Наличие группового управления возбуждением ухудшает реакцию АРВ генераторов и синхронных компенсаторов на внешние возмущения.
Система группового управления возбуждением обеспечивает прием команд и заданий от систем регулирования верхнего уровня, предназначенных для регулирования параметров режима группы электростанций (подстанций).
Система группового управления возбуждением содержит элементы сигнализации, блокировки и защиты, предотвращающие неправильные действия системы при нарушении нормальных режимов работы объектов управления и при неисправностях самой системы (3.3.63).
Вопрос. С какой целью допускается перевод генераторов в режим синхронных компенсаторов?
Ответ. При необходимости для регулирования уровня напряжения в энергосистеме допускается перевод генераторов в режим синхронных компенсаторов. В этом случае на электростанциях устанавливается дополнительное оборудование, необходимое для перевода гидрогенераторов или турбогенераторов в режим синхронного компенсатора в соответствии с инструкцией по эксплуатации генераторов.
Системы автоматического регулирования напряжения при необходимости предусматривают использование генераторов в режиме синхронных компенсаторов (на ГЭС) и их автоматический обратный перевод в генераторный режим в зависимости от параметров режима энергосистемы (3.3.64).
Вопрос. С какой целью в системе РПН устанавливаются автоматические регуляторы коэффициентов трансформации трансформаторов (автотрансформаторов) распределительных подстанций и СН электростанций?
Ответ. Устанавливаются для изменения коэффициентов трансформации. При необходимости эти регуляторы обеспечивают встречное регулирование напряжения.
Подстанции, на которых предусматривается параллельная работа трансформаторов (автотрансформаторов) с регулированием коэффициента трансформации, оснащаются устройствами группового регулирования коэффициентов трансформации. При наличии на подстанции АСУ ТП такие устройства входят в ее состав (3.3.65).
Вопрос. В каких системах управления устанавливаются автоматические регуляторы напряжения и реактивной мощности?
Ответ. Устанавливаются в системах управления параметрами статических компенсирующих устройств (статических тиристорных компенсаторов реактивной мощности, управляемых шунтирующих реакторов и др.).
При наличии нескольких регулируемых статических компенсирующих устройств на энергообъекте устанавливаются устройства группового управления параметрами статических компенсирующих устройств в составе АСУ ТП энергообъекта или отдельно с возможностью приема команд и заданий от систем регулирования верхнего уровня (3.3.66).
Вопрос. Какой контроль обеспечивается во всех системах возбуждения генераторов?
Ответ. Обеспечивается непрерывный контроль исправности основного АРВ, находящегося в работе, автоматическое слежение уставки резервного регулятора за уставкой основного и автоматический переход на работу с резервным регулятором при возникновении неисправности в основном АРВ.
Обеспечивается высокая надежность питания АРВ и других устройств системы возбуждения от ТН, а также высокая надежность соответствующих цепей.
Обеспечивается контроль исправности цепей питания АРВ от ТН (например, путем применения устройства сравнения напряжения, подающегося на АРВ, с напряжением другого аналогичного ТН).
АРВ и другие устройства системы возбуждения подключаются к вторичным выводам ТН через автоматические выключатели. К этим ТН не подключаются другие устройства и приборы, в их цепях не устанавливаются рубильники. В отдельных случаях допускается присоединение этих устройств и приборов через отдельные автоматические выключатели, при этом их включение и отключение не изменяет режим электрической машины, возбуждение которой регулируется данным и другими устройствами регулирования возбуждения.
В системах возбуждения со 100 %-ным резервированием каждый АРВ подключается к отдельному ТН.
Предусматриваются мероприятия, исключающие форсировку либо другие аварийные режимы работы системы возбуждения при отключении автоматического выключателя в цепи ТН либо при нарушении контакта в одной из фаз этой цепи и срабатывании устройства контроля исправности цепей питания АРВ от ТН.
АРВ и другие устройства регулирования возбуждения, выполненные с применением микросхемной или микропроцессорной техники, помимо основного питания напряжением переменного тока 380 В обеспечиваются также резервным питанием от сети 220 В постоянного тока. При этом обеспечивается автоматический переход на резервное питание при исчезновении или снижении напряжения основного питания и обратный переход при восстановлении основного питания. Питание АРВ от сети 380 и 220 В осуществляется через автоматические выключатели (3.3.67).
Автоматическое регулирование частоты и перетоков активной мощности (АРЧМ)
Вопрос. Для каких целей предназначены устройства системы АРЧМ?
Ответ. Предназначены для:
автоматического регулирования частоты в ЕЭС и изолированных ОЭС и энергосистемах в нормальных и послеаварийных режимах согласно требованиям государственных стандартов на качество электрической энергии;
автоматического регулирования заданных (плановых) перетоков обменных мощностей ЕЭС, ОЭС и энергосистем с коррекцией по частоте;
автоматического ограничения перетоков мощности по контролируемым внешним и внутренним связям ЕЭС, ОЭС и энергосистем в целях предотвращения нарушения статической устойчивости или термической перегрузки;
автоматического изменения мощности выделенных для вторичного регулирования электростанций (энергоблоков) по командам соответствующих устройств АРЧМ уровней энергосистемы, ОЭС и ЕЭС в целях вторичного регулирования и поддержания заданной регуляторами мощности с коррекцией по частоте, определяемой их участием в первичном регулировании частоты (3.3.68).
Вопрос. Какие функции обеспечивают в нормальном режиме устройства АРЧМ?
Ответ. Обеспечивают (при наличии необходимого регулировочного диапазона на выделенных для вторичного регулирования электростанциях):
поддержание отклонения среднего значения небаланса мощности в каждом контролируемом районе в пределах ±0,5 % вращающейся мощности этого района и устранение ступенчатого нарушения баланса мощности за 5-10 мин;
поддержание среднего отклонения частоты от заданного (согласованного) значения в пределах ±0,02 Гц и устранение ступенчатого отклонения частоты за 5-10 мин;
поддержание среднего отклонения перетока обменной мощности контролируемого района от заданного (планового) значения в пределах ±0,25 % вращающейся мощности этого района и устранение ступенчатого отклонения обменной мощности за 5-10 мин;
устранение ступенчатого превышения перетоком мощности заданного значения уставки по любой контролируемой связи за время не более 1 мин при наличии быстродействующих каналов телемеханики и не более 5 мин при наличии обычных каналов телемеханики (3.3.69).
Вопрос. Какие устройства входят в систему АРЧМ?
Ответ. В систему АРЧМ входят:
устройства автоматического регулирования перетока обменной мощности и частоты и автоматического ограничения перетоков, автоматические вторичные регуляторы на диспетчерских пунктах ЕЭС, ОЭС и энергосистем;
устройства управления активной мощностью на электростанциях, привлекаемых к участию в автоматическом вторичном регулировании;
каналы и средства связи и телемеханики для передачи контролируемых параметров и управляющих воздействий;
датчики перетоков активной мощности и частоты (3.3.70).
Вопрос. Какие функции обеспечивают устройства АРЧМ на диспетчерских пунктах?
Ответ. Обеспечивают автоматическое вторичное регулирование режима собственной энергосистемы и участие в скоординированном вторичном регулировании ОЭС и ЕЭС.
Устройства АРЧМ на диспетчерских пунктах ОЭС обеспечивают выявление отклонений фактического режима работы объединенной энергосистемы от заданного, формирование и передачу управляющих воздействий в виде задания неплановой мощности для электростанций, привлекаемых к автоматическому регулированию режима ОЭС, и в виде сигналов блокировки или форсировки регуляторов обменной мощности энергосистем при осуществлении селективного (с учетом места возникновения и знака возмущения) ограничения перетоков по внутренним контролируемым связям данной ОЭС.
Устройство АРЧМ на диспетчерском пункте ЕЭС обеспечивает выявление отклонения сальдо перетоков, формирование и передачу управляющих воздействий для электростанций, привлекаемых к автоматическому регулированию режима ЕЭС и селективному, скоординированному ограничению перетоков мощности по транзитным связям энергосистем, ОЭС, ЕЭС в виде задания активной мощности, а для регуляторов обменной мощности ОЭС и энергосистем – в виде сигналов блокировки или форсировки их действия.
Устройства АРЧМ увеличивают интенсивность регулирования при отклонениях регулируемых параметров (частоты, обменных активных мощностей, небаланса мощности) от заданных значений при превышении определенных пороговых значений, а также по командам форсировки с верхнего уровня управления, обусловленным необходимостью ограничения перетоков.
Регулирующие электростанции, привлекаемые к автоматическому регулированию режимов энергосистем, ОЭС и ЕЭС, поддерживают регулировочный диапазон, составляющий не менее ±2,5 % мощности соответствующего района регулирования. Для обеспечения двустороннего сбалансированного ограничения перетоков по всей совокупности контролируемых связей этот регулировочный диапазон распределяется между электростанциями, расположенными по разные стороны всех контролируемых связей.
При отсутствии регулировочных возможностей отдельных энергосистем допускается объединение ряда энергосистем в энергозону для регулирования обменной мощности этой энергозоны с коррекцией по частоте, выполняемого одним общим для этих энергосистем регулятором и подключенными к нему электростанциями (3.3.71).
Вопрос. Какие функции обеспечивают устройства автоматического управления мощностью электростанций?
Ответ. Обеспечивают следующие функции:
прием и преобразование управляющих воздействий и сигналов, поступающих с диспетчерских пунктов верхних уровней управления (энергосистем, ОЭС и ЕЭС);
формирование управляющих воздействий на отдельные агрегаты (энергоблоки);
поддержание мощности агрегатов (энергоблоков) в соответствии с полученными управляющими воздействиями и со статизмом по частоте. Управление мощностью электростанции осуществляется со статизмом по частоте, изменяемым в пределах от 3 до 6 % (3.3.72).
Вопрос. Какие управляющие воздействия отрабатывают и распределяют между блоками подключенные к устройствам АРЧМ системы автоматического управления мощностью тепловых электростанций?
Ответ. Отрабатывают и распределяют между энергоблоками управляющие воздействия в виде непланового изменения мощности с учетом допустимых скоростей изменения нагрузки и технологических ограничений. При поступлении команды форсировки с верхнего уровня управления в системе автоматического управления мощностью ТЭС производится снятие ограничения по допустимой скорости изменения нагрузки и, при необходимости, изменяется структура системы.
Динамические характеристики ТЭС при отсутствии технологических ограничений, в том числе по темпу регулирования, принимаются существенно не изменяющимися в зависимости от количества и состава подключенных энергоблоков и уровня их загрузки.
Для энергоблоков большой единичной мощности возможен вариант поблочного управления (3.3.73).
Вопрос. Какие управляющие воздействия отрабатывают подключенные к устройствам АРЧМ групповые регуляторы активной мощности гидроэлектростанций и гидроаккумулирующих электростанций?
Ответ. Отрабатывают подаваемые на них управляющие воздействия в виде задания изменения мощности с максимальной скоростью задатчика открытия направляющего аппарата во всем регулировочном диапазоне электростанции. При этом рекомендуется, чтобы групповой регулятор активной мощности ГЭС одновременно решал задачу выбора оптимального состава подключенных агрегатов, их автоматический пуск, останов и перевод в режим синхронного компенсатора и обратно с учетом имеющихся ограничений в работе агрегатов.
Динамические характеристики электростанций принимаются существенно не изменяющимися в зависимости от количества и состава подключенных агрегатов и уровня их загрузки.
Гидроэлектростанции, мощность которых определяется режимом водотока, рекомендуется оборудовать автоматическими регуляторами мощности по водотоку (3.3.74).
Вопрос. Какие изменения параметров настройки обеспечивают устройства АРЧМ?
Ответ. Обеспечивают оперативное и (или) автоматическое изменение параметров настройки при изменении режимов работы объекта управления, оснащаются элементами сигнализации, блокировками и защитами, предотвращающими их неправильные действия при нарушении нормальных режимов работы объектов управления, при неисправностях в самих устройствах, а также исключающими те их действия, которые могут помешать функционированию устройств ПА.
Устройство АРЧМ на каждом уровне управления отрабатывает управляющие воздействия и команды от устройств АРЧМ более высокого уровня лишь в той степени, в какой они не вызывают недопустимых отклонений технологических параметров и возникновения аварийных ситуаций на данном уровне управления (3.3.75).
Вопрос. Какие функции обеспечивают средства телемеханики?
Ответ. Обеспечивают передачу всей необходимой для эффективной работы устройств АРЧМ информации о работе энергообъединения и управляющих воздействий и команд между всеми уровнями управления системой АРЧМ (3.3.76).
Автоматическое предотвращение нарушения устойчивости (АПНУ)
Вопрос. Для каких целей предназначен комплекс устройств АПНУ?
Ответ. Предназначен для предотвращения нарушения динамической устойчивости при аварийных возмущениях и обеспечения в послеаварийных условиях нормативного запаса статической устойчивости для заданных основных сечений охватываемого района. Рекомендуется к применению в зависимости от конкретных условий там, где это технически и экономически целесообразно (3.3.77).
Вопрос. В каких случаях рекомендуется предусматривать комплекс устройств АПНУ?
Ответ. Рекомендуется предусматривать для действия в следующих случаях:
отключение элемента сети без повреждения или несимметричное КЗ с действием основной РЗ и выполнением ТАПВ или ОАПВ при нормальной схеме и повышенной загрузке сети или при ремонтной схеме и нормальной загрузке сети. С учетом возникающего понижения надежности и возможных отрицательных последствий область применения АПНУ может быть расширена на нормальную схему и нормальный режим сети, особенно при наиболее тяжелых из указанных повреждений, связанных с трехфазным отключением элемента, если оно произошло на одном из немногих элементов высшего в данной сети напряжения;
отказ выключателя с действием УРОВ при однофазном КЗ при нормальной схеме и нормальном режиме сети;
деление энергосистемы на несинхронно работающие части, в частности, в результате нарушения устойчивости и действия устройств АЛАР или в результате действия ПА на деление системы при нормальной схеме и нормальном режиме сети;
возникновение значительного дефицита или избытка мощности в одной из соединяемых частей энергообъединения в результате отключения генератора, нагрузки, элемента с передачи постоянного тока и т. п.
Допустимо также предусматривать АПНУ при редких, более тяжелых, чем расчетные, сочетаниях схем, режимов и возмущений, если это достигается без существенного усложнения автоматики (3.3.78).
Вопрос. В каких случаях допускается срабатывание устройств АПНУ, выбранных для расчетных условий?
Ответ. Допускается в следующих случаях:
при условиях, более тяжелых, чем расчетные;
медленной перегрузке связи, не вызванной аварийным возмущением, но не предотвращенной действием системы АРЧМ.
При возникновении нерасчетного ремонтного состояния схемы, являющегося сочетанием расчетных ремонтных схем, допускается действие устройства АПНУ, соответствующее одной из расчетных схем, по возможности более тяжелой.
Подлежат автоматической и оперативной фиксации ремонтные схемы, отличающиеся от нормальных тем, что из-за отключенного состояния одного из элементов электрической сети существенно уменьшен предельный переток в данном сечении в возможных послеаварийных схемах. Для каждого сечения или нескольких сечений, имеющих взаимозависимые пределы устойчивости, учитывается свой набор ремонтных схем.
Допускается действие устройств АПНУ для заданных сечений энергосистемы путем ее разделения по другому сечению на несинхронно работающие части.
Допускается временная работа при недостаточной эффективности устройств АПНУ, если средства ПА обеспечивают предотвращение опасного развития аварий после нарушения устойчивости. Для ремонтной схемы в силу кратковременности ремонта допускается упрощенное выполнение автоматики (3.3.79).
Вопрос. Какими устройствами выявляются аварийные возмущения?
Ответ. Выявляются пусковыми устройствами АПНУ, которые фиксируют существенные изменения схемы сети и, при необходимости, оценивают тяжесть аварийного возмущения, контролируя сброс мощности в момент КЗ, длительность КЗ, вид КЗ (однофазное, многофазное), действие устройств АПВ и т. д.
В случае невозможности непосредственной фиксации аварийного возмущения в виде аварийного небаланса мощности применяются пусковые устройства, реагирующие на вызванное возмущением изменение режимных параметров: передаваемую мощность, угол. Дополнительно в этих устройствах могут применяться сигналы по производным мощности и угла (3.3.80).
Вопрос. Какие типы управляющих воздействий следует применять для целей ПА?
Ответ. Следует применять следующие типы управляющих воздействий:
разгрузка турбин;
отключение генераторов;
отключение нагрузки;
программная форсировка возбуждения генераторов;
управление установками продольной и поперечной компенсации: форсировка компенсации, включение шунтовых реакторов, отключение шунтовых реакторов;
деление энергосистемы на несинхронно работающие части;
ввод резерва.