Рис.8. Характеристики изменения углов генераторов при ресинхронизации

8. Определение параметров срабатывания пусковых органов ПА

 

    В системах АПНУ применяются различные  пусковые органы, фиксирующие возмущения и аварийную перегрузку электропередач. Фиксация возмущений осуществляется различными способами:

• по тяжести КЗ (1ф КЗ, 2ф КЗ, 3ф КЗ);

• по величине сброса мощности, передаваемой по связи;

• по положению выключателей при отключении элементов ЭЭС.

    Фиксация  аварийной перегрузки электропередач может осуществляться по увеличению передаваемой активной мощности, либо увеличению тока, либо увеличению угла.

    С целью выявления асинхронных  режимов устройства АЛАР могут контролировать углы по передачам, ток и направление мощности по передачам, сопротивления на зажимах реле, установленных на электропередачах, и направление мощности и др.

    Определение параметров срабатывания устройств ПА зависит от вида применяемых пусковых органов. 

    Выполнение  расчетов

    Система АПНУ ЭЭС призвана обеспечивать статическую  устойчивость в заданном послеаварийном режиме и динамическую устойчивость при заданном аварийном возмущении. Аппаратура АПНУ должна быть установлена на ПС Н, ПС З, ГРЭС 3, ГРЭС 4.

    Для ввода в действие автоматики статической  устойчивости выбираем пусковой орган, реагирующий на увеличение угла по передаче 15-17. (Обозначим его ПО2 на рисунке 9). Это так называемое устройство фиксации аварийной перегрузки связи, реагирующее на увеличение угла. Оно представляет собой шкаф на интегральных микросхемах типа ШДЭ 2601, имеющий в своем составе цифровые датчики разности фаз 2 напряжений и блок скольжения; выполненный с помощью 2 датчиков  частоты.

    В общем случае устройство имеет отдельные  реагирующие органы, фиксирующие статическую и динамическую перегрузки связи. Угол срабатывания органа фиксации статической перегрузки электропередачи определяется по выражению

    

    где δ_су – угол срабатывания;

    К_н – коэффициент надежности, К_н=1,05–1,1;

    Δδ  – погрешность аппаратуры (6⁰);

    δ_{i,j пр.ст} – значение разности фаз напряжений в контролируемых узлах в режиме, предельном по условию статической устойчивости.

    В данном случае δ_i,j=δ_U15-19, т. к. контролируется линия 15-17.

    δ_{U15-19 пр.ст}=75,4 и δ_су=75,4/1,07–6=66,5.

    Для ввода в действие автоматики динамической устойчивости выбираем пусковой орган, фиксирующий вид и тяжесть КЗ. (Обозначим его ПО1 на рисунке 9). Параметры срабатывания ПО1 определяются заданным видом и длительностью КЗ.

    Система АЛАР, связанная с рассматриваемым  возмущением, должна быть представлена 3 комплектами, установленными на ПС Н, ПС М и ГРЭС 4. В качестве основных пусковых органов АЛАР выбираем устройства, реагирующие на увеличение углов:

    - для связи ГРЭС 4 – ПС М:  - угол между вектором ЭДС эквивалентного генератора ГРЭС 4 и вектором ЭДС эквивалентного генератора ГРЭС 3.

    При выборе уставок срабатывания по углу необходимо отстроить АЛАР от синхронных качаний (изменение углов при КЗ без нарушения динамической устойчивости):

    

     - коэффициент отстройки (1,1);

     - максимальный угол в первом  цикле синхронных качаний, при  котором еще сохраняется динамическая  устойчивость (предельный угол по  условию динамической устойчивости).

    По  результатам расчета динамической устойчивости с учетом УВ определяем:

    

 

    9. Выбор схем и настройка устройств ПА 

    В курсовом проекте задачи выбора схем ПА и их настройки решаются в ограниченном объеме.

    Рассматривается схема релейно-контактного устройства автоматической дозировки управляющих воздействий (АДВ), выполненного на основе диодного матричного коммутатора (рисунок 9). Нa этом рисунке представлены: схема цепей переменного тока и напряжения (рисунок 9,а), схема фиксации мощности исходного режима (рисунок 9, б) и схема цепей дозировки.

    Схемы (рисунок 9, а, б) представляют собой аналого-релейный преобразователь(АРП), схема (рисунок 9, в) – шинный коммутатор, к горизонтальным шинкам которого подключается цепи контактов выходных реле АРП, а вертикальные шинки являются входными цепями исполнительного устройства.

    Устройство  АДВ дозирует мощность отключаемых  генераторов в зависимости от передаваемой мощности Р_исх по контролируемой связи и от схемы ЭЭС: нормальной или послеаварийной (переключатели Н и П). Вид возмущения оценивается посредством пусковых органов: ПО1 и ПО2 (и более, если необходимо).

    Требуется настроить АДВ в соответствии с выбранными УВ для обеспечения  статической устойчивости в послеаварийном режиме и для обеспечения динамической устойчивости, т.е. установить зависимость между видом возмущения, исходным состоянием схемы и режима ЭЭС и необходимыми УВ. Для этого надо определить местоположения гнезд для включения штырей контактных разъемов шинного коммутатора. При этом считать, что количество ступеней ОГ для всех схем одинаково и равно 6: Р_он1=10%, Р_он2=20%, Р_он3=30%, Р_он4=50%, Р_он5=70%, Р_он6=100% (от исходной мощности нагрузки). Количество ступеней исходной мощности Р_исх также равно 6.

    При настройке АДВ найденной ступени  ОН ставить в соответствие такую же ступень Р_исх значения мощности по контролируемой связи при нормальной схеме ЭЭС.

    Выполнение  расчетов

    Выполним  настройку АДВ для реализация ОН на электростанции ГРЭС 4 (узел 19) с целью сохранения динамической устойчивости ЭЭС. Выбранная величина ОН в узле 19 составляет 6,5% от исходной нагрузки. Это соответствует первой ступени ОН (первой вертикальной шинке коммутатора).

    Так как исходным является режим при  нормальной схеме ЭЭС, соответствующая горизонтальная шинка коммутатора должна подключаться к третьему выходу АРП: реле мощности KW3, выходному реле KL3, контактами KL3 . В качестве контролируемой ветви намечается линия 15-17. Мощность в исходном нормальном режиме по этой линии составляет Р_исх=916,6 МВт. Таким образом, мощность срабатывания реле KW2 определяется по величине 916,6 МВт. Исходным режимом в данном случае является нормальный, т.е. цепь реализации ОН формируется через переключатель «Н». Пусковой орган установлен на шинах 330 кВ ПС З, он фиксирует рассматриваемое возмущение. На рисунке 9 цепями данного пускового органа являются цепи ПО1. Все перечисленные условия определяют место положения гнезда штыря контактного разъема шинного коммутатора: пересечение 1-й вертикальной и 15-й горизонтальной шинок (рисунок 9) – для реализации УВ с целью сохранения динамической устойчивости.

    Выполним настройку АДВ для реализации ОН на той же электростанции с целью сохранения статической устойчивости заданного послеаварийного режима. Выбранная доза ОН в узле 19 равна 260 МВт, что составляет примерно 8,7% от исходной мощности станции. Это соответствует первой ступени ОН (первой вертикальной шинке коммутатора). Контролируется та же ветвь 15-17. Мощность в исходном послеаварийном режиме по этой линии составляет 1220 МВт. Поставим в соответствие этой мощности 5-ю ступень Р_исх: реле мощности KW5, выходное реле KL5 , контакты KL5. Мощность срабатывания реле KW5 определяется по значению 1220 МВт. Исходным режимом в данном случае является послеаварийный, т.е. цепь реализации ОН формируется через переключатель «П». Пусковой орган (ПО2) фиксирует перегрузку связи 15-17 и срабатывает при достижении контролируемым углом значения δ_су, замыкая цепь ПО2 на рисунке 9. Перечисленные выше условия определяет место положения гнезда для включения штыря контактного разъёма шинного коммутатора: пересечение 1-й вертикальной и 11-й горизонтальной шинок (рисунок 9) – для реализации УВ с целью сохранения статической устойчивости.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Библиографический список

1. Методические указания к курсовому проекту << Противоаварийная автоматика электроэнергетических  систем >> / Сост. И. Д. Кудинов, Г. И. Булочкин ; НПИ. Новочеркасск. 1988. 41с.

2. Методические указания по выполнению расчетов на ЭВМ установившихся и управляемых переходных режимов ЭЭС / Сост. И. Д. Кудинов, Г. И. Булочкин, Л. В. Черноморенко; НПИ. Новочеркасск. 1988. 33с.