Требования К АЧР
Анализ условий работы электростанций и потребителей при снижении частоты и особенностей возникновения и развития аварийных ситуаций с небалансом мощности в условиях современных крупных энергообъединений позволяет сформулировать требования к АЧР. Основные из них следующие.
1. Автоматическая частотная разгрузка должна успешно ликвидировать все многообразие возможных аварий с дефицитом мощности в энергообъединениях, начиная от локальных и кончая общесистемными. Она должна обеспечить нормальное функционирование энергосистем независимо от значения дефицита, характера развития аварии (простая авария или каскадная), значения и темпа мобилизации резервов мощности на электростанциях и т. д.; АЧР должна быть ориентирована на вероятностный характер возникновения и протекания аварий.
Как следствие первого требования, АЧР должна выполняться таким образом, чтобы ее уставки, объем и размещение не являлись функциями таких параметров энергосистемы, как постоянная механической инерции и регулирующий эффект нагрузки. Оба эти параметра не являются постоянными, а зависят от целого ряда случайных факторов. Как было показано в гл. 1, эти параметры различны для разных узлов, районов и энергосистем. Регулирующий эффект нагрузки в зависимости от состава нагрузки изменяется в различные периоды года, суток, существенно зависит от характера изменения напряжения в узлах нагрузки при аварии. Постоянная механической инерции также изменяется в различные периоды в зависимости от состава оборудования. Как регулирующий эффект нагрузки, так и постоянная механической инерции могут изменяться и в процессе аварии. Автоматическая частотная разгрузка должна обеспечивать успешную ликвидацию аварии независимо от того, каково значение этих параметров и каков характер их изменения в течение суток, недели, периода года и в процессе ликвидации аварии.
2. Автоматическая частотная разгрузка не должна допускать снижения частоты ниже определенного уровня на время "/, большее, чем некоторое предельное для этого уровня, т. е. при работе АЧР должна обеспечиваться некоторая предельно., допустимая частотно-временная зона. Требование обеспечения определенной зоны объясняется тем, что реакция отдельных агрегатов, узлов, энергосистемы в целом на снижение частоты проявляется, как правило, не мгновенно, а с некоторой постоянной времени, а накопление усталостных напряжений в лопатках турбин имеет интегральный характер.
Как было показано выше, предельно допустимая частотно-временная зависимость определяется в основном работой механизмов собственных нужд, лопаточного аппарата турбин и требованиями предотвращения массового хаотического отключения потребителей в узлах нагрузки из-за снижения напряжения. Различна допустимая длительность работы разных агрегатов при пониженной частоте в зависимости от типа электростанций (ТЭС, АЭС), наличия и вида их регуляторов и автоматики, тепловой схемы электростанции и т. д. С точки зрения надежности работы энергосистемы в целом к АЧР должны предъявляться требования исходя из наиболее тяжелых условий работы электростанций (наименьших допустимых длительностей работы при пониженной частоте).
В настоящее время на основании требований заводов-изготовителей оборудования, опыта эксплуатации и анализа экспериментальных данных по работе электростанций и потребителей при снижении частоты к АЧР предъявляется требование обеспечения частотно-временной зоны, показанной на рис. 2.5. Не допускается даже кратковременное снижение частоты ниже 45 Гц, время работы с частотой ниже 47 Гц не должно превышать' 20, а с частотой ниже 48,5 Гц—60 с. По мере накопления экспериментальных данных по работе электростанций при глубоких снижениях частоты (в первую очередь АЭС) требования к АЧР в этой части могут уточняться.
3. Объем потребителей, отключенных АЧР в процессе аварии, должен быть по возможности минимальным при условии обеспечения нормального функционирования энергосистемы. -АЧР должна выполняться таким образом, чтобы она, как правило, вступала в работу только после того, как полностью или хотя бы частично реализуются вращающиеся резервы на тепловых и атомных электростанциях в результате действия АРЧВ. Поскольку этот резерв реализуется достаточно быстро, такое выполнение АЧР позволит сократить объем отключаемых потребителей. В предельном случае (при отсутствии вращающихся резервов или невозможности их мобилизации) объем отключаемых потребителей не должен, как правило, превосходить дефицит, а в большинстве случаев должен быть меньше его. Это требование распространяется на все многообразие возможных аварий, т. е. АЧР должна обладать свойством «приспособляемости» к аварии, «самонастройки» с точки зрения объема отключаемой нагрузки.