Способ выделения тепловой электростанции с барабанными котлами при аварийном снижении частоты Советский патент 1984 года по МПК H02J3/24 

На исполн. ооган делитель 1

ной автоматики

СП

СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ С БАРАБАННЫМИ КОТЛАМИ ПРИ АВАРИЙНОМ СНИЖЕНИИ ЧАСТОТБ1, согласно которому измеряют текущее значение частоты, сравнивают его с первой и второй заданными уставками частоты и при значеиии частоты. меньшем первой заданной уставки частоты, производят отделение электростанции от энергосистемы с первой заданной выдержкой времени, а при значении частоты, меньшем второй заданной уставки частоты, формиру,ют сигнал на отделение электростанции от энергосистемы с второй заданной выдержкой времени, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности электроснабжения потребителей путем исключения излишних отделений тепловой электростанции от энергосистемы при аварийном снижении частоты, дополнительно для каждого агрегата электростанции измеряют уровень воды в барабане котла, сравнивают измеренные величины с заданными уставками уровней, отделение электростанции от энергосистемы с второй S выдержкой времени производят при значении хотя бы одной измеренной величины уровня, меньшем уставки уровня.

п органо8

3

:I Изобретение относится к электротехнике, в частности к противоаварийной автоматике энергосистем. В энергосистемах широко применяется выделение тепловых электростанций с примерно сбалансированной нагрузкой или отдельных агрегатов с нагрузкой собственных нужд электростанции при глубоком или длительном аварийном снижении частоты. Глубокое снижение частоты, сопровождающееся, как правило, глубоким снижением напряжения, приводит к нарушениям работы различных механизмов собственных нужд электростанции и, как следствие, к отключению агрегатов. Длительное снижение частоты приводит, в первую очередь, к падению производительности питательных электронасосов, результатом которого является дальнейшее увеличение дефицита мошности в энергосистеме из-за снижения мощности агрегатов с прямоточными котлами и Отключения агрегатов с барабанными котлами технологической защитой от понижения уровня воды в барабанах котлов. Известен способ выделения тепловой электростанции с примерно сбалансированной нагрузкой (или, отдельных агрегатов с нагрузкой собственных нужд), согласно которому измеряют текущее значение частоты, сравнивают его с заданной уставкой, производят отделение электростанции от энергосистемы с заданной выдержкой времени, а также осуществляют контроль направлекия перетоков мощности по различным элементам энергосистемы (линиям, трансформаторам) или уровней напряжения на шинах электростанции 1. Недостатком указанного способа является возможность излишнего (преждевременкого) выделения электростанции при относительно неглубоких снижениях частоты, обусловленная независимостью выдержки времени, с которой осуществляется выделение, от уровней аварийного снижения частоты. Допустимая длительность работы агрегатов с барабанными котлами по условиям срабатывания технологической защиты по понижению уровня в барабане котла при различных уровнях снижения частоты различна (чем глубже снижается частота, тем меньше допустимая длительность). Выдержка времени (30-40 с) при относительно неглубоких снижениях частоты выбирается по наиболее тяжелому режиму (возможному снижению частоты до значений порядка 46- 46,5 Гц). В то же время, если частота снижается только до уровней порядка 47- 48 Гц, допустимая длительность работы энергоблоков существенно выше. Однако при снижении частоты до таких уровней выделение электростанции согласно указанному способу производится раньше (через 30-40 с), чем это допустимо по условиям надежной работы электростанции. Вследствие выделения электростанции (даже с примерно сбалансированной нагрузкой) увеличивается относительный дефицит мошности в отделившейся энергосистеме, утяжеляются условия протекания аварии в ней и возрастает объем отключаемой от АЧР нагрузки. Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ выделения тепловой электростанции в том числе и с барабанными котлами, согласно которому измеряют текущее значение частоты, сравнивают его с первой (как правило, 45- 46 Гц) и второй (как правило, 47-48 Гц) заданными уставками, и при глубоком снижении частоты (ниже первой заданной уставки) производят отделение электростанции от энергосистемы с первой заданной (малой) выдержкой времени (как правило, 0,5-1 с), а при длитель,ном относительно неглубоком снижении частоты (ниже второй заданной уставки) производят отделение электростанции с второй (относительно большой) заданной выдержкой времени (как правило, 30-40 с) 2. Недостаток известного способа - снижение надежности электроснабжения потребителей путем излищнего отделения электростанций при неглубоких снижениях частоты. Цель изобретения - повышение надежности электроснабжения потребителей путем исключения излишних отделений тепловой электростанции от энергосистемы при аварийном снижении частоты. Поставленная цель достигается тем, что согласно спбсобу выделения электростанции измеряют текущее значение частоты, сравнивают его с первой и второй заданными уставками частоты и при значении частоты, меньшем первой; заданной уставки частоты, производят отделение электростанции от энергосистемы с первой заданной выдержкой времени, а при значении частоты, меньшем второй заданной уставки частоты,формируют сигнал на отделение электростанции от энергосистемы с второй заданной выдержкой времени, дополнительно для каждого агрегата электростанции измеряют уровень воды в барабане котла, сравнивают измеренные величины с заданными уставками уровней, отделение электростанции от энергосистемы с второй выдержкой времени производят при значении хотя бы одной измеренной величины уровня, меньшем уставки уровня. Согласно предлагаемому способу отделение электростанции в случае длительного, но неглубокого снижения частоты происходит только при одновременном глубоком снижении уровня воды в барабане котла хотя бы одного агрегата станции. При снижении частоты, не приводящем к глубокому снижению уровней в барабанах котлов, элект-ростанция не выделяется, в результате чего

не увеличивается относительный дефицит мощности в отделившейся энергосистеме, т. е. повышается надежность электроснабжения потребителей.

На чертеже представлена структурная схема устройства для осуш.ествления предлагаемого способа.

Устройство содержит первый орган 1 измерения частоты, первый орган 2 выдержки времени, второй орган 3 измерения частоты, второй орган 4 выдержки времени, органы 5 измерения уровней воды в барабане котлов, логический элемент ИЛИ 6 и логический элемент И 7.

Органы 1 и 3 измерения частоты, входы которых предназначены для подключения к трансформатору напряжения, служат для измерения текуш,его значения частоты и ее сравнения с заданными уставками этих органов соответственно fjycr и fzvcr. При снижении частоты ниже уставок органов 1 и 3 на их выходах появляются сигналы, при частоте выше уставок этих органов сигналы на их выходах отсутствуют. В качестве органов измерения частоты могут быть, например, использованы реле понижения частоты. Органы 2 и 4 выдержки врем:ени предназначены для отсчета заданных выдержек времени соответственно tivcr и tgycT при подаче на входы этих органов сигналов с органов 1 и 3 измерения частоты. При наличии на входе органа выдержки времени сигнала с органа измерения частоты после отсчета заданной выдержки времени на выходе органа выдержки времени появляется сигнал. При снятии сигнала на входе органа выдержки времени до окончания отсчета заданной уставки по времени этот отсчет прекращается и при повторном появлении сигнала на входе органа выдержки времени отсчет уставки по времени начинается зано во. В качестве-органов выдержки времени могут быть, например, использованы реле времени. Уставка по частоте fjyci органа 1 принимается низкой (как правило, 45-46 Гц), уставка по частоте fzycr органа 3 - относительно высокой (как правило, 47-48 Гц). Выдержка времени tiytr органа 2 принимается малой (как правило, 0,5-1 с), а выдержка времени tjyiT органа 4 - относительно большой (как правило, 30-40 с).

Органы 5 измерения воды в барабане котла предназначены для измерения текущего значения h уровней и их сравнения с заданными уставками h уст. Количество органов измерения уровней равно количеству , котлоагрегатов. При снижении уровня в барабане котла ниже уставки h уст на выходе соответствующего органа измерения уровня появляется сигнал, при уровнях выше значения h уст сигнал на выходах органов 5 отсутствует. В качестве органов измерения уровней в барабанах котлов могут быть.

например, использованы датчики уровня. Уставки hycT органов измерения уровней принимаются несколько более высокими, чем уставки защит от понижения уровня в барабанах котлов, действующих на отключение агрегатов.

Логический элемент ИЛИ б предназначен для формирования сигнала при срабатывании любого из п органов измереня уровня в барабане котла. Сигнал на выходе эле0 мента ИЛИ б появляется при подаче сигнала на любой из п его входов. При отсутствии сигналов на всех его входах выходной сигнал элемента б равен нулю.

Логический элемент И 7 предназначен для формирования выходного сигнала, подаваемого на исполнительный орган делительной автоматики, только при наличии одновременно сигналов на. его входах с органа 4 выдержки времени и элемента ИЛИ б. При отсутствии обоих или одного из этих

0 входных сигналов выходной сигнал элемента И 7 отсутствует.

Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме (при частоте выше уставок органов 1 и 3 и уровнях в барабанах котлов выше уставок органов 5) отсутствуют выходные сигналы органов 1, 3 и 5 и, как следствие, органов 2 и 4, элементов б и 7. В результате этого сигнал на исполнительный орган делительной автоматики не по0 дается.

При снижении частоты ниже уставки органа 1 (глубокое снижение частоты) на его выходе появляется сигнал, подаваемый в орган 2. По истечении выдержки времени этого органа поступает сигнал в исполни5 тельный орган делительной автоматики. При снижении частоты ниже уставки органа 3 (относительно неглубокое снижение частоты) на его выходе появляется сигнал, подаваемый в орган 4. По истечении выдержQ ки времени органа 4 на его выходе появл ется сигнал, подаваемый на первый РХОД элемента И 7. При отсутствии сигнала на втором входе элемента И 7 его выходной сигнал равен нулю, и автоматика не работает. При падении уровней в барабанах котлов 5 при снижении частоты и достижении в одном из п барабанов уставки Пуст органа 5 измерения уровня с него подается сигнал на соответствующий вход элемента ИЛИ б, вследствие чего появляется сигнал на выQ ходе этого элемента, который подается на второй вход элемента И 7. При наличии сигнала на первом входе элемента И 7 появляется сигнал на его выходе, который поступает в исполнительный орган делительной автоматики. Таким образом, отделение 5 электростанции обеспечивается только при одновременном длительном снижении частоты (срабатывании органов 3 и 4) и снижении уровня ниже уставки как минимум в од111777556

ном из барабанов котла (при срабатываниисутствуют, делительная автоматика не ераодного из п органов 5). При длительномбатывает, электростанция не отделяется снижении частоты, не приводящем к глубо-от энергосистемы, в результате чего по сравкому снижению уровней в барабанах котлов,ненню с известным устройством повышается сигналы на выходах элементов 6 и 7 от-надежность энергоснабжения потребителей.