Всем доброго времени суток! В этой статье разберем общие принципы организации противоаварийного управления также виды ПА.
Противоаварийное управление направлено на решение двух ключевых задач: поддержание надежности работы энергосистемы и повышение пропускной способности сети.
Надежность энергосистемы определяется способностью системы быть устойчивой при серьёзных авариях, предотвращая лавинообразное развитие аварий и массовые отключения потребителей.
Основным показателем устойчивой работы энергосистемы является переток активной мощности в контролируемом сечении. Каждое такое контрольное сечение имеет предельное значение передаваемой мощности (максимально допустимый переток, МДП), которое учитывается при планировании режимов работы энергосистемы.
Значение МДП существенно влияют на эффективность энергосистемы. Высокие значения МДП позволяют задействовать преимущественно экономически выгодные электростанции, обеспечивая дешевую электроэнергию потребителям. Низкий показатель - требует загрузки дорогостоящих электростанций, повышая тарифы на электричество.
Повышение величины МДП достигается двумя путями:
1. Увеличение пропускной способности сети путём масштабирования инфраструктуры (строительство новых линий электропередач, модернизация трансформаторов, внедрение устройств компенсации реактивной мощности). Эти меры требуют больших капитальных вложений и длительных сроков реализации (до 2-4 лет).
2. Повышение эффективности использования существующей сети посредством противоаварийного управления, осуществляемого специальными системами автоматики. Такие устройства оперативно реагируют на аварийные ситуации в сети, выдавая сигналы на необходимые управляющие воздействия, позволяющие нормализовать работу энергосистемы.
Нарушение нормальной работы энергосистемы связано с такими факторами, как короткие замыкания, отказы оборудования, нарушения баланса активных и реактивных мощностей, приводящие к отклонениям рабочих параметров и последующему отключению потребителей и повреждениям оборудования.
Итак, противоаварийное управление предназначено для своевременного выявления, предотвращения развития, ограничения последствий и ликвидации аварийных ситуаций в энергетической системе. Противоаварийная автоматика представляет собой совокупность измерительных приборов, терминалов, каналов связи, осуществляющих заранее запрограммированные действия для предотвращения ненормального режима работы энергосистемы и минимизации последствий от возможных аварий.
Реализация функций противоаварийного управления обеспечивается применением следующих управляющих воздействий (УВ):
– кратковременная (импульсная) и длительная разгрузка энергоблоков ТЭС и АЭС;
– отключение генераторов;
– отключение нагрузки потребителей электрической энергии;
– деление энергосистемы на несинхронно работающие части;
– автоматическая загрузка генераторов;
– изменение топологии электрической сети;
– изменение режимов работы и эксплуатационного состояния управляемых элементов электрической сети.
К противоаварийной автоматике выдвигаются аналогичные требования релейной защиты:
– чувствительность (способность выявлять аварийные режимы с достаточной надежностью);
– селективность (способность реагировать только на те аварийные режимы, на которые рассчитано данное устройство ПА);
– быстродействие (способность к реализации управляющих воздействий за максимально короткое время, обеспечивающее сохранение устойчивости и живучести энергосистемы, предотвращение повреждения электрооборудования).
Виды ПА:
Противоаварийная автоматика (ПА) функционирует двумя основными методами: централизованным и локальным.
Централизованная ПА действует таким образом, что при наступлении аварийного события принятие решения относительно вида, места и объема необходимых управляющих воздействий выполняется специальным устройством – центром принятия решений (устройством управляющих воздействий). Это устройство собирает и обрабатывает информацию обо всех факторах происшествия: характере возникшего возмущения, состоянии предшествующих режимов работы энергосистемы и особенностях электрической схемы на момент возникновения аварии.
Локальная ПА самостоятельно определяет необходимость выдачи управляющих воздействий исходя исключительно из данных, полученных на конкретном объекте, где установлено соответствующее устройство. Управляющие команды могут исполняться как на самом объекте, так и на других объектах энергосистемы с использованием специальных каналов передачи аварийных сигналов и команд (УПАСК) и исполнительных устройств (ИУ).
Комплексные задачи поддержания работоспособности всей энергосистемы чаще всего решаются средствами локальной ПА, тогда как задача максимального использования пропускной способности электрической сети решается посредством централизованных комплексов ПА.
Основные разновидности противоаварийной автоматики включают:
– автоматика предотвращения нарушения устойчивости (АПНУ), включающая автоматику разгрузки при отключении ЛЭП, сетевого и (или) генерирующего оборудования (АРО СГО), автоматику разгрузки при перегрузке по мощности (АРПМ) и автоматику разгрузки при коротких замыканиях (АРКЗ);
– автоматика ликвидации асинхронного режима (АЛАР);
– автоматика ограничения повышения напряжения (АОПН);
– автоматика ограничения снижения напряжения (АОСН);
– автоматика предотвращения недопустимой по величине и длительности токовой нагрузки ЛЭП и электросетевого оборудования (АОПО);
– автоматика ограничения повышения частоты (АОПЧ);
– автоматика ограничения снижения частоты (АОСЧ),
- включающая автоматический частотный ввод резерва (АЧВР),
- автоматическую частотную разгрузку (АЧР),
- дополнительную автоматическую разгрузку (ДАР),
- частотную делительную автоматику (ЧДА),
- частотное автоматическое повторное включение (ЧАПВ).
АРО СГО реализуется, как правило, централизованным способом, АРКЗ, как правило, является локальной ПА, АРПМ может быть реализована и в виде централизованной, и в виде локальной ПА. Остальные виды ПА представляют собой локальную ПА.