Реферати українською » Физика » Захист від зміни частоти


Реферат Захист від зміни частоти

Страница 1 из 3 | Следующая страница

Зміст

Запровадження

1.1Частотная розвантаженняАЧР-1

1.2Частотная розвантаженняАЧР-2

1.3Частотная розвантаженняАЧР-С

1.4Совмещенная частотна розвантаження

1.5 Включення навантаження за частотою (>ЧАПВ)

1.6 Обмеження підвищення частоти (>АОПЧ)

2.1 Розрахунок потужності навантаження,подключаемой до АЧР

3.1 Сучасні устрою частотною розвантаження

Література


Запровадження

Частота змінного електричного струму одна із головних показників якості електричної енергії, вироблюваної генераторами електростанцій і яка поставляється споживачам. Від частоти змінного струму залежить частота обертання електродвигунів, отже, і продуктивністьвращаемих ними механізмів (верстатів, насосів, вентиляторів тощо.). При зниженні частоти їх продуктивність знижується. Підвищення ж частоти призводить до перевитрати електроенергії. Отже, всяке відхилення частоти від номінального значення шкодить народному господарству. Тому, і навіть низки інших важливих причин частота змінного струму нормується.

Номінальне значення частоти змінного струму становить 50 гц.Допустимое відхилення від номінального значення становить ±0,2 гц. Допускається короткочасна роботу з відхиленням ±0,4 гц.

За умов балансу вироблення та споживання активної потужності частота залишається незмінною. Проте навантаження енергосистеми, що у кожен час залежить кількості включених споживачів та його завантаження, мало залишається постійної, а безупинно змінюється, що зумовлює порушення балансу.

Поки що у енергосистемі є обертався резерв активної потужності, системи регулювання частоти і підтримуватимуть поставлене рівень частоти. Коли обертався резерв вичерпається, дефіцит активної потужності, викликаний відключенням частини генераторів чи підключенням нових споживачів, потягне зниження частоти в енергосистемі.

Невеликий зниження частоти (сталася на кілька десятих герца) технічно нескладне небезпеку нормальної роботи енергосистеми, хоча, як зазначалося вище, і у себе погіршення економічних показників. Зниження ж частоти понад 1—2 гц є серйозною небезпекою і можуть призвести до повного розладу роботи енергосистеми. Це першу чергу залежить від того, що з зниженні частоти знижується частота обертання електродвигунів, отже, і продуктивність наведених ними механізмів власного витрати теплових електростанцій. У результаті зниження продуктивності механізмів власного витрати різко зменшуєтьсярасполагаемая потужність теплових електростанцій, особливо електростанцій високого тиску, наслідком чого стане у себе подальше зниження частоти в енергосистемі. Отже, відбувається лавиноподібний процес — "лавина частоти", котрі можуть призвести до повного розладу роботи енергосистеми. Слід зазначити, що великі парові турбіни що неспроможні довго працювати у низькою частоті через небезпеки ушкодження їхніх робітників лопаток.

Процес зниження частоти в енергосистемі супроводжується також зниженням напруги, що відбувається внаслідок зменшення частоти обертання збудників, розташованих однією валу з основними генераторами. Якщо регулятори порушення генераторів і синхронних компенсаторів не зможуть утримати напруга, то він може виникнути лавиноподібний процес — "лавина напруги", оскільки зниження напруги супроводжується збільшенням споживання реактивної потужності, що ще більше ускладнить становище у енергосистемі.

Аварійне зниження частоти в енергосистемі, викликане раптовим виникненням значного дефіциту активної потужності, протікає нас дуже швидко — протягом кількох секунд. Тому черговий персонал похвалитися не встигає прийняти будь-яких заходів, унаслідок чого ліквідація аварійного режиму повинна покладатися на устрою автоматики. Щоб запобігти розвитку аварії мали бути зацікавленими негайно мобілізовано все резерви активної потужності, наявні на електростанціях. Усі обертові агрегати завантажуються вкрай з урахуванням допустимих короткочасних перевантажень.

За відсутності обертового резерву єдиним можливим способом відновлення частоти є відключення частини найменш відповідальних споживачів. І це здійснюється з допомогою спеціальних пристроїв автоматичної частотною розвантаження (АЧР), спрацьовують при небезпечному зниженні частоти.

Слід зазначити, що "дія АЧР завжди пов'язані з певним народногосподарським збитком, оскільки відключення ліній, що живлять електроенергією промислові підприємства, сільськогосподарських та інших споживачів, тягне у себенедовиработку продукції, поява шлюби й т.п. Попри це АЧР широко використовують у енергосистемі як запобігання значно більших збитків через повного розлади роботи енергосистеми, якщо не прийнято термінових заходів на ліквідацію дефіциту активної потужності.


1.1Частотная розвантаженняАЧР-1

>Частотной розвантаженнямАЧР-1 прийнято називати таку розвантаження за частотою, коли відключення черг навантаження іде за рахунок мері зниження частоти (іноді таку розвантаження називають швидкодіючої).

>Частотно-временная характеристика такий розвантаження показано на рис. 1.1, де лінією 1 зображено зміна частотиf у часі за хронічного дефіциту активної потужності енергосистемі.

Спрацьовування алгоритмуАЧР-1 має відбуватися під час досягнення контрольованій частотою значення FпАЧР-1 —уставки пуску алгоритмуАЧР-1. Після досягнення цієї значення через певний проміжок часу Т>АЧР-1, званий часом спрацьовування, відбувається відключення відповідної черги навантаження. Отже, пристрій, реалізує функціюАЧР-1, повинна утримувати елементи, котрі вимірюють поточне значення контрольованій частоти і котрі порівнюють його із заданоїуставкой за частотою.

Розглядаючи роботу устрою частотною розвантаження за умов дефіциту активної потужності, слід звернути увагу ще на параметр, що характеризує роботу енергосистеми цих умовах, — швидкість зміни контрольованій частотиfАЧР. На рис. 1.1 цей параметр показаний як дотичнійf'1, проведеного точці перегину лінії 1, що характеризує зміна частоти у часі. Принципово інший варіант зниження частоти, коли за втрати харчування із боку системи напруження як у контрольованому вузлі підтримується з допомогою підживлення від що працюють у режимі "вибігу" асинхронних двигунів. І тут зміна частоти іде за рахунок лінії 2 зі швидкістюf'2 >f'1.

Щоб недопущення зайвих відключень навантаження у разі втрати харчування, в алгоритмАЧР-1 необхідно провести спеціальні елементи, які мають враховувати швидкість зміни частоти для формування сигналу відключення навантаження і виробляти відключень навантаження у випадках, коли швидкість зміни частоти перевищує деяке заздалегідь встановлений значенняf'2 >f'>бл.

Ці елементи мають забезпечувати:

• вимір швидкості зміни частоти;

• порівняння поточного значення швидкості із заздалегідь заданоїуставкойf'>бл.

Усе дозволяє скласти узагальнену функціональну схему алгоритмуАЧР-1 (рис. 1.2).

>Контролируемое напруга UK надходить через розділовий імасштабирующий трансформатор Т на входи двох вимірювальних елементів А1 і А2, а поточні значення вимірюваних величин — на входи відповідних граничних елементівA3 і А4.

>Рис. 1.1. Графіки зміни частоти, що характеризують роботу алгоритмуАЧР-1

>Рис. 1.2. Узагальнена функціональна схема алгоритмуАЧР-1

У зв'язку з тим, що заборону відключення навантаження за швидкістю зміни частоти визначається характеристиками тій чи іншій енергосистеми, у схемі передбачено функціональний блок, дозволяє виключити сигнал за швидкістю з алгоритмуАЧР-1. На рис. 1.2 цього блоку показаний як ключа SA1.

>Суммирование сигналів від граничних елементів здійснюється за логічного схемою І — НЕ елементомА5. Поява не вдома елементаА5 сигналу дозволяє формувати команду відключення черг навантаження, проте до винятку хибнихсрабативаний і недопущення зайвих відключень навантаження в функціональну схему алгоритмуАЧР-1 включений елемент А6, який би певний проміжок часу між моментом виконання розглянутих вище умовАЧР-1 і часом включення виконавчого реле До. Відповідно до чинним нормативних документів цей відтинок часу може змінюватися від 0,15 до 0,3 з.

При настроюванні пристроїв частотною розвантаження для алгоритмуАЧР-1 повинні прагнути бути задано:

FпАЧР-1 — частота пуску алгоритму (елемент А3);

Т>АЧР-1— час спрацьовування алгоритму (елемент А6);

>f'>бл — швидкість зміни частоти.

1.2Частотная розвантаженняАЧР-2

>Частотной розвантаженнямАЧР-2 прийнято називати відключення навантаження після досягнення заданоїуставки за частотою із певною, досить тривалої,уставкой за часом спрацьовування, чи, як зазначено вПУЭ, відключення навантаження зі збільшенням тривалості існування зниженою частоти.

>Частотная розвантаженняАЧР-2 варта відновлення значення частоти і недопущення роботи генераторів за частоти нижче 49 гц.

Розвантаження за алгоритмомАЧР-2 відбувається за повільному зниженні частоти після дії розвантаження за алгоритмомАЧР-1 чи зависанні лише на рівні нижче 50 гц.

Щоб запобігти зайвих відключень опис алгоритмуАЧР-2 має бути доповнене наступним умовою: навантаження має відключатися, якщо закінчення проміжку часу Т>АЧР-2 контрольована частота стане рівної частоті повернення алгоритмуАЧР-2fУАЧР-2.

Графічно показано на рис. 1.3 як лінії 1,отображающей процес зміни частоти, відповідний викладеного вище умові.

>Рис. 1.3. Графіки зміни частоти, що характеризують роботу алгоритмуАЧР-2

Лінія 2 цьому ж малюнку представляє такий процес зміни контрольованій частоти, у якому його значення досі розвантаженняt3 не встигає повернутися доfУАЧР-2.

Функціональна схема розглянутої алгоритму представлена на рис. 1.4.

>Рис. 1.4. Узагальнена функціональна схема алгоритмуАЧР-2

На відміну від раніше розглянутим схеми (див. рис. 1.2) не передбачено контроль швидкості зміни частоти, а зайві відключення навантаження запобігають великий витримкою часу на спрацьовування.

Аби повернутися алгоритму за відновлення значення контрольованій частоти до заздалегідь встановленого значення FB передбачено другий граничний елемент А4, яка формує сигнал, що надходить на вхід RтриггераА8.

У алгоритмАЧР-2 запроваджено канал, яка формує сигнал відключення навантаження до завершення витримки часу,задаваемой реле часуА10, якщо наявності команди ПускАЧР-2 напруга, яке надходить на вхід порогового елементаА5, стане нижче заздалегідь заданоїуставки.

У назву алгоритму розвантаження, котрий використовує інформацію про значення напруги, прийнято додавати слова "з прискоренням за напругою" і позначати якАЧР-Н.

Щоб не допустити хибнихсрабативаний при короткочасних провалів напруження і частоти в функціональної схемою передбачені елементи А6,А7 з фіксованою часом спрацьовування.

При настроюванні пристроїв частотною розвантаження задають:

Fп >ачр-2 < —частоту пуску алгоритму (елементA3);

FB >АЧР-2 > — частоту повернення алгоритму (елемент А4);

Т>АЧР-2 — час спрацьовування алгоритму (елементА10);

U< — напруга, у якому прискорення спрацьовування алгоритму при замкнутому становищі програмного ключаS2 відбувається раніше моменту часу,задаваемого елементомА10.

1.3Частотная розвантаженняАЧР-С

Використання алгоритму частотною розвантаження за швидкістю зміни частоти (>АЧР-С) дозволяє помітно поліпшити роботу енергосистем на великихдефицитах потужності, оскільки дає можливість відключати навантаження з випередженням, не допускаючи глибокого зниження частоти.

На рис. 1.5 графічно представлений процес роботи даного алгоритму.

>Горизонталь 1 відповідає верхньої кордоні значення частотиf>p >АЧР-С, починаючи з якою дозволяється дію алгоритму.

>Наклонние лінії 2 - 4 є графіки змін частотиf при швидкості більшої, рівної і меншоюуставки F'>yст відповідно.

>Рис. 1.5. Графіки зміни частоти, що характеризують роботу алгоритмуАЧР-С

>Рис. 1.6. Узагальнена функціональна схема алгоритмуАЧР-С

Пуск алгоритму має відбуватися за дотримання дві умови:

• значення контрольованій частоти досягло рівняf>p >АЧР-С;

• швидкість зміни частоти дорівнюєуставке F'>yст.

Для графіка 3 цих умов виконуються в останній момент часуt2. При фактичної швидкості зміни частоти, перевищує F'>yст пуск алгоритму станеться тим більше ж значенні частотиf>p >АЧР-С, але раніше, в останній моментt1.

>Приведенним умовам відповідає узагальнена функціональна схема алгоритмуАЧР-С, наведена на рис. 1.6. Виходи вимірювальних елементів А1 і А2 з'єднані зі входами відповідних граничних елементівA3 і А4, а виконання умов пуску алгоритму контролює елементА5.

Для недопущення випадкових відключень навантаження при короткочаснихсрабативаниях граничних елементів в функціональну схему запроваджено елемент затримки А6. Значення F< та палестинці час затримки є фіксованими і змінюються.

Задля більшої кількох черг розвантаження за алгоритмомАЧР-С функціональна схема то, можливо доповнена ще однією (див. релеК2) чи декількома вихідними реле і одного (див. елементА7) чи декількома елементами затримки, витримка у яких перевищує витримку часу елемента А6.

При їх настроюванні пристроїв, що реалізують алгоритмАЧР-С, що необхідно датиуставку F'>.

1.4Совмещенная частотна розвантаження

Для раціонального відключення черг навантаження передбачають об'єднання дії всіх розглянутих раніше алгоритмів однією виконавчий орган (вихідний реле) чи, як, поєднують у кожному поєднанні дію різних алгоритмів однією й саму щабель навантаження.

Процес роботи такого алгоритму ілюструє рис. 1.7, у якому суміщені все три раніше розглянутих графіка зміни частоти, характеризуючих роботу алгоритмівАЧР-1,АЧР-2 іАЧР-С.

Якщо зміна контрольованій частоти у системі відбуватиметься за лінії 3, колиf ' > F', то відключення навантаження відбудеться революції у часt1.

При зміні частоти лінією 2 запуск алгоритмуАЧР-С немає зміну частоти зі швидкістю, меншоюуставки спрацьовування цього алгоритму. Проте за досягненні частотою значення FпАЧР-1 (моментt3) алгоритмАЧР-1 запускається. Через проміжок часу Т>АЧР-1 (момент спрацьовуванняt>cp) алгоритмАЧР-1 спрацьовує, і відбувається відключення навантаження.

>Рис. 1.7. Графіки зміни частоти, що характеризують роботу алгоритму поєднаною частотною розвантаження

 

>Рис. 1.8. Узагальнена функціональна схема алгоритму поєднаною частотною розвантаження

Останній із аналізованих алгоритмів —АЧР-2 діє аналогічно і, якщо значення контрольованій частоти не повернулося до FBАЧР-2, спрацьовує в останній моментt5.

Усе дозволяє представити узагальнену функціональну схему алгоритму поєднаною частотною розвантаження як, показаний на рис. 1.8. Фактично, вона є об'єднання раніше розглянутих узагальнених функціональних схем окремих алгоритмів.

При настроюванні пристроїв частотною розвантаження для алгоритму поєднаною частотною розвантаження задають:

FпАЧР-1— частоту пуску алгоритмуАЧР-1 (елемент А4);

FпАЧР-2 — частоту пуску алгоритмуАЧР-2 (елемент А6);

FBАЧР-2 — частоту повернення алгоритмуАЧР-2 (елемент А 7);

F>бл — швидкість зміни частоти, під час досягнення якої блокується робота алгоритмуАЧР-1 при замкнутому становищі програмного ключа SA1 (елементА5);

F'> — швидкість зміни частоти, коли він відбувається запуск алгоритмуАЧР-С (елементА10);

T>ачр-1 — час спрацьовування алгоритмуАЧР-1 (елементіА15);

T>ачр-2 — час спрацьовування алгоритмуАЧР-2 (елементіА16);

U< — напруга, коли відбувається прискорення спрацьовування алгоритмуАЧР-2 (раніше моменту часу,задаваемого елементомА16) при замкнутому становищі програмного ключа SA2.

1.5 Включення навантаження за частотою (>ЧАПВ)

Через війну спрацьовування алгоритмів частотною розвантаження відбувається відновлення частоти (див. графіки зміни частоти у часі, показані рис. 1.7) до значення F>ЧАПВ (моменти часуt4,t7,t8 на рис. 1.7 для ліній 2, 3 і одну відповідно), що дозволяє включити навантаження, відключену раніше за сигналами алгоритмів АЧР. Виконання умов, дозволяють включити навантаження, контролює алгоритм включення навантаження за частотою (>ЧАПВ) (рис. 1.9). Той самий алгоритм формує відповідні сигнали вмикання навантаження.

>Рис. 1.9. Узагальнена функціональна схема алгоритмуЧАПВ

Щоб не допустити спрацьовування алгоритмуЧАПВ при зниженому напрузі мережі в узагальнену функціональну схему алгоритму повинен бути запроваджений елемент, контролюючий напруга сіті й дає дозволу включення навантаження лише за певне значення U>.

У узагальненої функціональної схемою алгоритмуЧАПВ (рис. 1.9) є спеціальний ключ SA1, дозволяє доповнити даний алгоритм вузлом контролю напруження і цим врахувати особливості роботи енергосистеми.

У функціональної схемою передбачено використання зовнішнього, не що з роботою алгоритму, сигналу "ЗаборонаЧАПВ", блокуючого роботу алгоритмуЧАПВ.

При їх настроюванні роботи алгоритму за умов що необхідно дати такіуставки:

F>чапв > — за частотою запуску (повернення) алгоритмуЧАПВ (елементA3);

U> — за напругою дозволу спрацьовування алгоритмуЧАПВ при нижньому становищі контакту програмного ключа SA1 (елементA4);

T — по витримці часу алгоритмуЧАПВ (елемент А6).

Витяг часу каналу за напругою (елементA5) не регулюється і покликана служити усуненнясрабативаний

Страница 1 из 3 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація