(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОГРАНИЧЕНИЯ ЧАСТОТЫ УЗЛА
ЭНЕРГОСИСТЕМЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕЫИЯ Установка репе частоты доллша быть выбрана такой, чтобы обеспечить его отстройку от повышения частоты, возможного в нормальных условиях эксплуатации; от повышения частоты при синхронных качаниях; от повышения частоты, вызванного небольшими избытками мощности, которые не могут привести к опасному повышению час1х ты. Выполнепие первого условия не встречает затруднений, так как в нормальной эксплуатации не может быть значительных повышений частоты. Что же касается второго и третьего ус , то исследования, проведенные для различных стадий аналитически и на моделях, показали невозможность их выполнени при использовании пускового органа, включающего только реле частоты, С целью повышения эффективности по пр лагаемому способу измеряют величину ак тивной мощности, выдаваемой рассматрива мым уаюм энергосистемы, и устанавливаю час готу, при которой осуществлякТ указан ное отключение или отделение в обратной пропорции относительно величины измеренной активной мощности. Для повышения селективности при синхронных качаниях устройства, реализуюшего предлагаемый способ, в него введены дополнительный элемент контроля частоты и орган контроля активной мощности, вы-даваемой узлом в исходном режиме, причем выходные цепи элементов контроля частоты соединены с исполнительным органом через органы контроля активной мощно ти так, что в цепь элемента контроля частоты, имеющего большую частоту срабатыв ния, включен орган контроля активной мощ ности, имеющий меньшую мощность срабатывания, С целью отстройки от избытков мощности, не опасных с точки зрения повьшения частоты, устройство дополнено элементом контроля частоты, через элемент выдержки времени подключенным к двум элементам запрета, включенным в цепь, связываю щие элементы контроля частоты с органа- ми контроля активной мошлости, причем если после срабатывания дополнительного элемента контроля частоты, имеющего наименьшую частоту срабатывания,следующие по частоте срабатывания элементы контроля частоты подействуют после срабатывания элемента выдержки времени, что свидетельствует о медленном нарастании час тоты, то действие устройства блокирует с я элементами запрета. На фиг. 1 изображена структурная схема устройства, реализующего способ автоматического ограничения частоты; на фиг. 2диаграмма, показывающая вид зависимости максимальной частоты при синхронных качаниях от передаваемой мощности (I) , характеристику настройки зависимого элемента частоты (11) и ее ступенчатую аппроксимацию (III ); на фиг. 3 - диаграмма, показывающая вид зависимости максимальной скорости вращения от величины избытка мощности. Устройство содержит элементы контроля частоты 1,2,3 из которых элемент 1 является пусковым с частотой срабатыва1 ия f , а 2 и 3 - рабочими, с час1ютами срабатывания { и ij-y- соответственно. Элемент 1соединен с элементом выдержки времени 4. В цепи всех элементов контроля частоты 1-3 включены логические элементы запрета 5-7, осуществляющие запрет прохождения сквозного сигнала при наличии отрицательного сигнала. Выходы элементов запрета G и 7 в цепях рабочих элементов контроля частоты 2 и 3 соединены с органами измерения активной мощности 8,9 и 1О. Мощности срабатывания органов 8 и Ю равны РС . Мощность срабатывания орга«« О - , Цепь, состоящая ,из элемента контроля частот1з1 с меньшей частотой срабатывания (2),; последовательно включенного с органом фиксации активной мощности, имеющим большую мош.ность срабатывания (8), а также параллельно включенная ей цепь, состоящая из элемента контроля частоты с большей частотой срабатывания (3), последовательно включенного с органом фиксации активной мошн1х;ги , имеющим меньшую мощность срабатывания (О), образуют первую ступень воздействия на исполнительный opi-ан. Последовательно включенные органы 3 и 7 образуют вторую ступень воздействия на исполнительный орган. При увеличении частоты nepBbiM срабатывает э.чомент контроля частоты 1 и запускает элемент выдержки времени 4, При дальнейшем достижении частоты срабатывания элемента контроля частоты 2прекращается отсчет времени элементом 4. Егсли к этому моменту элемент выдержки Бремени 4 не успел сработать, подается воздействие на орган измерения активной мощности 8. Если срабатывание рабочего органа частоты произошло после .батывания элеиента выдержки времени, что означает медлега1ое нарастание частоты, действие устройства блокируется элемента|ми запрета 6 и 7, установленными в цепях элементов 2 и 3. При дальнейшем увеличении частоты срабатывает элемент контроля частоты 3 и при отсутствии блокировки элементом 7 подает воздействие на органы измерения активной мощности 9 и 1О, фиксируюшие уровень активной мощности в предшествующем повреждению режиме. В зависимости от того, какова была мош.ность в исходном режиме, первая ступень воздействия на исполнительный орган подается при достижении частотой уровня срабатывания элемента контроля частоты 2 или 3. Вторая ступень воздействия на исполнительный орган подае ся в тех случаях, когда при большей велич не исходной мощности частота достигает ур ня срабатывания второго рабочего органа частоты (3), Вторая ступень действует на отключение большего, чем первая, числа ге нераторов, на отделение тепловых станций и т. п. Устройство (фиг, 1) реализует предлага мый способ в несколько упрощенном виде, что соответствует уровню имеющейся в настоящее время промышленной аппаратуры. Согласно предлагаемому способу, пусковой орган должен выполняться с характеристикой срабатывания: i-KP54 где i -частота; p|,g -величина активной мощности, выдав мой из рассматриваемого узла в энергосист му в режиме, предшествующем повреясдению К -коэффициент, учитывающий угол наклона характеристики. Да1шая характеристи ка аппроксимирует зависимость величины максимальной частоты при критических син хронных качаниях от активной мошности, передаваемой по связи в доаварийном режи ме. Вид характеристики ( f ) и аппроксимирующей кривой (11) показан на фиг. 2. При этом имеется в виду, что при аварийном избытке мошности максимальная величина частоты увеличивается с увеличением избытка мошности. Избыток мошности соответствует мошности, вы.даваемой до аварии узлом в энергосистему, то есть Вид этой зависимости величине показан на фиг. 3. Эффект от предлагаемо го спсюоба заключается в том, что при больших избытках мощности, когда возникает наиболее опасное повышение частоты, автоматика срабатьшает весьма быстро, так как мала установка по частоте. С уменьшением избыточной мощности узла автоматика загруб яется, но и опасность от повышения частоты уменьшается. При этом обеспечивается надежная отстройка автоматики от режима синхронных качаний. Ступенчатая аппроксимация зависимоти величины максимальной частоты при ачаниях от активной мсшности применительно к структуре фиг. 1 псжазана кривой 1П на фиг. 2. В качестве примера испольовано два элемента контроля частоты и два органа контроля активной мощности. Мошность срабатывания органа мощности PC-V. выбирается такой, чтобыI исключить срабатывание устройства при збытках мощности Р , которые не мо- ут привести к опасному повышению частоты. Соответствующая частота срабатываj. определяется по характеристике I (фиг.). Частота срабатывания { выбирается как можно меньш.ей н Taic, чтобы исключить срабатьшание устройства при нормальной эксплуатации. Мощность срабатывания второй ступени Pg выбирается соответствующей ij по характеристике ,1 Дфиг. 2). Поскольку срабатывание элемента контроля частоты не дает полной информации о действительном избытке мощности, /воздействие на отключение генераторов целесообразно осуществлять несколькими ступенями. Обычно неиолесообразно использовать больше двух-трех ступеней. Из них первые настраиваются на расчетный избыток мощности, а последняя ступень является корректирующей. I При использовании отдельных элементов Контроля реле частоты и мошности ступени, аппроксимирующие характеристику зависимости частоты от мощности, могут быть испол - зованы и для изменения количества отклю-j чаемых генераторов.i При небольших избытках мощности и при медленном развитии процесса повышения чар|тоты увеличение частоты до срабатывания (дусковых органов, поскольку их установки jno частоте малы, вообше не свидетельству- toT об опасном повышении частоты; избыток мощности может быть Л1псвидирован действй|ем регуляторов скорости гидротурбин. Для отстройки от таких режимов пре дуема три ва-ется блокировка устройства в тех случаях, когда скорость изменения частоты невелика. Указанная блокировка может быть выполне а с помощью релейной схемы. Элемент выдержки времени запускается при срабатыва-НИИ специального пускового органа частоты о низкой частотой срабатывания. Если рабоЬ чий пусковой орган срабатывает после замыхания контакта элемента выдержки времени устройство блокируется. Установка элемент
выдержки времени t., должна выбираться pt соответствии ( выражением:
c-v. е.п.
C.V.
гдв;1.у И ig,,;- частота срабатывания,
Гбочего ипусйовогЬ органа частоты;; У| скорость изменения частоты, при; Которой невозможно ее повышение до опас-. Ю нмх вначений.
Формула иеобретения
1. Способ автомашческого ограниче- 16 няя частоты узла энергосистемы, включаю щего тепловые эпектроотаиции и существенно превышающие их по мощности гидроэлектро-. ств1шяи,в случав его отдепення с избыт- , ком мощности от энергосистемы, путем 20 контроля повышегиш частоты рассматриваемого узла энергосистемы и последующего отелючения части гидрогенераторов узла или отделения тепловых станций с их местной нагрузкой, отличающийся 25 тем, чтэ, с целью повышения эффективности ограничения, измеряют величину активной моишости, выдаваемой рассматриваемым узлом энергосистемы, и устанавливают частоту, при которрй осуществляют 30 указанное отключение или отделение в
о(тной пропорции относительно величины измеренной активной мощности,
2.Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее пусковой орган с элементом контроля частоты, воздейсгвующий на исполнительный орган, отключающий часть гидрогенераторов или отделяющий тепловые станции с их местной нагрузкой, отличаю щ , ее я, тем что, в пусковой:орган введен дополнитель яый элемент контроля частоты и орган контроле активной мощности, выдаваемой узлом в исходном режиме, причем выходные цепи элементов контроля частоты соединены с исполнительнь1м органом через |органы контроля активной мощности так,, что в цепь элемента контроля частоты, имеющего большую частоту срабатывания, включен орган контроля активной мощности, имеющий меньшую мощность срабатывания,
3.Устройство по п. 2, отличающееся тем, что, с целью отстройки
от избытков мощности, не опасных с точки зрения повышения частоты, оно дополнено элементом контроля частоты, подключенным через элемент выдержки времени к двум элементам запрета, включенным в цепи, связывающие элементы контроля частоты с органами контроля активной мощгности.
Фиъ f
какс fc.y
J.
c-i2
cy/
Pcy, PMUH
Риз5 Pnep
Фиг.З
