Устройства противоаварийной автоматики

Требования и принципы выполнения. Нарушение устойчивости работы электропередачи и аварийное разделение системы на не­синхронно работающие части может сопровождаться образовани­ем значительного дефицита мощности, перегрузкой и отключением агрегатов электрических станций и прекращением в конечном счете электроснабжения потребителей. Для предупреждения или ограни­чения этих быстро протекающих процессов устройства противоава­рийной автоматики (УПА) должны быть быстродействующими и удовлетворять требованиям селективности, чувствительности и на­дежности. Кроме того, в зависимости от интенсивности воздействия УПА должны обеспечивать соответствующую дозировку воздей­ствия.

Перегрузка линии сопровождается увеличением передачи ак­тивной мощности и связанного с ней угла δ между ЭДС генерато­ров энергостанции и энергосистемы. Поэтому пусковой орган УПА может быть основан на принципе контроля активной мощности или соответствующего ей угла между векторами напряжений по концам рассматриваемой линии. Перегрузка линии может явиться следствием отключения, например, других линий. В этом случае пусковой орган автоматики, предотвращающей нарушения устой­чивости, можно выполнить на основе выявления и фиксации от­ключения линии.

Признаками асинхронного режима являются: периодическое из­менение угла 0 < δ < 2π между ЭДС генераторов электростанции и энергосистемы; периодические с частотой скольжения изменения тока во всех элементах и напряжения во всех точках электропере­дачи; периодические с двойной частотой скольжения изменения активной мощности. УПА, предназначенные для ликвидации асин­хронного режима, можно выполнить на принципе контроля указан­ных электрических величин. В пусковых органах УПА, предотвра­щающих опасные повышения частоты и напряжения, используют измерительные реле частоты и напряжения.

Устройства противоаварииной автоматики для предотвращения нарушения устойчивости. Устройства, контролирующие активную мощность. Измерительным органом этого устройства является комплект максимальных реле активной мощ­ности, в котором используются одно или три однофазных реле с включением обмоток на фазный ток и соответствующее фазное напряжение. Однако такое устройство может сработать ложно при несимметричных коротких замыканиях, поэтому при наличии только одного реле мощности в схему вводят реле напря­жения, включенное на фильтр напряжения обратной последовательности, и реле тока, включенное на фильтр тока нулевой последовательности. Такое УПА вы­водится из действия при срабатывании одного из указанных дополнительных реле. В схемах с тремя реле мощности контакты реле соединяются последова­тельно—устройство сможет сработать только при срабатывании всех трех реле.

В ряде случаев для исключения срабатывания устройства при кратковремен­ных неопасных увеличениях активной мощности в линии электропередачи в схему вводят реле времени с выдержкой времени t _ПА=0,5÷1,0с. В качестве устройства, контролирующего активную мощность, можно использовать комплектное устройство типа УПА1, выпускаемое отечественной промышленностью. При сра­батывании устройство производит дозированную разгрузку линии электропереда­чи за счет разгрузки паровых турбин, отключения генераторов и части нагрузки, деления энергосистемы.

Устройство, контролирующее угол. Измерительным органом УПА, контро­лирующего угол между векторами напряжения по концам линии, является реле разности фаз напряжений. Напряжение с противоположного конца линии подво­дится к реле специальным устройством телемеханики. Известны, однако, схемы, не требующие передачи напряжения; его получают непосредственно в месте включения реле с помощью модели линии.

Устройство, выявляющее и фиксирующее факт отключения линий. Отключе­ние линии характеризуют следующие признаки: действие релейной защиты, от­ключение выключателя по любым причинам, исчезновение активной мощности в линии, исчезновение тока или мощности в одной из параллельных линий. Эти признаки используют для пуска УПА. Так, например, при действии релейной за­щиты пуск можно осуществить выходным промежуточным реле защиты.

Устройства для ликвидации асинхронного режима. Асинхронный режим представляет опасность в связи со значительными понижениями напряжения, сопровождающимися протеканием больших токов и колебанием активной мощности. Поэтому продолжительность асинхронного режима не должна превышать 15—30с. В пусковых органах таких устройств используются измерительные реле тока, напряжения и сопротивления. На основе измерительных реле тока и на­пряжения можно выполнить устройство, действующее в первом цикле асинхрон­ного режима. Наиболее простая схема содержит три реле тока, контакты которых соединяются последовательно, чем исключается действие устройства при несим­метричных коротких замыканиях. Обмотки реле включаются на фазные токи. Для повышения чувствительности в схему вводят минимальные реле напряже­ния. Недостатком устройства является возможность его неправильного срабаты­вания, например при трехфазных коротких замыканиях. Если это недопустимо, то в схему включают реле времени для создания выдержки времени t _ПА=0,4 с. На основе такого пускового органа можно выполнить устройство со счетчиками циклов асинхронного режима, срабатывающее после определенного цикла асин­хронного хода. Это достигается с помощью промежуточных реле, срабатываю­щих в определенной последовательности.

Асинхронный режим, как и короткое замыкание, сопровождается возраста­нием тока и понижением напряжения. Однако скорость изменения этих величин при асинхронном режиме значительно меньше, чем при коротком замыкании. Поэтому асинхронный режим может быть выявлен по скорости изменения со­противления, измерительным реле сопротивления, включенным на ток линии и напряжение шин. Для этого в схему включают два реле сопротивления — чув­ствительное и грубое и реле времени. Характеристики срабатывания реле сопро­тивления и выдержку реле времени выбирают так, что устройство действует только при асинхронном режиме в его первом цикле.

Раздел IV