Автоматическая частотная разгрузка (АЧР), назначение, основные требования, структура, выбор параметров срабатывания.

АЧР относится к комплексу устройств противоаварийной автоматики. АЧР предназначена при возникновении дефицита активной мощности предотвра-щать в энергосистеме снижения частоты до опасной величины путем отклю-чения части нагрузки. Работа энергосистемы с пониженной частотой не доп-ускается по следующим причинам: 1) при работе с частотой меньше 49,5 Гц у паровых турбин возникает повышенная вибрация, что со временем может привести к их механическому повреждению; 2) при частоте меньше 49 Гц происходит полное открытие регулирующих органов турбин и полная загру-зка генератора. Дальнейшее снижение частоты приводит к уменьшению пр-оизводительности механизмов собственных нужд станции. В конечном ито-ге это приводит к уменьшению выработки ЭЭ и еще большему увеличению дефицита активной мощности, ускоряющего процесс снижения частоты, ко-торое может привести к быстрому снижению частоты вплоть до полной ост-ановки агрегатов; 3) при уменьшении частоты снижается скорость вращения возбудителей СГ, и следовательно ЭДС и напряжение в узлах системы. При этом возникает опасность лавины U, которая приводит к массовому отключ-ению потребителей.

В таких случаях для восстановления заданного режима работы автоматич-ески отключают часть наименее ответственных потребителей с помощью устройств автоматической частотной разгрузки (АЧР). Принципиально АЧР может выполняться реагирующим не только на изменение абсолютного зна-чения частоты но и на скорость ее изменения. Устройство, реагирующее на скорость изменения частоты, обладает некоторыми преимуществами, одна-ко из-за сложности широкого применения не находит.

Требования. 1) обеспечивать нормальную работу энергосистемы независимо от дефицита активной мощности, характера причин, вызывающих снижение частоты; не допускать даже кратковременного снижения частоты ниже 45Гц; продолжительность работы с частотой 47 Гц не должна превышать 20 с, а с частотой 48,5 Гц - 60 с; 2) обеспечивать отключение потребителей в соответствии с возникшим дефицитом мощности и не допускать возникнов-ения лавины частоты и напряжения; при этом последовательность отключе-

ний должна быть такая, чтобы в первую очередь отключались менее ответс-твенные потребители; восстанавливать частоту до уровня, при котором эне-ргосистема может длительно работать; дальнейший подъем частоты до ном-инальной возлагается на дежурный персонал энергосистемы; 3) если восста-новление нормального режима после действия АЧР возлагается на устройст-ва автоматики, то АЧР должно обеспечить подъем частоты до уровня, необ-ходимого для их срабатывания; 4) действовать согласованно с устройствами АПВ и АВР; 5) не действовать при кратковременных снижениях частоты.

Структура и выбор параметров АЧР. Так как дефицит активной мощности при разных авариях может быть самым различным, то нагрузка, отключаем-ая АЧР при снижении частоты, должна разбиваться на очереди. Это необхо-димо для того, чтобы избежать отключения лишних потребителей при мал-ых дефицитах активной мощности. Отключаемая нагрузка и количество оче-редей должны быть такими, чтобы частота в энергосистеме восстанавливал-ась до номинальной. Применяются две основные категории автоматической частотной разгрузки: АЧРI и АЧРII.

Устройство АЧРI быстродействующее с единой для всех ее очередей выде-ржкой времени, не превышающей t_АЧРI=0.3 с, и с разными уставками срабат-ывания по частоте от f_CР1=49…49.2 Гц до f_CРn =46.5 Гц.

Частота срабатывания последующей очереди f_CРn меньше частоты сраба-тывания предыдущей очереди f_CР(n-1) на ступень селективности по частоте Df_C. Минимально допустимая ступень селективности Df_C=0.1 Гц. Таким обр-азом, АЧРI может содержать более двадцати очередей. Так как уставки сра-батывания очередей АЧРI различаются лишь на Df_C=0.1 Гц, то возможна и допускается неселективная работа соседних очередей.

Мощность потребителей, подключаемых к устройствам АЧРI (1),

где DР_Д – дефицит генерируемой мощности; Рр—резерв активной мощности на тепловых электростанциях, находящихся в работе.

Все величины в выражении (1) указаны в о.е, причем за базисную мощн-ость принята потребляемая мощность энергосистемы (района) в исходном режиме до возникновения дефицита мощности. Назначение АЧРI –сдержив-ать снижение частоты в первое время развития аварии, не допускать даже кратковременного опускания ее ниже 45 Гц.

Устройство АЧРII также состоит из очередей, однако с одинаковой уставк-ой по частоте f_АЧРII = 49 Гц (иногда несколько выше, но не более 49.2 Гц); они отличаются друг от друга выдержками времени. Минимальная уставка по временн принимается равной t_C.Р1=5…10с, а максимальная 60...90 с. Сту-

пень селективности принимается Dt_C=3 с.

Если за указанное время действием АЧРI частоту восстановить не удаст-ся и она устанавливается (зависает) на недопустимо низком уровне (48 Гц и ниже), то начинают срабатывать очереди АЧРII и с соответствующими выд-ержками времени отключают дополнительную нагрузку. Суммарная нагруз-ка, подключенная к АЧРII, в о.е (2)

Определенные по (1) и (2) мощности нагрузки распределяются равномерно по очередям так, чтобы более ответственные потребители были подключены к очередям АЧРI с более низкими уставками по частоте и к очередям УАЧРII с более высокими уставками по времени. Достичь строго равномер-ного распределения мощности по очередям на практике не удается. Имеют-ся рекомендации по совмещению действия устройств АЧРI и АЧРII, при ко-тором одна и та же нагрузка подключается к очередям того и другого устро-йства. При этом, в частности, уменьшается суммарная мощность нагрузки, подлежащей отключению.

Наряду с указанными категориями АЧР в эксплуатации применяют еще дополнительную (местную) автоматическую разгрузку. Необходимость в этой категории автоматической разгрузки возникает, когда район, получая основное питание от энергосистемы, не имеет достаточного резерва активн-ой мощности.

Также применяется ДАЧР – специализированные быстродействующие АЧР, срабатывают при превышении скорости изменения частоты заданного знач-ения (20 Гц/с).

Измерительным органом АЧР является реле частоты (РЧ). Существуют два принципиально отличающихся РЧ: - электоромеханические (ИВЧ-011); - полупроводниковые (РЧ –I(II)). Недостатки ИВЧ-011: - низкая точность; - большие потери; - потребление мощности.