Системы релейной защиты и противоаварийной автоматики

Структура системы противоаварийной автоматики

Одной из основных задач АСДУ является противоаварийное управление с целью локализации аварий и ликвидации аварийного режима работы ЭЭС или отдельных ее частей.

Для решения этой задачи во всех энергосистемах введена система противоаварийной автоматики (ПА), структура которой показана на рис.1. В соответствии с требованиями, которые предъявляются к каждому элементу системы ПА, ее структуру можно разделить на три подсистемы:

  • предупредительную;
  • локализующую;
  • восстановительную.

Рис.1. Структура противоаварийной автоматики ЭЭС:

  • БВ – большое возмущение;
  • МВ – малое возмущение;
  • РЗ – релейная защита;
  • АПВ – автоматическое повторное включение;
  • АРВ – автоматическое регулирование возбуждения;
  • АПНУ – автоматика предотвращения нарушения устойчивости;
  • АЛАР – автоматика ликвидации асинхронного хода;
  • АОСН – автоматика ограничения снижения напряжения;
  • АОПН – автоматика ограничения повышения напряжения;
  • АЧР – автоматическая частотная разгрузка;
  • ЗГ – загрузка генераторов;
  • ВГ – включение гидрогенераторов;
  • ЧАПВ – АПВ по частоте;
  • АПВН – АПВ по напряжению; ВН – включение нагрузки

Предупредительная подсистема необходима для обнаружения и предотвращения аварийной ситуации. Она включает в себя:

  • релейную защиту (РЗ), которая обнаруживает аварийные ситуации и дает сигнал готовности к возможному действию остальным устройствам ПА;
  • состоит из большого числа элементов, каждый из которых отвечает за определенный участок системы или за определенный вид аварии;
  • Рис.2. Шкаф управления и противоаварийных защит

Рис.3. Шкаф управления и противоаварийных защит

  • автоматическое повторное включение (АПВ);
  • это устройство пытается восстановить нормальную работу энергосистемы после отключения того элемента, в котором обнаружена аварийная ситуация, путем включения этого элемента;
  • Рис.4. Устройство одно/двукратного автоматического повторного включения АПВ-2
  • автоматическое регулирование возбуждения (АРВ) синхронных генераторов;
  • это устройство путем воздействия на ток возбуждения генератора пытается удержать параметры энергосистемы (напряжение на зажимах генератора) в допустимых границах;
  • Рис.5. Автоматический регулятор напряжения EEG разработан для синхронных генераторов серии EG 202 и EG 300

Рис.6. Регулятор напряжения DER1 — для ремонта и замены автоматических регуляторов напряжения на генераторах серий ECO и ECP мощностью до 350 кВА (с функцией параллельной работы) производства Mecc Alte.

7 стр., 3378 слов

Автоматическое включение резервного питания

... строя линии с последующем включением АВР вызовет значительный перегруз существующего оборудования. Автоматическое включение резервного питания и оборудования линий, силовых трансформаторов, генераторов, электродвигателей, электрического освещения, как ... напряжением 12 В, то оно здесь не применено. 5. Секционированные системы АВР В качестве примера рассмотрим УАВР на секционном выключателе схемы ...

  • автоматику предотвращения нарушения устойчивости (АПНУ) параллельной работы энергосистем; это устройство осуществляет непрерывный контроль частоты в энергосистеме и режимов работы межсистемных связей, что позволяет ему в случае возникновения аварийной ситуации путем воздействия на регуляторы скорости турбин не только перераспределять нагрузку электростанций между собой, но и регулировать частоту в энергосистеме или отдельных ее частях.

В случае, если автоматика предупредительной подсистемы не смогла ликвидировать аварийную ситуацию, используется автоматика локализующей и восстановительной подсистем.

Локализующая подсистема включает в себя:

  • автоматику ликвидации асинхронного режима (АЛАР) части энергосистемы или всей энергосистемы;
  • это устройство контролирует перегрузку ЛЭП или группы ЛЭП по току и активной мощности, а также может отслеживать разницу фаз напряжений между узлами, ограничивающими межсистемные ЛЭП, в случае появления больших колебаний скоростей роторов генераторов и соответственно частоты в ЭЭС АЛАР разгружает генераторы электростанций;
  • автоматику ограничения снижения напряжения (АОСН);
  • в случае снижения напряжения ниже допустимого уровня это устройство может воздействовать не только на АРВ генераторов и синхронных компенсаторов, но и на отключение шунтирующих реакторов, которые обычно включают с целью снижения напряжения на ЛЭП СВН и УВН при небольших потоках мощности по ним;
  • автоматику ограничения повышения напряжения (АОПН);
  • в случае повышения напряжения выше допустимого уровня это устройство может воздействовать на АРВ генераторов и синхронных компенсаторов и на включение шунтирующих реакторов (противоположное АОСН действие);
  • автоматическую частотную разгрузку (АЧР) 1-й очереди;
  • это устройство отключает часть нагрузки энергосистемы (обычно это потребители III категории по надежности электроснабжения) в случае снижения частоты ниже допустимого уровня, т.е. когда все другие возможности регулирования частоты исчерпаны.

Восстановительная подсистема включает в себя:

  • АЧР 2-й очереди, т.е. когда АЧР 1-й очереди исчерпала свои возможности по предотвращению дальнейшего снижения частоты в энергосистеме;
  • АПВ по напряжению (АПВН);
  • это устройство восстанавливает работу тех элементов энергосистемы, которые отключила АОСН;
  • АПВ по частоте (ЧАПВ); это устройство восстанавливает электроснабжение потребителей, отключенных АЧР.

Кроме того, в объединенной ЭЭС существуют:

  • автоматика ограничения снижения частоты (АОСЧ), которая выполняет
  • автоматическую частотную разгрузку (АЧР);
  • дополнительную разгрузку, действующую при больших местных дефицитах мощности в целях предотвращения лавины частоты и напряжения;
  • мобилизацию резервов активной мощности;
  • выделение электростанций или генераторов со сбалансированной нагрузкой, выделение генераторов на питание собственных нужд электростанций;
  • восстановление питания отключенных потребителей при восстановлении частоты (ЧАПВ);
  • автоматика ограничения повышения частоты (АОПЧ), которая осуществляет отключение генераторов электростанций в случае повышения частоты выше допустимого уровня;
  • автоматика разгрузки оборудования (АРО), которая снижает ток в контролируемом оборудовании в случае недопустимой его перегрузки;
  • в зависимости от перегрузки АРО может:
  • разгрузить турбину, отключить генераторы электростанций;
  • отключить нагрузку;
  • разделить сеть;
  • отключить перегруженное оборудование.

Заключение

4 стр., 1967 слов

Устройство и принцип действия электростанции на базе ДВС и газопоршневой ...

... 7. Принципиальная схема лабораторного стенда «Газопоршневая электростанция» Лабораторный стенд «Газопоршневая электростанция» представляет собой стол, на котором ... двухпроводных сетях переменного тока с напряжением 220 В, частотой 50 Гц, номинальным / ... - расходомер топлива; 6 - генератор; 7 - амперметр; 8 - ... дымовую трубу. Так же предусмотрено устройство для слива конденсата. Компонентами системы ...

Устройства противоаварийной автоматики размещаются на энергообъектах (локальные системы) и в диспетчерских пунктах ОДУ и ЦДУ (системы, обеспечивающие координацию работы локальных устройств).

Надежное функционирование ЕЭС России требует постоянной модернизации электрических сетей, систем технологического управления, в том числе внедрения современных систем релейной защити и противоаварийной автоматики (РЗА).

Развитие технических комплексов управления и повышение технического уровня средств РЗА невозможно без проведения единой технической политики.

На сегодняшний день большинство систем РЗА в ЕЭС России, выполнено на электромеханической и полупроводниковой элементной базе. Активно идет процесс ввода новых и модернизация действующих систем РЗА на базе цифровых устройств с использованием микропроцессорной техники.

Совместно с сетевыми и генерирующими компаниями формируется идеология построения систем РЗА в ЕЭС России.