведены в [2].
3.7.2. НАЗНАЧЕНИЕ И ДЕЙСТВИЕ АВТОМАТИКИ ОГРАНИЧЕНИЯ
ПОВЫШЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ
Автоматика ограничения повышения напряжения (АОПН) предназначена для предотвращения недопустимого по величине и длительности повышения напряжения на оборудовании объектов электроэнергетики [4, 5, 15].
В АОПН должен использоваться пусковой фактор повышения
напряжения. В качестве УВ для АОПН должны использоваться изменение эксплуатационного состояния СКРМ или отключение ЛЭП [4].
Устройства АОПН должны устанавливаться на всех ЛЭП 500 кВ и
выше длиной более 200 км. Необходимость и места установки устройств АОПН на ЛЭП 500 кВ меньшей длины, а также на ЛЭП 330 кВ
и ниже должны определяться проектными решениями. Устройства
АОПН должны устанавливаться с каждой стороны ЛЭП [4, 5, 15].
Устройства АОПН должны обеспечивать контроль в каждой фазе
величины и длительности повышения напряжения, величины и направления перетока реактивной мощности по ЛЭП, включенное/отключенное состояние выключателей ЛЭП, обеспечивать возможность контроля величины перетока активной мощности по ЛЭП [4, 15].
61
Первая ступень должна контролировать действующее значение
Допустимое повышение напряжения U (фаза – фаза), кВ, при длительности t
t
8 ч.
3 ч.
1 ч.
20
мин.
5
мин.
1
мин.
20
сек.
1 сек.
0,1
сек.
U, кВ
526–
538
539–
551
552–
564
565–
578
579–
604
605–
630
631–
656
657–
788
789–
830
Номер ступени АОПН
-
1 ступень
2 ступень
напряжения и действовать [15]:
– с первой и промежуточными выдержками времени на измене-
ние эксплуатационного состояния СКРМ;
– с последней выдержкой времени на отключение ЛЭП с двух
сторон с запретом трехфазного АПВ.
Вторая ступень должна действовать с минимальной выдержкой
времени на отключение ЛЭП с двух сторон с запретом трехфазного
автоматического повторного включения [4, 15].
Рассмотрим ориентировочный выбор уставок АОПН ВЛ 500 кВ
длиной 240 км на ПС 500 кВ, на которой установлен шинный шунтирующий реактор мощностью 180 Мвар.
Согласно допустимым кратностям перенапряжений [2], уставки
срабатывания первой ступени АОПН выбираются в диапазоне
(1,1–1,25)·U
(1,25–1,50)·U
, а уставки срабатывания второй ступени – в диапазоне
ном
.
ном
Соотношение настройки АОПН и превышений напряжения (применительно для силовых трансформаторов) приведены в табл. 3.2.
Таблица 3.2
Допустимые значения повышения линейного напряжения
для силовых трансформаторов 500 кВ и настройка АОПН ВЛ 500 кВ
Таким образом, в качестве уставок АОПН по уровню напряжения
выбраны: 580 кВ (1 ступень) и 650 кВ (2 ступень). Величина стока реактивной мощности по результатам расчетов принята равной
160/3 Мвар/фазу (исходя из соотношения, что на каждый 1 км ВЛ 500 кВ
генерируется 1 Мвар, и с учетом коэффициента запаса, равного 1,5).
62
С учетом отстройки от времени цикла АПВ ВЛ 500 кВ уставка по
Номер
ступени
Уставка
по напряжению,
кВ
Уставка
по реактивной
мощности,
Мвар
Выдержка
времени,
сек.
Действие автоматики
1.1
580/√3
165/3
6,0
На включение шунти-
рующего реактора
1.2
580/√3
165/3*
7,0
На отключение ЛЭП
с двух сторон
с запретом ТАПВ
2
650/√3
165/3*
0,1
времени 1 ступени на включение шинного шунтирующего реактора
составила 6 сек.
Отстройка по времени между действиями на включение шунтирующего реактора и отключение ЛЭП для обеспечения гарантированного включения реактора принимается равной 1 сек.
Уставка по времени 2 ступени выбрана минимально возможной –
0,1 сек.
Выбранные уставки АОПН ВЛ 500 кВ приведены в табл. 3.3.
Таблица 3.3
Уставки АОПН ВЛ 500 кВ
*– В схеме АОПН предусмотрена автоматическая шунтировка контроля «стока» реактивной мощности контактами ФОЛ для защиты оборудования холостого конца линии.
3.8. АВТОМАТИКА ОГРАНИЧЕНИЯ
ПЕРЕГРУЗКИ ОБОРУДОВАНИЯ (АОПО)
3.8.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ, НЕГАТИВНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ
ПЕРЕГРУЗКИ ЛЭП И ОБОРУДОВАНИЯ
Перегрузка ЛЭП, электросетевого оборудования (трансформаторов, автотрансформаторов) может возникнуть при потере генерирующей мощности, повышении потребляемой мощности при отсутствии резерва в дефицитной части энергосистемы, отключении отдельных ЛЭП (или иного электросетевого оборудования) и сохранении в работе шунтирующих связей.
63
Длительная перегрузка воздушных линий по току может привести к росту температуры провода выше аварийно допустимой по условию механической прочности (для алюминиевых и сталеалюминевых
проводов – 90 °С) и нарушению допустимых габаритов воздушных
линий до земли, препятствий и пересечений, что может, в свою очередь, привести к перекрытиям с последующим коротким замыканием
и отключением линии.
Перегрузка по току силовых трансформаторов, как и кабельных
линий, может привести, прежде всего, к снижению электрической
прочности изоляции и ее ускоренному старению, то есть повреждению оборудования.
3.8.2. НАЗНАЧЕНИЕ И ДЕЙСТВИЕ АВТОМАТИКИ ОГРАНИЧЕНИЯ
ПОВЫШЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ
Автоматика ограничения перегрузки оборудования (АОПО) предна-
значена для предотвращения недопустимой по величине и длительности
токовой нагрузки ЛЭП и электросетевого оборудования [4, 5, 15].
В АОПО должен использоваться пусковой фактор повышения
тока [4, 15]. В качестве УВ для АОПО должны использоваться [4, 15]:
– АЗГ в дефицитной части энергосистемы;
– ДРТ или КРТ с последующей ДРТ электрических станций в из-
быточной части энергосистемы;
– ОГ электрических станций в избыточной части энергосистемы;
– изменение режима работы и эксплуатационного состояния
управляемых элементов электрической сети (вставок и передач постоянного тока);
– изменение топологии электрической сети;
– ОН в дефицитной части энергосистемы;
– отключение защищаемого элемента с запретом АПВ.
При необходимости реализации разных УВ при разных направлениях перетока активной мощности АОПО должна выбирать УВ с
учетом направления перетока активной мощности по защищаемому
элементу сети.
64
В устройствах АОПО должно предусматриваться не менее трех
ступеней с контролем величины и длительности токовой нагрузки
защищаемого элемента. При этом для каждой ступени должна быть
предусмотрена возможность задания нескольких выдержек времени
на срабатывание [15].
АОПО должна устанавливаться на ЛЭП (электросетевом оборудовании), недопустимая по величине и длительности токовая нагрузка которых возможна в нормальных (ремонтных) схемах, а также в
послеаварийных режимах после нормативных возмущений. При невозможности использования в АОПО непосредственного замера токовой нагрузки защищаемого элемента и использовании при настройке АОПО токовой нагрузки смежных ЛЭП (электросетевого
оборудования) значения уставок по току должны определяться с учетом характерных отборов активной и реактивной мощности на промежуточных объектах электроэнергетики. При настройке АОПО для
ЛЭП с отпайками значения уставок по току должны определяться с
учетом характерных отборов активной и реактивной мощности на отпаечных подстанциях.
При необходимости в устройствах АОПО осуществляется контроль топологии электрической сети (состояние отдельных ЛЭП или
трансформаторов).
Для ЛЭП и электросетевого оборудования, допустимые токовые
нагрузки которых зависят от температуры наружного воздуха и которые расположены в энергорайонах, характеризующихся неравномерностью изменения температуры наружного воздуха в течение года,
должны быть заданы сезонные настройки АОПО.
Применение АОПО с сезонными настройками («зима»/«лето»/
«межсезонье») может приводить:
– к избыточным УВ в ситуациях, характеризующихся температу-
рой окружающего воздуха ниже температуры, для которой выбраны
уставки АОПО по току;
– к возможному отсутствию необходимого противоаварийного
управления в ситуациях, характеризующихся температурой окру-
65
жающего воздуха выше температуры, для которой выбраны уставки
Направление
контроля
перетока
Номер
ступени
Уставка
срабатывания, А
Выдержка
времени,
сек.
Действие
Лето
Зима
От шин 220 кВ
ГЭС
1
550
702 6 Сигнал
2
611
780
13
ОГ-500
3
611
780
20
Отключение ВЛ
АОПО по току.
Исключение указанных недостатков стандартной АОПО с сезонными уставками достигается путем использования в АОПО замера
температуры наружного воздуха. При этом термодатчики, замеры
температуры с которых используются в АОПО, должны быть размещены в будке Селянинова с обязательным учетом требований по ее
размещению [14].
Для примера рассмотрим настройку устройства АОПО ВЛ 220 кВ,
являющегося линией выдачи мощности ГЭС. Помимо двух обязательных ступеней (сигнал и отключение), в устройстве выполнена промежуточная ступень на разгрузку ГЭС в объеме 500 МВт (ОГ-500). Также
учитывается направление перетока активной мощности – от шин 220
кВ ГЭС. Уставка по току ступени на сигнал выбрана по длительно допустимому току линии – 550 А и 702 А соответственно для температуры наружного воздуха: +30 °С (летняя уставка); +5 °С (зимняя уставка).
Ступени на разгрузку Саратовской ГЭС и отключение линии выбраны
исходя из аварийно допустимого тока линии – 611 А и 780 А. Изменение уставок производится оперативно (устройство выполнено на электромеханической элементной базе). Уставки по времени ступеней АОПО выбраны с учетом отстройки от времени работы релейной защиты и
цикла АПВ влияющих ЛЭП 500 кВ.
Выбранные уставки АОПО ВЛ 220 кВ приведены в табл. 3.4.
Таблица 3.4
Уставки АОПО ВЛ 220 кВ
66
3.9. УСТРОЙСТВА ПЕРЕДАЧИ АВАРИЙНЫХ СИГНАЛОВ
И КОМАНД (УПАСК)
Устройства передачи аварийных сигналов и команд (УПАСК)
предназначены для приема (передачи) команд релейной защиты (телеотключение, телеускорение), команд и сигналов противоаварийной
автоматики (отключение генерации – ОГ, отключение нагрузки – ОН,
загрузка станции – АЗГ, фиксация отключения ЛЭП – ФОЛ и др.) по
высокочастотным каналам, организованным по линиям электропередачи, и по волоконно-оптическим и кабельным линиям связи.
Для передачи аварийных сигналов и команд противоаварийной
автоматики между объектами электроэнергетики и устройствами
(комплексами) противоаварийной автоматики должны предусматриваться два независимых канала связи с дублированным режимом передачи информации.
Время передачи аварийных сигналов и команд ПА от момента
поступления сигнала на вход аппаратуры для передачи сигналов и
команд РЗА (без учета программной задержки на ее дискретном входе) до срабатывания выходного реле на приемнике [15]:
1) по каналам связи, организованным по волоконно-оптическим,
кабельным или радиорелейным линиям связи, – не более 25 мс;
2) по каналам связи, организованным по каналам высокочастот-
ной связи на одной ЛЭП, при:
– одночастотном кодировании – не более 25 мс;
– двухчастотном кодировании – не более 50 мс.
Устройства и комплексы противоаварийной автоматики должны
обеспечивать автоматический контроль исправности используемых
каналов связи.
В качестве аппаратуры УПАСК широко применяются устройства
типа ВЧТО-М, АНКА-АВПА, АНКА-ETL, АНКА кабельная, АКПА,
ETL, УПК-Ц, ЕТ8.
Аппаратура ВЧТО-М состоит из передающего и приемного полукомплектов, питающих их устройств (инверторов) и позволяет пере-
67
давать последовательно во времени до 5 команд. Каждый полукомплект ВЧТО-М содержит в одном корпусе низкочастотную и высокочастотную части.
Аппаратура АНКА-АВПА, АНКА-ETL, АНКА кабельная состоит
из передающего и приемного полукомплектов, питающих их устройств (инверторов) и позволяет передавать последовательно во времени до 14 команд.
Каждый полукомплект АНКА-АВПА, АНКА-ETL состоит из
двух блоков:
АНКА – аппаратура низкочастотная каналов автоматики;
АВПА (ETL) – аппаратура высокочастотная противоаварийной
автоматики (связи и телемеханики).
Аппаратура АНКА кабельная используется без высокочастотных
блоков АВПА. Передача команд релейной защиты и противоаварийной
автоматики осуществляется по кабельным линиям связи в тональном
спектре частот без преобразования их в высокочастотный сигнал.
Аппаратура АКПА состоит из передающего и приемного полукомплектов и позволяет передавать последовательно во времени до
14 команд. Каждый полукомплект АКПА содержит в одном корпусе
низкочастотную и высокочастотную части, блок питания. АКПА аналогична аппаратуре АНКА-АВПА по числу команд, времени передачи, диапазону рабочих частот, по принципу действия.
Аппаратура ETL состоит из передающего и приемного полукомплектов и позволяет передавать последовательно во времени до
24 команд.
Аппаратура УПК-Ц (устройство передачи команд – цифровое)
состоит из передающего и приемного полукомплектов и позволяет
передавать последовательно во времени до 32 команд. Каждый полукомплект УПК-Ц содержит микропроцессорный терминал, выполняющий функции низкочастотной и высокочастотной части (прием
высокочастотного сигнала и преобразование его в дискретные управляющие сигналы-команды релейной защиты и противоаварийной автоматики, передачу управляющих сигналов-команд, сформированных
68
устройствами релейной защиты и противоаварийной автоматики,
преобразованных в высокочастотный сигнал).
Аппаратура ET8 состоит из передающего и приемного полукомплектов и позволяет передавать последовательно во времени до
28 команд. Каждый полукомплект ET8 содержит микропроцессорный
терминал, выполняющий функции связи и телемеханики, приема (передачи) команд релейной защиты, сигналов и команд противоаварийной автоматики.
69
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Цели противоаварийного управления.
2. Какие устройства относятся к противоаварийной автоматике?
3. Перечислите функции автоматического противоаварийного управления.
4. Какие существуют управляющие воздействия противоаварийной автоматики?
5. Выполнение каких функций должен обеспечивать ПТК верхнего уровня
ЦСПА в циклическом режиме?
6. Максимальная длительность расчетного цикла ЦСПА.
7. Выполнение каких функций должны обеспечивать устройства ЛАПНУ в со-
ставе ЦСПА?
8. Назначение автоматики разгрузки при отключении ЛЭП, сетевого и генери-
рующего оборудования. Применяемые УВ для АРО СГО.
9. Назначение автоматики разгрузки при перегрузке по мощности. Применяе-
мые УВ для АРПМ.
10. Назначение автоматики разгрузки при коротких замыканиях. Применяемые
УВ для АРКЗ.
11. Причины нарушения синхронной работы отдельных частей энергосистемы
и возникновения асинхронного режима.
12. Основные признаки асинхронного режима.
13. Способы ликвидации асинхронного режима.
14. С учётом каких факторов выбираются сечения деления сети?
15. Назначение устройств автоматики ликвидации асинхронного режима.
16. Назовите основные виды устройств АЛАР.
17. Виды регулирования частоты.
18. Негативные последствия снижения частоты в энергосистеме.
19. Что такое лавина частоты и какими процессами она обусловлена?
20. Назначение и классификация автоматики ограничения снижения частоты.
21. Назначение автоматического частотного ввода резерва. Где устанавливается
данная противоаварийная автоматика?
22. Назначение автоматической частотной разгрузки.
23. На какие устройства функционально подразделяются устройства АЧР?
24. Назначение дополнительной автоматической разгрузки, факторы пуска.
25. Назначение частотной делительной автоматики.
26. Назначение и действие автоматики ограничения повышения частоты.
27. Негативные последствия снижения напряжения в энергосистеме.
28. Что такое лавина напряжения и какими процессами она обусловлена?
70
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]