Автоматика билеты 15 16 17

Б-15.1 Улавливание момента синхронизма. Метод. Схема. Принцип действия

Для создания устройства улавливания момента синхронизма используют напр.скольжения Us. Это напряжение может быть получено следующим образом:

Us=2*U*sin(1/2(ωш- ωл)t)

Б-15.2 Разгрузка турбин

Общие сведения

Для целей ПАУ применяются кратковременная (КРТ) и/или длительная (ДРТ) разгрузки турбин. Импульсная разгрузка паровых турбин применяется для компенсации избыточной кинетической энергии роторов агрегатов на начальной стадии переходного процесса, вызванного аварийным возмущением. Интенсивность воздействия характеризуется глубиной и скоростью разгрузки. ДРТ (паровых и гидравлических турбин) используется для предотвращения нарушений устойчивости, ликвидации асинхронного режима, ограничения перегрузки оборудования или ограничения повышения частоты. Кратковременная или длительная разгрузки паровой турбины осуществляются с использованием быстродействующего или медленнодействующего входов ее системы регулирования.

ДРТ гидротурбин осуществляется агрегатными устройствами ограничения мощности под управлением станционных устройств – групповых регуляторов активной мощности (ГРАМ). Агрегатные устройства автоматически отрабатывают задания ГРАМ. Возможна реализация разгрузки ГЭС непосредственно через агрегатные устройства с заданием величины разгрузки на медленнодействующем входе ее системы регулирования через механизм изменения числа оборотов турбины (МИЧО). Ступени КРТ электростанции могут отличаться величиной (глубиной) и (или) длительностью разгрузки блока по активной мощности, а также числом разгружаемых агрегатов. ДРТ характеризуется величиной (глубиной) разгрузки. Ступени разгрузки могут отличаться величиной ограничения или количеством разгружаемых агрегатов. ДРТ осуществляется агрегатными устройствами ограничения мощности под управлением станционных устройств. Агрегатные устройства автоматически отрабатывают задания станционных устройств. Величина ДРТ ограничивается техническим минимумом агрегата.

При необходимости для повышения быстродействия ДРТ на паровых турбинах дополняется КРТ требуемой интенсивности.

Требования к управляющим воздействиям

4.3.2.1. Амплитуда и длительность прямоугольной части импульса КРТ должна максимально соответствовать результатам экспериментального определения зависимостей глубины разгрузки от параметров импульса (импульсной диаграммы).

4.3.2.2. Допускается КРТ с коррекцией в темпе процесса с подачей нескольких импульсов, длительность которых определяется в темпе процесса управления в зависимости от изменения режимных параметров, например скольжения S, скорости его изменения dS/dt и др.

4.3.2.3. При выборе состава агрегатов, участвующих в аварийной разгрузке, следует учитывать ожидаемую частоту и дозировку КРТ, обеспечивать участие агрегатов в ПАУ с учетом ресурса каждого агрегата.

4.3.2.4. Допускается применение агрегатных устройств ограничения мощности как содержащих контур регулирования с обратной связью по (отклонению) мощности агрегата, так и не содержащих такого контура.

Первые рекомендуются к применению, в первую очередь, из-за большей точности ограничения мощности.

4.3.2.5. Рекомендуется использовать автоматические станционные устройства распределения нагрузки.

С помощью станционного устройства производится распределение разгрузки по агрегатам (блокам) с учетом их регулировочного диапазона, распределения агрегатов в случае осуществления деления системы.

Допускается применение устройств с оперативным заданием распределения.

4.3.2.6. Если суммарный регулировочный диапазон электростанции при КРТ или ДРТ оказывается недостаточным, следует применять ОГ или дополнительно, или вместо ИРТ и ДРТ.

4.3.2.7. ДРТ паровой турбины должна сопровождаться соответствующей разгрузкой котла через систему автоматического регулирования.__

Б-16.1 Схема получения Us. Вывод формулы.

Uш=U*sin(ωшt)

Uл=U*sin(ωлt)

Us=Uш-Uл= U*sin(ωшt)-U*sin(ωлt)=2U*sin(1/2(ωш-ωл)t)*cos(1/2(ωш+ωл)t)

2U*sin(1/2(ωш-ωл)t) – можно рассмотреть как амплитуду гармонического колебания.

Для создания элементов синхронизма эта амплитуда представляет наибольший интерес. Для выделения амплитуды переменного напряжения необходимо произвести «выпрямление» и сглаживание, при этом выходное напряжение за выпрямителем будет пропорционально амплитуде приложенного напряжения. Принимая во внимание, что ωs=ωш-ωл, а ωs*t=δ получим Us=2U*sin(δ/2) т.е. Us – это функция угла δ. При δ=0 Us=0, значит есть возможность контроля прохождения через 0. Для этого нет необходимости непосредственно измерять угол, а достаточно контролировать момент, когда Us=0. Эту операцию можно выполнить при помощи реле, у которого возврат якоря происходит при нулевом напряжении.

Б-16.2 Отключение генераторов(ОГ)

Отключение генераторов применяется для предотвращения нарушений устойчивости, ликвидации асинхронного режима, ограничения повышения частоты, ограничения перегрузки оборудования и характеризуется текущим значением нагрузки отключаемых генераторов.

ОГ осуществляется отключением генераторных или блочных выключателей.

Требования к управляющим воздействиям

4.3.3.1. Отключаемые выключатели следует выбирать с учетом обеспечения достаточного быстродействия и надежности отключения, количества генераторов, отключаемых одним выключателем, схемы первичных соединений электростанции.

Напечатано с сайта ОАО «СО ЕЭС» www.so-ups.ru

20

4.3.3.2. При выборе вида УВ необходимо учитывать следующее:

• ОГ на ГЭС, ГАЭС предпочтительнее, чем на ТЭС.

• ОГ на ТЭС или АЭС целесообразно производить лишь после исчерпания возможностей по ДРТ или вместо ИРТ в случае ее неэффективности.

• ОГ на АЭС следует применять в последнюю очередь.

Небольшое снижение частоты, на несколько десятых Герца, не представляет опасности для системы электроснабжения, хотя и ухудшает экономические показатели. Снижение же частоты на величину более 2Гц представляет серьезную опасность и может привести к полному расстройству работы системы

электроснабжения, так как резко снижается производительность агрегатов собственных нужд станций.

Например, снижение частоты на 3 – 5 Гц приводит к уменьшению на 20-40% подачи воды в конденсатор циркуляционными насосами, а питательные насосы при таком снижении частоты почти полностью прекращают подачу воды в котел, что грозит полным остановом генераторов. Вследствие снижения производительности механизмом собственного расхода резко уменьшается располагаемая мощность ТЭС, особенно станций высокого давления, что ведет к дальнейшему снижению частоты в энергосистеме. Таким образом, происходит лавинообразный процесс «лавина частоты».Следует иметь в виду, что современные мощные паровые турбины не могут длительно работать при пониженной частоте, из-за опасности повреждения их рабочих лопаток.

Б-17.1 Опережение по углу. Принцип. Схема.

Постоянная опережения по углу может быть получена включением электромагнитного реле на напряжение Us и настройка его на напряжение срабатывания. Так как между Us и δ существует зависимость, то реле, настроенное на срабатывание при напряжении Uср. Будет работать при определенном значении угла контроля скольжения при АПВУС, а пост.опрежения по углу будет осуществляться следующим образом :

2 реле KV1 и KV2 включенные на напряжение Us настраиваются на Ucр1 и Uср2 соответсвенно. Тем самым эти реле фиксируют значения углов δ1 и δ2. С помощью реле времени KT задается контрольное время. Пуск реле времени осуществляется посредством реле KV1.

Б-17.1 Отключение нагрузки(ОН)

Отключение нагрузки применяется для ограничения снижения частоты и напряжения, предотвращения нарушений устойчивости, ликвидации асинхронного режима и ограничения перегрузки оборудования.

4.3.4.1. Учитывая, что ОН связано с прямым недоотпуском электроэнергии потребителям, возможна реализация автоматического повторного включения нагрузки с формированием запрета по режиму энергосистемы (в том числе, если АПВ нагрузки может стать причиной развития аварии) и по режиму энергоустановок потребителя.

4.3.4.2. Для обеспечения эффективности действия ПА необходимо поддерживать величину подключенной к ПА нагрузки в соответствии с заданием независимо от времени суток и проводить ее внеочередные замеры.

4.3.4.3. В районах электроснабжения с крупными синхронными двигателями рекомендуется осуществлять отключение СД, устойчивость которых может быть нарушена, на начальной стадии аварийного процесса, для предотвращения недопустимого снижения напряжения в энергосистеме при возникновении асинхронного режима СД.

Снижение частоты в энергосистеме сопровождается также снижением напряжения, что обусловлено снижением скорости вращения возбудителей, расположенных на одном валу с основными генераторами. Если регуляторы напряжения генераторов и синхронных компенсаторов не смогут поддержать напряжение, то может возникнуть лавинообразный процесс «лавина напряжения», так как снижение напряжения сопровождается увеличением потребления реактивной мощности, что также ведет к снижению напряжения. Аварийное снижение частоты протекает очень быстро, в течение нескольких секунд. Поэтому дежурный персонал не успевает принять каких-либо действенных мер. Поэтому ликвидацию аварийного режима выполняют устройства автоматики. Для предотвращения аварии должны быть мобилизованы все резервы активной мощности в системе. При отсутствии вращающего резерва, особенно в системах электроснабжения, единственно возможным способом восстановления частоты является отключение части наименее ответственных потребителей. Это и осуществляется с помощью специальных устройств, срабатывающих при опасном снижении частоты – автоматов частотной разгрузки (АЧР), которые производят отключение. При этом, однако, наносится народнохозяйственный ущерб, так как происходит частичное отключение потребителей. Однако этот способ широко используется в энергосистемах и системах электроснабжения, как средство предотвращения больших убытков из-за полного расстройства работы всей системы [3, 4, 8]. Устройства АЧР должны устанавливаться там, где возможно возникновение значительного дефицита активной мощности во всей энергосистеме или в отдельных ее районах. Мощность потребителей, отключаемых устройствами АЧР, должна быть достаточной для предотвращения снижения частоты, угрожающего нарушением работы механизмов собственного расхода электрических станций.