При отключении линии 12 (рис. 3.17,г)

МВА;

МВА

кВ.

кВ

кВ

кВ

кВ

Наибольшая потеря напряжения в послеаварийном режиме имеет место при отключении линии 12, т. е. кВ, .

Вопросы для самопроверки

1. Чем различаются расчеты режимов разомкнутой ли­- нии при представлении нагрузок токами и полными мощ­- ностями?

2. В чем состоит различие между падением и потерей напряжения? Проиллюстрируйте это различие с помощью векторной диаграммы напряжений.

3. Чем различаются продольная и поперечная состав­- ляющие падения напряжения и как они выражаются через потоки мощности в линии?

4. Как построить векторную диаграмму напряжении для линии 110 кВ с тремя нагрузками вдоль нее?

5. Как рассчитать в два этапа режим линии из двух участков при заданном напряжении в начале первого участка?

6. Как рассчитать напряжение на стороне НН под­- станции?

7. Как рассчитывают режим электрических сетей двух номинальных напряжений?

8. Какие допущения применяют при расчете распредели- тельных сетей?

9. Как определить наибольшую потерю напряжения в сети?

10. Каково соотношение между потерями мощности и напряжения в линии с равномерно распределенной на­- грузкой и с такой же суммарной нагрузкой в конце той же линии?

11. Какая разница в расчете распределения мощностей в линии с двухсторонним питанием без учета и с учетом потерь мощности?

12. Как определить наибольшую потерю напряжения в линии с двухсторонним питанием в нормальном и после- аварийном режимах?

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ

РАБОЧИЕ РЕЖИМЫ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

4.1. Баланс активной мощности и его связь с частотой

Особенность электроэнергетических систем состоит в практически мгновенной передаче энергии от источников к потребителям и невозможности накапливания вырабо­- танной электроэнергии в заметных количествах. Эти свой­- ства определяют одновременность процесса выработки и по- требления электроэнергии.

В каждый момент времени в установившемся режиме системы ее электрические станции должны вырабатывать мощность, равную мощности потребителей, и покрывать по- тери в сети — должен соблюдаться баланс вырабатываемой и потребляемой мощностей:

, (4.1)

где — генерируемая активная мощность станции (за вычетом мощности, расходуемой на собственные нужды); — суммарное потребление активной мощности; — суммарная активная мощность нагрузки потребителей; — суммарные потери активной мощности.

При неизменном составе нагрузок системы потребляе­- мая ими мощность связана с частотой переменного тока. При нарушении исходного баланса частота принимает но­- вое значение. Снижение генерируемой активной мощности приводит к уменьшению частоты, ее возрастание обуслов- ливает рост частоты. Иными словами, при < часто- та понижается, при >частота растет. Это станет понятным, если представить систему, состоящую из одного генератора и двигателя, вращающихся с одинаковой час­- тотой. Как только мощность генератора начнет убывать, частота понизится. Справедливо и обратное. Аналогично и в электрической системе, например при > турби- ны начинают разгоняться и вращаться быстрее, f растет.

Причинами нарушения баланса мощности могут быть: а) аварийное отключение генератора; б) неожиданный (не­- плановый, не предусмотренный расчетами) рост потребле­- ния мощности, например увеличение потребления мощно­- сти электронагревателями в результате сильного снижения температуры: в) аварийное отключение линий или транс­- форматоров связи.

Для пояснения последней причины рассмотрим систему из двух частей, соединенных линией связи. При связанной работе обеих частей соблюдается баланс мощности:

+=+.

Однако в первой части системы генерация больше по­- требления: >, а во второй, наоборот, < <. Если линия связи аварийно выйдет из строя, обе части системы будут работать изолированно и баланс Р в каждой из них нарушится. В первой частота возрастет, во второй понизится.

Частота в системе оценивается по показателю отклоне­- ния частоты (ГОСТ 13109-87).

Отклонение частоты — это отличие ее фактического значения f от номинального в данный момент времени, выраженное в герцах или процентах:

= ; (4.2)

. (4.3)

Отклонение частоты допускается: нормальное—в пре­- делах ±0,2 Гц и максимальное — в пределах ±0,4 Гц.

Приведенные кормы отклонений частоты относятся к нормальному режиму работы энергосистемы и не распро- страняются на послеаварийные режимы.

В послеаварийных режимах работы электрической сети допускается отклонение частоты от плюс 0,5 Гц до минус 1 Гц общей продолжительностью за год не более 90 ч.

К поддержанию частоты в электрических системах предъявляются повышенные требования, так как следстви­- ем больших отклонений могут являться выход из строя обо­- рудования станций, понижение производительности двига­- телей, нарушение технологического процесса и брак про­- дукции.

Превышение над , приводящее к росту часто­- ты, можно ликвидировать, уменьшая мощность генераторов или отключая часть из них. Понижение частоты из-за пре­- вышения над требует мобилизации резерва мощ­- ности или автоматической частотной разгрузки (АЧР). В противном случае понижение частоты может привести не только к браку продукции у потребителей, но и к повреж­- дению оборудования станций и развалу системы.

Во всех режимах должен быть определенный резерв мощности, реализуемый при соответствующем росте нагру- зок. Резерв может быть горячим (генераторы загружаются до мощности меньше номинальной и очень быстро набира­- ют нагрузку при внезапном нарушении баланса Р) и хо­- лодным, для ввода которого нужен длительный промежу­- ток времени,

Суммарный необходимый резерв мощности энергосисте­- мы складывается из следующих видов резерва: нагрузочно- го, ремонтного, аварийного и народнохозяйственного. На­- грузочный резерв служит для покрытий случайных колеба­- ний и непредвиденного увеличения нагрузки сверх учтенной в балансе регулярного максимума нагрузки. Ремонтный ре- зерв должен обеспечивать возможность проведения необ­- ходимого планово-предупредительного (текущего и капи­- тального) ремонта оборудования электростанций. Аварий­- ный резерв предназначен для замены агрегатов, выбывших из работы в результате аварии. Народнохозяйственный ре­- зерв служит для покрытия возможного превышения элек­- тропотребления против планируемого уровня.

Кроме резерва мощности на электростанциях системы необходим резерв по энергии. На ТЭС должен быть обес­- печен соответствующий запас топлива, а на ГЭС—запас воды. Если резерв станций исчерпан, а частота в системе не достигла номинального значения, то в действие вступа­- ют устройства АЧР, которые предназначены для быстрого восстановления баланса мощности при ее дефиците путем отключения части менее ответственных потребителей. Все потребители электрической энергии по надежности их элек­- троснабжения делятся на три основные категории. В пер­- вую очередь АЧР отключает потребителей третьей катего­- рии (см. § 6.4). Для них допускаются перерывы электро­- снабжения на время, необходимое для ремонта или замены поврежденного элемента сети, но не более одних суток. В последнюю очередь отключаются наиболее ответственные потребители.

Автоматическая частотная разгрузка—дискретная си­- стема регулирования, отключающая потребителей ступе­- нями (или очередями). При снижении частоты на величину срабатывает реле частоты, входящее в состав устройст- ва АЧР, и отключает часть потребителей с мощностью . Система АЧР состоит из комплектов автоматики, установ­- ленных на энергетических объектах. В каждом комплекте реле частоты имеет свою уставку по частоте, при которой оно срабатывает и отключает часть линий, питающих по­- требителей; АЧР отключает потребителей так, чтобы час­- тота не снизилась ниже предельно допустимой по условиям работы технологического оборудования электростанций ве- личины 46 Гц.