8 сем (станции+реле) / Экзамен / Автоматика расписанные билеты

• Срабатывание устройств делительной автоматики минимального напряжения.

(Предотвращает подачу напряжения от резервного источника на поврежденный элемент. Эти устройства должны действовать перед срабатыванием АВР)

•Срабатывание защит при КЗ. Эти защиты могут вызывать глубокое снижение напряжения в месте установки сетевого АВР. Это требование аналогично местным АВР.

•Согласование с другими устройствами. Это устройства АПВ, другие устройства АВР. На линиях, на питающих подстанциях необходимо также отметить ускорение действий сетевых АВР, также, как и местных. В некоторых случаях допустимо не ждать срабатывания АПВ на питающей линии или АВР питающей сети, но при этом следует соответствующим образом выбирать уставки по времени для делительной автоматики и сетевого АВР. Если по какой-либо причине делительная автоматика не установлена, то в схеме питающей линии необходимо предусмотреть контроль отсутствия напряжения на линии для того, чтобы не возникла ситуация, когда мы после АВР будем выполнять АПВ. Это особенно важно в сетях, где не допускается даже кратковременное замыкание между 2 источниками.

4. Однократность действия.

Также, как и для местных АВР должно выполняться требование к однократности действия.

5. При действии сетевого АВР должно быть обеспечено быстрое отключение устойчивого КЗ устройствами РЗ.

Также, как и для местных должно быть обеспечено быстрое отключение устойчивого КЗ. Т.е. защита после АВР должна действовать с меньшей выдержкой времени.

9.6. Автоматическое включение резервного питания и оборудования на блочных ТЭС. Основные принципы. Требования к выполнению.

Устройства АВР является обязательным на всех тепловых электростанциях, поскольку питание нагрузки СН осуществляется от одного рабочего источника, который должен автоматически в случае чего заменён резервным источником.

Автоматическое включение резервных трансформаторов СН должно быть обеспечено в случаях, вызывающих исчезновение напряжения на шинах СН при:

-отключении рабочего питающего элемента защитой от внутренних повреждений;

-ошибочном или самопроизвольном отключении любого из выключателей;

-отключение блоков с ответвлением на СН от своих защит (отключение блоков Г-Т)

-отключении шин генераторного напряжения, от которых питаются рабочие источники СН.

При КЗ на шинах секции 6 кВ АВР блокируется для уменьшения тяжести повреждения электрооборудования и увеличения долговечности кабелей.

В схеме устройства АВР предусматривается однократность действия, поскольку включение резервного источника на не отключившееся КЗ в рабочем источнике недопустимо, так как это привело бы к увеличению повреждений в нём. Поэтому схема АВР должна быть выполнена так, чтобы автоматическое включение резервного источника было возможно только после отключения выключателей рабочего источника питания от шин РУСН.

Устройство АВР должно обеспечить возможность быстрого включения резервного источника питания, так как чем скорее восстанавливается напряжение на шинах СН, тем меньше торможение электродвигателей и тем легче режим их самозапуска. Для этой цели схема устройства АВР должна обеспечивать действие без выдержки времени на включение резервного источника питания в тех случаях, когда исчезновение напряжения на шинах СН произошло в результате отключения выключателя рабочего источника от защит (или ошибочном/самопроизвольном его отключении).

В случаях исчезновения напряжения на шинах СН (при включенных выключателях рабочего питающего элемента) пуск АВР производится от органа минимального напряжения. При этом рекомендуется контролировать наличие напряжения на резервном источнике питания. Схема устройства АВР в этом случае действует с выдержкой времени на отключение выключателя рабочего питающего элемента, после этого происходит автоматическое включение резервного источника питания. Это необходимо для отстройки

от длительного понижения напряжения на шинах СН в сети, питающейся от рабочего элемента, и в сети, от которой этот рабочий элемент получает питание.

Особенно необходимо обеспечить безотказное действие устройства АВР на блочных тепловых электростанциях при отключении блоков. Отключение СН мощных блоков представляет опасность для сохранности оборудования, и поэтому следует предусмотреть включение резервного источника с временем, не превышающим допустимое, чтобы обеспечить бесперебойную работу дымососа, дутьевого вентилятора и других механизмов. Предусматривается также автоматическое отключение рабочего трансформатора блока и включение резервного от АВР при асинхронном режиме работы генератора блока для обеспечения нормального напряжения на шинах РУСН 6 кВ. Во всех указанных случаях отключения выключателей рабочего трансформатора устройство АВР действует без выдержки времени на включение резервного трансформатора.

9.6.1. Схема АВР трансформаторов собственных нужд блочных тепловых электростанций.

На рисунке приведена схема АВР трансформаторов собственных нужд блочных тепловых электростанций. Показанный в этой схеме рабочий трансформатор Т1 имеет расщепленные обмотки и подключен отпайкой к генератору G1. Два резервных трансформатора Т2 и Т3 присоединены к магистралям резервного питания 6 кВ А и В. Выключатели высшего напряжения резервных трансформаторов Q21 и Q31 нормально включены, и выключатели стороны низшего напряжения Q2A и Q2B, Q3A и Q3B включены. В рассматриваемой схеме имеется возможность замены рабочего трансформатора любого блока любым из двух резервных Т2 и Т3. В зависимости от того, какой из резервных трансформаторов используется, включаются выключатели Q4A, Q4B или Q5A, Q5B (секционные выключатели устанавливаются через два блока).

Всхеме показано АВР выключателей, обеспечивающих восстановление питания секции собственных нужд (СН), питающейся нормально от рабочего трансформатора Т1.

Вслучае аварийного отключения Т1 будут включен выключатель Q1A.

Эта схема в целом та же, что и сверху, просто побольше. Тут суть та же, что МРП всегда находится под напряжением, но обесточена. Если на шинах теряется питание, то включается резервный ввод на шину.

9.7. Автоматическое включение резервного питания и оборудования на АЭС. Принципы выполнения.

На атомных электростанциях ряд установок собственных нужд требуют повышенной надёжности. В зависимости от требований надёжности электроснабжения потребители СН АЭС разделяются на три группы.

К первой группе относятся потребители, требующие повышенной надёжности электроснабжения и не допускающий перерыва питания более чем на доли секунды во всех режимах, включая режим полного исчезновения напряжения переменного тока как от рабочих, так и от резервных трансформаторов собственных нужд, и требующие надёжного питания после срабатывания аварийной защиты (АЗ) реактора. К этой группе относятся: контрольно-измерительные приборы и защита реактора; приборы технологического контроля реактора и его систем; электромагниты приводов систем управления и защиты (СУЗ), удерживающих стержни управления в заданном положении, и др.

Ко второй группе относят потребители, также требующие повышенной надёжности электроснабжения, но допускающие перерывы питания на несколько десятков секунд и даже несколько минут. К этой группе относят: механизмы расхолаживания реактора и локализации аварий в различных режима; механизмы, обеспечивающие сохранность основного оборудования при полном погашении АЭС (маслонасосы турбин и уплотнений вала генератора); системы биологической и технологической дозиметрии и др.

К третьей группе относят потребители, не предъявляющие повышенных требований к надёжности электроснабжения, допускающие перерывы питания на время действия АВР и не требующие обязательного наличия питания после срабатывания АЗ ректора. К такой группе относятся: главные циркуляционные насосы (ГЦН) с большими моментами инерции и др. К надёжности электроснабжения этих потребителей предъявляют такие же требования, как к надёжности электроснабжения СН на ТЭС.

Питание шин нормальной эксплуатации ВА осуществляется так же, как и на ТЭС от двух трансформаторов (основного и резервного).

Шины BV повышенной надёжности связаны с шинами ВА через два выключателя Q1 и Q2. В случае исчезновения напряжения на шинах ВА и BV на длительное время связь с шинами ВА (Q1 и Q2) отключится, а в работу будет введёт дизель-генератор GV, находящийся в режиме «горячего резерва», готовности к пуску и принятию нагрузки через

15с.

Для потребителей 0,4 кВ второй группы предусмотрена секция CV, получающая питания от трансформатора Т1. Потребители первой группы 0,4 кВ получают питание от агрегатов бесперебойного питания АБП. Секции 0,4 кВ первой группы выполнены из шкафов с тиристорными коммутационными устройствами и получают питание от автономных инверторов-преобразователей постоянного тока в переменный UZ1, присоединённых к щиту постоянного тока 0,22 кВ.

Щит получает питание от выпрямителя VS2, а при исчезновении напряжения – от аккумуляторной батареи GB1, работающей в режиме «буфера». Выпрямитель VS1 служит для постоянного подзаряда аккумуляторной батареи в нормальном режиме.

9.8.Определение параметров срабатывания устройств АВР.

1)отстройка от КЗ

2)отстройка от самозапуска

3)отстройка от КЗ

4)проверка наличия напряжения

Основным параметром срабатывания будут пусковой орган минимального напряжения и второе – выдержка времени.

На Рисунке 1 отмечены характерные повреждения, которые необходимо рассмотреть при определении параметров срабатывания.

К1: на Рисунке 1 Л1 резервируется линией Л2. По идее, АВР запускается при аварии на самой линии, но от этого ушли, т.к. пришлось бы выбирать изощрённые избирательные пусковые органы, которые очень чётко фиксировали бы место повреждения, всё это неоправданно и сложно.

Если авария происходит вне рабочей линии, то схема АВР блокируется – переход на резервную линию не выполняется (+: простота). При исчезновении напряжении на резервируемых шинах – пуск АВР выполняется.

К2-4: приводить в действие устройство АВР не имеет смысла, если разговор идёт только о контроле напряжения. Если взять К2, то АВР запустится, чтобы избежать неправильную работу АВР нужно поставить дополнительную выдержку по времени, либо поменять напряжение срабатывания.

К5: отстроиться по напряжению не получится. Поэтому отстраиваемся от КЗ, либо за Т, либо за ректором (либо К3 либо К4). Поэтому напряжение пуска АВР должна быть меньше остаточного напряжения на сборных шинах при КЗ за реактором или Т (формула 1, кн – коэффициент надёжности отстройки).

Ещё напряжение падает при самозапуске. Схема АВР не должна приходить в действие (формула 2), с.з– напряжение в момент самозапуска, кн – коэффициент надёжности (1,2— 1,3).

При расчёте этих напряжений получается, что напряжение пуска равно 30-40% от номинального.

Есть ещё случаи, в которых нельзя отстроиться от напряжения. Это при КЗ на отходящей линии. Если КЗ произошло сразу за выключателем, то это вызовет снижение напряжения на шинах, что равносильно КЗ на самой шине. Поэтому это КЗ должно быть отключено соответствующими комплектами защит, которые действуют на соответствующий выключатель. Поэтому нельзя отстраиваться от напряжения. Всё, что остаётся, — отстройка по времени. Время действия АВР выбирается большей на ступень селективности, чем у отходящей защиты (формула 3).

Переход на резервную линию Л2 оправдан, если она готова принять нагрузку. Для этого явного резервирования Л2 должна быть под напряжением, тут необходимо контролировать напряжение (с помощью пускового органа максимального напряжения) и для этого пускового органа выбирается напряжение срабатывания (формула 4). Минимальное значение напряжения в рабочем режиме, кв = 0,85 (коэффициент возврата), кн =1,2 (коэффициент надёжности).

При неявном резерве (если схема с секционном выключателем) нужно учесть, что в момент выключения секционного выключателя потребители неповреждённой секции испытывают снижение напряжения, но перерыва нет (потому что подключаются заторможенные двигатели, начинается процесс самозапуска и снижается напряжение на секции, которая выполняет резервирование). По линии будет протекать суммарный ток, и в этом случае защита резервной линии не должна срабатывать, поэтому необходимо правильно выбирать ток срабатывания этой линии, он должен быть отстроен от тока самозапуска при АВР (формула 5).

Подводя итог:

—Связаны с выбором устройства срабатывания АВР: минимальное напряжение, напряжение пускового органа максимального напряжения.

—По формулам:

1)30 — 40% от номинального

2)30 — 40% от номинального

3)ступень селективности: 0,3 — 0,5 с.

4)80% от ном.

В действительности необходимо выполнить серию расчётов, узнать какое остаточное напряжение на шинах, узнать какое минимальное напряжение в рабочем режиме, и потом выполняется установка конкретных значений.

10.1. Общие сведения об изменении частоты в ЭС (понятия: регулятор скорости, регулятор частоты, лавина частоты, лавина напряжения)

Пока в энергосистеме имеется вращающийся резерв активной мощности, системы регулирования частоты и мощности будут поддерживать заданный уровень частоты.

После того как вращающийся резерв будет исчерпан, дефицит активной мощности,

вызванный отключением части генераторов или подключением новых потребителей,

повлечёт за собой снижение частоты в энергосистеме.

Небольшое снижение частоты (на несколько десятых герца) не представляет опасности для нормальной работы энергосистемы, хотя, как уже отмечалось выше, и влечёт за собой ухудшение экономических показателей. Снижение же частоты более чем на 1—2 Гц представляет серьёзную опасность и может привести к аварии энергосистемы.

Это в первую очередь определяется тем, что при понижении частоты снижается частота вращения электродвигателей, а следовательно, и производительность приводимых ими механизмов собственного расхода тепловых электростанций. Вследствие снижения производительности механизмов собственного расхода резко уменьшается располагаемая мощность тепловых электростанций, особенно электростанций высокого давления, что влечёт за собой дальнейшее снижение частоты в энергосистеме. Таким образом,

происходит лавинообразный процесс — «лавина частоты», который может привести к полному обесточиванию энергосистемы. Следует также отметить, что современные крупные паровые турбины не могут длительно работать при низкой частоте из-за опасности повреждения их рабочих лопаток.

Процесс снижения частоты в энергосистеме сопровождается также снижением напряжения, что происходит вследствие уменьшения частоты вращения возбудителей,

расположенных на одном валу с основными генераторами.

Если регуляторы возбуждения генераторов и синхронных компенсаторов не смогут удержать напряжение, то также может возникнуть лавинообразный процесс — "лавина напряжения" так как снижение напряжения сопровождается увеличением потребления реактивной мощности, что еще более осложнит положение в энергосистеме.

Аварийное снижение частоты в энергосистеме, вызванное внезапным возникновением значительного дефицита активной мощности, протекает очень быстро — в течение нескольких секунд. Поэтому дежурный персонал не успевает принять каких-либо мер,

вследствие чего ликвидация аварийного режима должна возлагаться на устройства автоматики. Для предотвращения развития аварии должны быть немедленно мобилизованы все резервы активной мощности, имеющиеся на электростанциях. Все вращающиеся агрегаты загружаются до предела с учётом допустимых кратковременных перегрузок.

При отсутствии вращающегося резерва единственно возможным способом восстановления частоты является отключение части наименее ответственных потребителей. Это и осуществляется с помощью специальных устройств автоматической частотной разгрузки (АЧР), срабатывающих при опасном снижении частоты.

Регулятор частоты

Рис. 1. Изменение частоты при возникновении дефицита активной мощности: I - при отсутствии АЧР; II - при наличии АЧР

На рис. 1 приведены кривые, характеризующие процесс изменения частоты в энергосистеме при внезапном возникновении дефицита активной мощности. Если в энергосистеме отсутствует АЧР, то снижение частоты, вызванное дефицитом активной мощности, будет продолжаться до такого установившегося значения, при котором за счёт регулирующего эффекта нагрузки и действия регуляторов частоты вращения турбин вновь восстановится баланс генерируемой и потребляемой мощности при новом, сниженном значении частоты (кривая I).