Постановление о правилах технологического функционирования электроэнергетических систем (стр. 3 )
 | Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 |
рабочая мощность электростанции – максимальная мощность, готовая к несению нагрузки, определяемая как располагаемая мощность электростанции, сниженная на величину располагаемой мощности генерирующего оборудования, выведенного в ремонт, консервацию и вынужденный простой;
ограничения мощности – величина вынужденного недоиспользования установленной мощности электростанции, не связанного с выводом в ремонт, консервацию или вынужденный простой основного и вспомогательного оборудования;
регулировочный диапазон – интервал допустимых нагрузок генерирующего оборудования по активной и реактивной мощности для нормальных условий его эксплуатации, при которых параметры генерирующего оборудования находятся в допустимых пределах;
релейная защита и автоматика — релейная защита, сетевая автоматика, противоаварийная автоматика, режимная автоматика, регистраторы аварийных событий и процессов, технологическая автоматика объектов электроэнергетики;
устройство релейной защиты и автоматики – техническое устройство (аппарат, терминал, блок, шкаф, панель) и его цепи, реализующие заданные функции релейной защиты и автоматики и обслуживаемые (оперативно и технически) как единое целое;
комплекс релейной защиты и автоматики – совокупность взаимодействующих между собой устройств противоаварийной или режимной автоматики, предназначенных для выполнения взаимосвязанных функций;
релейная защита – совокупность устройств, предназначенных для автоматического выявления коротких замыканий, замыканий на землю и других ненормальных режимов работы линий электропередачи и оборудования, которые могут привести к их повреждению и/или нарушению устойчивости энергосистемы, формирования управляющих воздействий на отключение коммутационных аппаратов с целью отключения этих линий электропередачи и оборудования от энергосистемы, формирования предупредительных сигналов;
сетевая автоматика – совокупность устройств, реализующих функции автоматического повторного включения, автоматического ввода резерва, автоматика опережающего деления сети;
противоаварийная автоматика – совокупность устройств, обеспечивающих измерение и обработку параметров электроэнергетического режима энергосистемы, передачу информации и команд управления и реализацию управляющих воздействий в соответствии с заданными алгоритмами и настройкой для выявления, предотвращения развития и ликвидации аварийного режима энергосистемы;
режимная автоматика – совокупность устройств обеспечивающая измерение и обработку параметров электроэнергетического режима энергосистемы, передачу информации и команд управления и реализацию управляющих воздействий в соответствии с заданными алгоритмами и настройкой для регулирования параметров режима энергосистемы (частоты электрического тока, напряжения, активной и реактивной мощности);
технологическая автоматика – комплекс технических и программных средств, предназначенных для автоматизации управления технологическими процессами на объекте электроэнергетики
сложное устройство релейной защиты и автоматики – устройство релейной защиты и автоматики со сложными внешними связями, для которого при выводе из работы для технического обслуживания (вводе в работу после технического обслуживания) требуется принятие мер, предотвращающих воздействия на оборудование и другие устройства релейной защиты и автоматики;
абсолютная селективность – свойство релейной защиты срабатывать только в случае короткого замыкания на защищаемых линиях электропередачи и оборудовании;
первичное регулирование частоты – процесс автоматического изменения мощности генерирующего оборудования под действием первичных регуляторов, вызванный изменением частоты и направленный на уменьшение этого изменения;
общее первичное регулирование частоты – первичное регулирование, осуществляемое генерирующим оборудованием в пределах имеющихся в данный момент времени резервов первичного регулирования с характеристиками (параметрами), заданными для общего первичного регулирования частоты;
нормированное первичное регулирование частоты – первичное регулирование, осуществляемое выделенным генерирующим оборудованием в пределах заданных резервов первичного регулирования и с характеристиками (параметрами), заданными для нормированного первичного регулирования частоты;
вторичное регулирование частоты и перетоков активной мощности – процесс автоматического или оперативного изменения активной мощности генерирующего оборудования для восстановления заданного значения частоты или заданного значения внешнего перетока области регулирования;
синхронная зона – совокупность всего синхронно работающего генерирующего оборудования и энергопринимающих установок потребителей, имеющих общую частоту электрического тока;
мегаполис – наиболее крупная форма расселения, образующаяся при срастании большого количества соседних городских агломераций, отличающаяся развитой транспортной системой, плотной застройкой и численностью населения превышающей 1 миллион человек;
нормативный неснижаемый запас топлива – норматив создания запаса топлива на тепловых электростанциях для обеспечения режима работы тепловой электростанции в режиме выживания;
режим выживания тепловой электростанции – режим работы тепловой электростанции с минимальной расчетной электрической и тепловой нагрузками, обеспечивающими электроснабжение собственных нужд электростанции, электроснабжение не резервируемых от внешней электрической сети энергопринимающих установок, присоединенных к шинам главного распределительного устройства электростанции, а также поддержание плюсовых температур в главном корпусе, вспомогательных зданиях и сооружениях электростанции;
нормативный эксплуатационный запас топлива – норматив создания запаса топлива на тепловых электростанциях для обеспечения плановой работы электростанции по выработке электрической и тепловой энергии в основных эксплуатационных режимах при работе на основном, резервном или аварийном топливе;
нормативный вспомогательный запас топлива – норматив создания запаса топлива на тепловых электростанциях для обеспечения работы электростанции на угле, торфе и других видах твердого топлива при технической необходимости использования вспомогательного топлива (мазута или иного нефтетоплива) для растопок и подсветок;
резервное топливо – топливо, которое используется для поддержания работы тепловых электростанций в основных эксплуатационных режимах без ограничения выдаваемой мощности и продолжительности работы при частичном или полном отсутствии основного топлива;
аварийное топливо – топливо, которое используется для поддержания работы тепловых электростанций с парогазовыми и газотурбинными установками в основных эксплуатационных режимах без ограничения выдаваемой мощности, но при наличии ограничений по продолжительности непрерывной работы оборудования на данном виде топлива при частичном или полном отсутствии основного топлива;
основное топливо – топливо, в преобладающем количестве сжигаемое тепловой электростанцией для выработки электрической и тепловой энергии в течение года;
вспомогательное топливо – топливо, используемое для растопки и подсветки факела в топке котла.
2. Общие условия работы электроэнергетических систем.
2.1. Структура и характеристики функционирования электроэнергетических систем.
2.1.1. На территории Российской Федерации созданы и функционируют Единая энергетическая система России и технологически изолированные территориальные электроэнергетические системы. Перечень технологически изолированных территориальных электроэнергетических систем определяется правилами оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике, утверждаемыми Правительством Российской Федерации.
2.1.2. В составе Единой энергетической системы России выделяются:
территориальные энергосистемы, границы которых совпадают с территорией одного или нескольких субъектов Российской Федерации;
объединенные энергосистемы, являющиеся совокупностью нескольких территориальных энергосистем.
Перечень объединенных энергосистем и образующих их территориальных энергосистем, входящих в Единую энергетическую систему России, указан в приложении к настоящим Правилам.
2.1.3. Единая энергетическая система России включает в себя первую и вторую синхронные зоны.
Первая синхронная зона включает в себя все объединенные энергосистемы, кроме объединенной энергосистемы Востока.
Вторая синхронная зона включает объединенную энергосистему Востока, которая работает изолированно от первой синхронной зоны.
2.1.4. Функционирование Единой энергетической системы России и технологически изолированных территориальных электроэнергетических систем осуществляется в соответствии с настоящими Правилами и иными нормативными правовыми актами Российской Федерации.
2.1.5. Для обеспечения функционирования энергосистемы осуществляется планирование и управление электроэнергетическим режимом энергосистемы.
2.1.6. Электроэнергетический режим энергосистемы характеризуется следующими параметрами:
частота электрического тока (далее – частота);
перетоки активной мощности в электрической сети, в том числе в контролируемых сечениях;
токовая нагрузка линий электропередачи и электросетевого оборудования напряжением 110 киловольт и выше;
напряжение на шинах напряжением 110 киловольт и выше электрических станций и подстанций.
2.1.7. При планировании и управлении электроэнергетическим режимом энергосистемы должны обеспечиваться поддержание баланса между производством и потреблением электрической энергии и мощности с учетом приоритетности производства электрической энергии электростанциями различных типов, определенной правилами оптового рынка электрической энергии и мощности, утверждаемыми Правительством Российской Федерации, и допустимость параметров электроэнергетического режима.
2.1.8. В первой синхронной зоне Единой энергетической системы России значения частоты, усредненные на двадцатисекундном временном интервале, должны находиться в пределах 50,00±0,05 герц с допустимым отклонением значений частоты в пределах 50,0±0,2 герц и восстановлением частоты до уровня 50,00±0,05 герц за время не более 15 минут.
Устройство сетевой автоматики.
Содержание
| Учебные вопросы | Стр. |
| 1. Устройство сетевой автоматики. | |
| 2. Автоматическое включение резерва. Автоматическое повторное включение. | |
| 3. Автоматическая разгрузка по частоте и току. |
Литература
А) Использованная при подготовке текста группового занятия
1. В.И. Королев «Расчет мощностей электропривода БКСМ методом тяговых усилий» [Текст]: учебно- методическое пособие М-во образования и науки РФ, СПбГТУРП. – СПб: СПбГТУРП 2010;
2. Синюкова Т. В. «Электроснабжение» Липецк: Липецкий государственный технический университет, ЭБС АСВ 2013;
3. Ушаков В. Я. «Современные проблемы электроэнергетики» Томск: Томский политехнический университет 2014;
б) Рекомендуемая обучающимся для самостоятельной работы по теме группового занятия
1. Синюкова Т. В. «Электроснабжение» Липецк: Липецкий государственный технический университет, ЭБС АСВ 2013;
Наглядные пособия
1. Электронная презентация по теме лекции
Технические средства обучения
2. Мультимедийный проектор
Текст лекции:
Устройство сетевой автоматики.
Электроэнергетическая система (ЭЭС) представляет собой совокупность параллельно работающих электростанций, электрических сетей и приёмников электроэнергии, объединённых общим режимом с единым централизованным оперативно-диспетчерским управлением.
Несколько параллельно-работающих ЭЭС при централизованном оперативно-диспетчерском управлении ими представляют объединённую электроэнергетическую систему (ОЭЭС).
Параллельно работающие ОЭЭС при централизованном оперативно-диспетчерском управлении ими образуют Единую электроэнергетическую систему (ЕЭЭС) страны.
Работа ЭЭС, обеспечивающих электроснабжение потребителей электроэнергией требуемого качества, характеризуется специфическими особенностями:
-непрерывностью процесса производства и потребления электроэнергии, определяемой необходимостью обеспе6чить в каждый момент времени выработку электростанциями мощности, равной мощности, потребляемой нагрузкой;
-режимной взаимозависимостью параллельно работающих электростанций и линий электропередачи, т. е. изменением нагрузки электростанций и перетоков мощности между ними при изменении мощности или отключении одной из электростанций;
-быстротой протекания переходных процессов, распространяющихся за доли секунды на огромные расстояния.
В состав ЭЭС входят три подсистемы:
-генерации, включающая электростанции разных типов, производящие электрическую и тепловую энергию;
-передачи и распределения электроэнергии, включающая ЛЭП и подстанции электрической сети;
-потребления, состоящая из разнообразных потребителей электрической энергии.
Рассмотрим преимущества ЕЭЭС перед отдельными электростанциями и небольшими энергосистемами. ЕЭЭС распространяется на большой территории, которая охватывает несколько (до 6) часовых поясов.
Другим существенным преимуществом является повышение надёжности энергоснабжения потребителей за счёт взаиморезервирования её частей и повышение экономичности за счёт максимального использования наиболее экономичных источников электроэнергии. Однако, отсюда вытекают и недостатки. Главный из них заключается в возможности быстрого распространения нарушений нормального режима, произошедших в той или иной части энергосистемы, и перерастания их в так называемые системные аварии с обесточением потребителей на больших территориях.
Наилучшим средством предотвращения таких аварий является совершенствование управления энергосистемой, которое обычно подразделяется на два класса: оперативно-диспетчерское и автоматическое. К оперативно-диспетчерскому управлению относится управление, осуществляемое силами специально выделенного (дежурного) персонала, непрерывно контролирующего режим работы энергосистемы в целях обеспечения его экономичности и необходимого качества электроэнергии по частоте и напряжению, а также предотвращения возможных аварий и ликвидации их последствий.
Аварийные процессы, а также процессы нормального рабочего режима в энергосистемах настолько быстротечны, что оперативно-диспетчерское управление с участием человека-оператора оказывается неспособным вовремя отреагировать, и тем более справиться с возникающими при этом задачами, и поэтому должно дополняться управлением другого вида – автоматическим, т. е. с привлечением автоматических устройств.
Первоначально автоматические устройства применялись в энергетике главным образом для выполнения функций защиты электроэнергетических объектов от действия сверхтоков, возникающих в момент повреждения. Процессы, возникающие при этом, – это электромагнитные переходные процессы, а автоматические устройства, предназначенные для защиты от влияния этих процессов, – это устройства релейной защиты. Параллельно с развитием релейной защиты энергосистем в них начала развиваться и другая ветвь автоматики с иными задачами, для выполнения которых также требуется высокая скорость реакции, недоступная человеку (например, задачи автоматического повторного включения (АПВ) ЛЭП, задачи автоматического ввода резерва (АВР); иногда это называют линейной или сетевой автоматикой).
В настоящее время число этих задач настолько велико, что это привело к появлению отдельной самостоятельной дисциплины – системной автоматики. Релейная защита и системная автоматика – это два вида автоматического управления в энергосистемах, взаимосвязанных и взаимодополняющих друг друга. Но между ними имеются и отличия. Первое из них состоит в том, что для системной автоматики, как правило, определяющими являются в большей степени электромеханические переходные процессы, т. е. процессы, связанные с относительным движением роторов синхронных машин во время аварии и после неё. Сюда же добавляются процессы так называемой длительной динамики, происходящие со значительным (в несколько герц) изменением абсолютного движения (частоты вращения) синхронных генераторов.
Второе отличие системной автоматики состоит в следующем. Действие УРЗ носит достаточно локальный характер, ограниченный одним или несколькими присоединениями, и лишь затяжка в отключении КЗ или возникновение каскадных возмущений может привести к дальнейшему развитию аварии. Системной автоматике присущ чаще всего глобальный характер действия и влияния на энергосистему с охватом большого числа присоединений и достаточно большого района энергосистемы. Причём действие этой автоматики тесно связано с режимом работы энергосистемы или её части и оказывает своё влияние на этот режим.
Все автоматические устройства управления, применяемые в электроэнергетических системах, можно разделить на две группы:
первая – автоматические устройства управления нормальными режимами
вторая – автоматические устройства управления аварийными режимами (устройства противоаварийной автоматики (ПА)). К автоматическим устройствам управления аварийными режимами также относятся и устройства релейной защиты. запишем
Автоматика нормального режима – это обычно (за некоторыми исключениями) достаточно медленная автоматика, предназначенная, в основном, для помощи оперативному персоналу. Её влияние на процессы при авариях в энергосистеме ограничено и сказывается главным образом на послеаварийном режиме.
К автоматике нормального режима относятся следующие автоматические устройства:
-пуска и останова агрегатов электростанций (технологическая автоматика);
-включения на параллельную работу (синхронизации) генераторов;
-регулирования частоты и активной мощности (АРЧМ), обеспечивающие поддержание на заданном уровне частоты в ЕЭЭС, оптимальное распределение активных нагрузок между электростанциями и генераторами, регулирование и ограничение перетоков активной мощности по линиям электропередачи;
-регулирования напряжений и перетоков реактивной мощности: автоматические регуляторы возбуждения (АРВ) синхронных машин (генераторов, синхронных компенсаторов и электродвигателей), автоматические регуляторы коэффициентов трансформации трансформаторов, автоматические регуляторы статических источников реактивной мощности;
-управления трансформаторами на подстанциях для включения и отключения одного из параллельно работающих трансформаторов с целью минимизации потерь электроэнергии в них, разгрузки перегруженного трансформатора путём снижения напряжения и отключения нагрузки.
Таким образом, основными назначениями автоматических устройств управления нормальными режимами являются автоматизация сложного технологического процесса пуска и включения в работу синхронных генераторов, обеспечение требуемого качества электроэнергии; повышение экономичности работы ЭЭС, предотвращение и устранение опасной перегрузки генераторов, трансформаторов и ЛЭП, чреватой возможностью возникновения и развития аварийного нарушения режима.
Вторая группа автоматических устройств – ПА. ПА должна обладать большим быстродействием при интенсивном воздействии на процессы при авариях в энергосистемах и послеаварийном режиме, приближаясь в этом смысле к релейной защите. Для ПА характерна тесная связь с режимом работ энергосистем, вследствие чего её часто называют противоаварийной режимной автоматикой. ПА осуществляет следующие функции:
1) фиксирует факт и место возникновения аварийного нарушения нормального режима и обеспечивает отделение повреждённого участка от неповреждённой части ЭЭС;
2) предотвращают распространение аварийного нарушения нормального режима на соседние неповреждённые участки энергосистемы;
3) восстанавливают нормальный режим работы.
Первую функцию выполняют устройства противоаварийного автоматического управления, фиксирующие возникновение в электроэнергетической системе КЗ и отключение повреждённого участка. К ним относятся УРЗ (устройство релейной защиты) и УРОВ (устройство резервирования отказа выключателя).
((УРОВ — это устройство или алгоритм, который выполняет ближнее резервирование, т.е. дополняет установленные на конкретном объекте защиты. Это может быть отдельный шкаф с электромеханическими реле, а может быть и распределенный алгоритм в нескольких микропроцессорных терминалах.
Принцип действия УРОВ состоит в следующем:
Если на защищаемом участке происходит короткое замыкание и срабатывание его защиты, но при этом выключатель по каким-то причинам это КЗ не устраняет, то УРОВ выдает команду на отключение смежных выключателей, через которые идет подпитка точки КЗ. Делается это с определенной выдержкой времени для отстройки от времени действия выключателя. Контроль отключения выключателя выполняется при помощи измерения первичного тока и фиксации положения выключателя))
Вторую функцию выполняют автоматические устройства противоаварийного управления – устройства ПА, к которым относятся следующие устройства:
-автоматики предотвращения нарушения устойчивости параллельной работы (АПНУ) путём разгрузки перегруженных ЛЭП, что достигается воздействием на снижение генерирующей мощности электростанций в избыточной по мощности части ЭЭС (вплоть до деления ЭЭС) и на отключение нагрузки в дефицитной по мощности приёмной её части;
-форсировки возбуждения (ФВ) синхронных генераторов;
-автоматики ликвидации асинхронного режима (АЛАР), который может возникнуть вследствие отказа АПНУ (Автоматика предотвращения нарушения устойчивости (АПНУ) энергосистемы — совокупность устройств противоаварийной автоматики, предназначенных для предотвращения нарушения динамической устойчивости при аварийных возмущениях и обеспечения в послеаварийных условиях нормативного запаса статической устойчивости для заданных сечений охватываемого района.) или недостаточности осуществляемой ею разгрузки ЛЭП;
-автоматической частотной разгрузки (АЧР), отключающей при значительном снижении частоты в отделившемся от ЭЭС дефицитном по мощности районе менее ответственной нагрузки;
-автоматики, осуществляющей при аварийном снижении частоты выделение генераторов на питание собственных нужд ТЭС или АЭС и выделение электростанций или генераторов со сбалансированной нагрузкой, благодаря чему предотвращается опасность нарушения работы собственных нужд и снижения мощности, вырабатываемой соответствующими электростанциями;
-автоматики ограничения снижения напряжения (АОСН). Снижение напряжения возникает в районах с дефицитом реактивной мощности. Действует на отключение ответственных потребителей, шунтирующих реакторов и. т.д. с целью предотвращения лавины напряжения и повышения напряжения.
-автоматики, ограничивающей опасное для электрооборудования повышение напряжения (АОПН) в сети сверхвысокого напряжения, обусловленное избытком реактивной мощности, путём включения реакторов, отключения линии СВН (односторонне отключенную линию).
-автоматики ограничения опасного для турбоагрегатов ТЭС и электродвигателей потребителей повышение частоты (АОПЧ) в выделившемся с большим избытком мощности ГЭС районе. АОПЧ реагирует на повышенный уровень частоты и действует на отключение части гидрогенераторов, а второй ступенью действует на отделение ТЭС от ГЭС со сбалансированной нагрузкой.
—АОСЧ – автоматика ограничения снижения частоты. Имеет свои каналы управления и осуществляет быстрый ввод резерва на ГЭС, переводит генераторы из режима СК в активный режим, разделяет энергосистему со сбалансированной нагрузкой.
Третью функцию по восстановлению нормального режима выполняют следующие устройства:
-автоматического повторного включения (АПВ(автоматическое повторное включение)) линий, трансформаторов, шин подстанций и электростанций, отключенных действием соответствующих УРЗ;
-автоматического включения резерва (АВР), восстанавливающие электроснабжение потребителей, потерявших питание в результате отключения рабочего источника питания;
-автоматического пуска резервных гидроагрегатов и ГТУ при аварийном снижении частоты, осуществляющие включение их в сеть и загрузку;
-автоматической загрузки работающих генераторов ТЭС, действующие при снижении частоты или при срабатывании устройств АПНУ и уменьшающие дефицит активной мощности.
САОН – специальная автоматика отключения нагрузки
АРЧиМ автоматика регулировки частоты и активной мощности
АВР автоматика ввода резерва
АРН автоматика регулировки напряжения
РЗ релейная защита
ФВ форсировка возбуждения (генераторов)
АЧР автоматическая частотная разгрузка
УРОВ устройство резервирования отказа выключателя
ПА противоаварийная автоматика
АПНУ автоматика предотвращения нарушения устойчивости
АЛАР автоматика ликвидации асинхронного режима
АОПЧ автоматика ограничения повышения частоты
АОПН автоматика ограничения повышения напряжения
АОСЧ автоматика ограничения снижения частоты
АОСН автоматика ограничения снижения напряжения
САОН специальная автоматика отключения нагрузки