Использование регуляторов электростанций

Электростанции могут влиять на устойчивость СЭС своими сред­ствами АРВ, автоматической частотной разгрузки и аварийной разгрузки турбин.

Автоматическое регулирование возбуждения. Со снижением на­пряжения на шинах генератора при КЗ в СЭС вступает в действие устройство АРВ. При этом увеличивает­ся ток в ОВГ и повышается амплитуда электромагнитной мощности аварийного режима, в результате чего происходит соответствующий переход с угловой ха­рактеристики мощности II на характе­ристики II ^’, II ^’’   и т. д. (рис. 6.1).

Таким образом, под действием АРБ изменение электромагнитной мощности при КЗ совершается не по характеристи­ке II, а по кривой плавного перехода с характеристики II на характеристики II ^’, II ^’’и т.д. (кривая bc^’)в соответст­вии с плавным увеличением э.д.с. воз­буждения.

Рис.6.1. Влияние АРВ ге­нератора на динамическую устойчивость СЭС

После отключения КЗ электромагнитная мощность изменяется не по характеристике III, а по кривой de путем плавного перехода с характе­ристики III на характеристики III ^’, III ^’’ и т. д. В данном случае роль АРВ сводится к уменьшению площади ускорения F_y и уве­личению площади возможного торможения F_T.

В настоящее время устройства АРВ интенсивно совершенству­ются в направлении превращения их в многофункциональные сред­ства решения ряда важных задач, включая:

поддержание необходимого уровня напряжения в заданной точ­ке СЭС;

обеспечение высоких пределов статической и динамической устой­чивости СЭС;

демпфирование малых и больших колебаний;

формирование возбуждения в аварийных режимах;

ограничение перегрузки машины по токам ротора и статора с выдержкой времени, зависящей от перегрузки;

поддержание постоянства тока возбуждения в режиме выбега генератора.

Кроме того, с помощью устройств АРВ можно дистанционно из­менять уставку, выполнять ручное управление возбуждением, изме­нять статизм регулирования, подгонять уставку напряжения при автоматической синхронизации и осуществлять дополнительно некоторые другие функции.

Во вновь создаваемых СЭС начинают применяться адаптивные регуляторы возбуждения и регуляторы с переменной структурой. Для их создания все шире используются полупроводники, интеграль­ные микросхемы и элементы цифровой' вычислительной техники. В этом смысле устройства АРВ по своей конструкции приближа­ются к аналоговым и цифровым ЭВМ.

Автоматическая разгрузка по частоте. При снижении частоты в СЭС уменьшается генерирование реактивной мощности источниками и увеличивается потребление реактивной мощности нагрузкой. Это приводит к понижению напряжения в узлах нагрузки, а при определенных условиях - к лавине частоты и лавине напряжения, при которых происходит массовое отключение потребителей и нару­шение параллельной работы электростанций.

Снижение частоты до опасных пределов практически может быть предотвращено путем ввода вращающегося резерва или автомати­ческого отключения некоторой части нагрузки, т. е. автоматической частотной разгрузкой. Роль ее особенно велика в СЭС небольшой и средней мощностей с малым числом электростанций и слабо раз­витыми электрическими сетями. По мере укрупнения СЭС относи­тельная доля возможного аварийного небаланса мощности снижа­ется.

В настоящее время особое внимание уделяется выбору и стро­гому технико-экономическому обоснованию специальной автоматики отключения нагрузки. Эта автоматика позволяет в различных ситу­ациях повышать как устойчивость СЭС в целом, так и устойчивость нагрузки, предотвращая лавину напряжения или хаотические са­моотключения электроприемников, в результате чего обеспечивается нормальная работа основной массы ответственных потреби­телей.

При подключении промышленных предприятий к системам спе­циальной автоматики отключения нагрузки приходится решать задачи, близкие к тем, которые должны быть решены для обеспе­чения бесперебойности технологических процессов при перерывах в питании и т. д. Комплексное реше­ние этих задач дает возможность по­высить устойчивость в тяжелых ава­рийных ситуациях.

Рис. 6.2. Изменение площадей ускорения и торможения при уменьшении мощности турбины

Аварийная разгрузка турбин гене­раторов. Действие устройства аварий­ной разгрузки заключается в том, что спустя некоторое время после возник­новения КЗ подается сигнал на закры­тие задвижки аппарата впуска энергоносителя (воды или пара) в турбину. При этом механическая мощность турбины падает с  до  (рис. 6.2). Площадь ускорения F_y уменьшается, а площадь возможного торможения F_T   увеличивается, что приводит к повышению запаса динамической устойчивости СЭС.

После ликвидации аварии первичные двигатели автоматически или при участии персонала станции вновь набирают прежнюю мощ­ность.