Основные книги / Релейная защита в пдф

Рис. 7.3. Работа АЧР в отделившейся части энергосистемы

Таким образом, система АЧР имеет две составляющие, которые называются АЧР1 и АЧР2. Основная задача АЧР1 – предотвратить недопустимое снижение частоты, а задача АЧР2 – восстановить частоту до уровня, при котором энергосистема может работать достаточно долго для последующего корректирования режима диспетчерскими средствами.

В рассмотренном примере (рис. 7.3,а) сначала последовательно срабатывают очереди АЧР1, а затем очереди АЧР2. При ином, менее интенсивном процессе снижения частоты срабатывание очередей АЧР1 и АЧР2 может перемежаться (рис. 7.3,б). Принципиально возможны и такие процессы, при которых действует только АЧР2.

АЧР играет важнейшую роль в обеспечении живучести систем электроснабжения, так как предотвращает одно из наиболее опасных явлений – «лавину частоты», возникающую при снижении частоты до некоторого критического значения. Эту опасную границу можно характеризовать зависимостью минимального значения частоты от длительности существования fmin(t), определяющей предельные условия обеспечения собственных нужд агрегатов электростанций (рис. 7.4).

Однако эта граница может быть различной для энергосистем с различными типами электростанций, и, кроме того, её определение представляет существенные трудности. Поэтому принимается некоторое предельное значение fmin, ниже которого частота не должна опускаться ни при каких обстоятельствах. Нормативными документами установлено значение fmin = 45 Гц.

131

Рис. 7.4. Снижение частоты в системах электроснабжения 1 – авария без действия АЧР; 21 – при действии АЧР; 32 – граница допустимой зоны

Для обеспечения этого условия должна быть достигнута такая суммарная мощность отключаемых АЧР1 потребителей, при которой частота не снижается до fmin при любых возможных дефицитах мощности. С некоторым запасом эта мощность принимается на уровне РАЧР1 = 1,05ΔРр max, где Рр max – максимальный расчётный дефицит мощности для данной энергосистемы.

Мощность РАЧР2 принимается по условию РАЧР2 ≥ 0,4РАЧР1. Такое соотношение, принятое на основе эксплуатационного опыта, объясняется необходимостью учёта дополнительных факторов, в частности возможности отключения некоторых энергоблоков.

Наряду с определением суммарной мощности потребителей, подводимых по действие устройств АЧР1 и АЧР2, важное значение имеют размещение этих устройств и распределение между ними потребителей. Необходимо таким образом сформировать комплекты очередей АЧР, чтобы обеспечивалась автономная работа АЧР в каждой из частей энергосистемы, которая может отделиться с дефицитом мощности, и при этом мощность подведенных под АЧР потребителей в каждой такой части должна соответствовать расчётным значениям.

7.3. Организация управления системой электроснабжения

Система управления в энергетике характеризуется следующими фактора-

ми:

-усилением концентрации и централизации функций управления;

-усложнением системы управления;

-информационной перегруженностью системы управления;

132

- противоречием между высоким уровнем механизации и автоматизации основных производственных процессов и низким уровнем механизации и автоматизации управленческого труда.

Отсюда возникает задача совершенствования системы управления в энергетике, которая решается путем создания автоматизированных систем управления (АСУ) и автоматизированных систем управления технологическим процессом (АСУТП). Они представляют собой комплексы программных и технических средств, предназначенных для автоматизированного управления технологическими процессами выработки, распределения и потребления электроэнергии. Учитывая протяженность энергосистем, эти системы невозможно реализовать без широкого применения телемеханизации, то есть сбора большого количества информации от удалённых объектов и передачи управляющих сигналов на эти объекты.

Телемеханизацию и автоматизацию целесообразно осуществлять комплексно для управления всеми видами энергохозяйства предприятия: электроснабжением, газоснабжением, теплоснабжением, водоснабжением, а также для управления освещением территории.

Телемеханизацию следует применять в случаях, когда она часто и эффективно используется и дает возможность существенно улучшить ведение режима электроснабжения, ускорить ликвидацию аварий и других нарушений, установить контроль за поддержанием нормальных электрических параметров (уровень напряжения, нагрузки и т. д.), уменьшить количество обслуживающего персонала.

В объем телемеханизации входят телеуправление, телесигнализация и телеизмерение.

Телеуправление (ТУ) обычно предусматривается только для тех элементов электроснабжения, которые необходимы для быстрого восстановления режима или для переключений, например для управления выключателями на питающих линиях и линиях связи между подстанциями при отсутствии АВР или при необходимости частых оперативных переключений выключателями понизительных трансформаторов и т. п.

133

Основу АСУТП составляет программно-технический комплекс (ПТК), работающий в режиме реального времени. В составе АСУТП он выполняет:

-сбор и централизацию данных,

-наглядное отображение полученной информации,

-подготовку и передачу информации серверу баз данных,

-контроль функционирования промышленных контроллеров.

Вопросы построения систем диспетчерского управления и основные понятия информационной техники (несущий процесс, виды модуляции и т. п.) достаточно подробно освещены в п. 1.6.8 конспекта УМК «Электроэнергетика. Часть 2».

Заключение

Сегодня на смену традиционным релейным защитам на электромеханической элементной базе всё активнее приходят современные цифровые устройства, сочетающие в себе функции защиты, автоматики, управления и сигнализации. Использование цифровых терминалов дает возможность повысить чувствительность защит и значительно уменьшить время их срабатывания, что в совокупности с высокой надежностью позволяет существенно снизить величину ущерба от перерывов в электроснабжении.

Кроме того, появляется возможность построения автоматизированной системы управления технологическим процессом подстанций на базе этих терминалов и интегрирования ее с АСУ ТП верхнего уровня. На основании этого можно говорить о перспективности перехода к использованию цифровых терминалов в качестве основных устройств релейной защиты и автоматики электрических сетей.

Однако не все так радужно на горизонте цифровых устройств релейной защиты и автоматики. Обратимся, в частности, к фактору надежности защиты. Исследования, выполненные отделом Israel Electric Corporation, привели к выводу о том, что надежность микропроцессорных реле ниже, чем электромеханических и полупроводниковых статических реле. Компоненты микропроцессорных реле выходят из строя чаще, чем элементы реле других видов. При этом отмечается, что имеющийся в сложных микропроцессорных реле внутренний мониторинг исправ-

134

ности не спасает дело, так как, во-первых, это мониторинг только основных режимов крупных функциональных блоков, а не исправности элементов, а во-вторых, информация о выходе из строя какого-то блока реле поступает к персоналу уже после того, как состоялся отказ реле. То есть наличие такой внутренней самодиагностики не увеличивает надежность реле.

У цифровых защит есть и другие недостатки. Но дело не в этом. Главное для студента получить базовые знания в области релейной защиты и автоматики, а затем, став специалистом, самому определять направление развития этой области электроэнергетики.

3.3. Глоссарий (краткий словарь терминов)

135

136

3.4. Учебники и учебные пособия

Литература, указанная в библиографическом списке, имеется в библиотеке и читальном зале СЗТУ. Кроме того, учебные материалы в электронном виде находятся на сервере поддержки дистанционного обучения СЗТУ.

Адрес сайта http://elib.nwpi.ru.

Доступ к электронным документам библиотеки предоставляется только в авторизованном режиме. Студенты СЗТУ могут БЕСПЛАТНО получить пароль для авторизации в читальном зале или медиатеке УИЦ.

Иногородние студенты могут узнать свой пароль, отослав письмо с ФИО, номером паспорта и номером зачётной книжки по электронному адресу e-delivery_nwpi@mail.ru

3.5. Технические средства обеспечения дисциплины

При чтении лекций используются слайды, разработанные в среде Microsoft Office PowerPoint.

При выполнении лабораторных работ используются:

-программно-логическая модель микропроцессорного терминала защиты

иавтоматики присоединений 6-35 кВ ТЭМП 2501-11 (деловая игра);

-виртуальная модель централизованного АПВ и АВР подземной части системы электроснабжения угольной шахты (деловая игра);

-микропроцессорный терминал защиты и автоматики присоединений 6-35 кВ ТЭМП 2501-11 промышленного изготовления;

-модель присоединения 6-35 кВ, реализованная на базе блока нагрузки для проверки релейных защит К514;

-шкаф КРУ серии С-410 производства «АВС Электротехника».

137

3.6. Методические указания к выполнению лабораторных работ

Общие указания

В процессе изучения дисциплины студенты должны выполнить лабораторные работы, основной целью которых является закрепление теоретического материала по курсу.

Студенты очно-заочной формы обучения выполняют шесть работ, студенты заочной формы обучения – четыре работы.

До выполнения лабораторных работ студенты должны прослушать лекции по темам 1.2 и 2.1 или самостоятельно проработать теоретический материал. Перед каждым занятием необходимо ознакомиться с целью, теоретическими положениями, заданием и порядком выполнения работы. Студенты, обучающиеся с применением ДОТ, выполняют лабораторные работы на учебном сайте СЗТУ.

Лабораторные работы проводятся в дисплейных классах университета и лабораториях кафедры электроснабжения и представляют собой виртуальное (деловые игры) и физическое моделирование работы релейной защиты и автоматики в системах электроснабжения различных объектов.

После выполнения всех лабораторных работ каждый студент должен оформить отчет. На титульном листе отчета указываются название дисциплины, номера и названия лабораторных работ, фамилия, инициалы и шифр студента. Текст отчета должен быть изложен аккуратно, с обязательным приведением цели работы, исходных данных, схем, единиц измерения физических величин, распечаток результатов расчетов. При оформлении отчета оставляются поля шириной 3-4 см для замечаний преподавателя.

К экзамену по дисциплине допускаются студенты, в полном объеме выполнившие лабораторные работы, оформившие и защитившие отчеты.

138

Работа №1. Настройка токовых защит в программно-логической модели терминала ТЭМП 2501-11

Цель работы. Получение навыков программирования:

-уставок токовых защит;

-ввода в работу (вывода из работы) защит;

-положений программных переключателей;

-обратнозависимых характеристик срабатывания защит;

-коэффициентов трансформации трансформаторов тока на базе про- граммно-логической модели терминала ТЭМП 2501-11.

Основные теоретические сведения. Программно-логическая модель терминала защиты ТЭМП 2501-11 (далее программа-симулятор) представляет собой математическую модель, воспроизводящую внешний вид терминала и полностью имитирующую все функции защиты и автоматики, реализованные в реальном терминале ТЭМП 2501-11.

Рабочее окно программы симулятора показано на рис. 3.6.1. Назначение всех позиций меню и элементов управления терминалом защиты будет излагаться последовательно по мере необходимости.

Включение питания терминала осуществляется нажатием кнопки «Включить питание», расположенной в верхнем меню. Там же выбирается одна из схем присоединения:

-схема 1 – линия;

-схема 2 – вводной выключатель;

-схема 3 – секционный выключатель;

-схема 4 – трансформатор.

Вся работа с терминалом защиты выполняется шестью кнопками управления, расположенными на его лицевой панели «С», «Е», « », « », « » и « ».

Каждое нажатие кнопки «Е» приводит к вхождению в следующий пункт меню. Каждое нажатие кнопки «С» приводит к возврату к предыдущему пункту меню. Кнопки « », « », « » и « » используются для движения по текущему пункту меню.

139