Введение
Аварии в энергосистемах, сопровождающиеся возникновением дефицита активной мощности и глубоким снижением частоты, имеют, как правило, наиболее тяжелые последствия. Снижение частоты, происходящее в результате отключения источников генерации, аварийного разделения энергосистемы па части, отключения питающих энергорайон линий электропередачи, приводит прежде всего к нарушению нормальной работы собственных нужд тепловых электростанций или снижению их производительности, вследствие чего уменьшается мощность электростанций. При снижении частоты возможно также отключение некоторых блочных агрегатов тепловых электростанций технологическими защитами. Вследствие такого снижения генерации в энергосистеме увеличивается первоначальный дефицит мощности и происходит еще более глубокое снижение частоты. При определенных условиях, начиная с некоторого момента времени, темп процесса снижения частоты может резко возрасти, и возникает так называемая лавина частоты, приводящая к развалу энергосистемы, полной остановке электростанций и отключению всех потребителей. Аварии с лавиной частоты являются самыми тяжелыми по своим последствиям и связаны с большим народнохозяйственным ущербом.
Другой опасностью снижения частоты является возможность развития так называемой лавины напряжения, приводящей к массовому отключению потребителей, или массовая саморазгрузка потребителей при снижении напряжения в результате снижения частоты. Лавина напряжения может возникать в результате увеличения потребления реактивной мощности в узлах нагрузки из-за снижения частоты и уменьшения генерируемой реактивной мощности (вследствие реакции некоторых систем возбуждения и регуляторов возбуждения генераторов на снижение частоты).
Лавина частоты и лавина напряжения (или массовая саморазгрузка потребителей), как правило, связаны с длительными отключениями потребителей. Ликвидация последствий таких аварий—разворот тепловых электростанций (особенно при потере питания собственных нужд), восстановление питания отключенных потребителей -- занимает, как правило, не менее нескольких часов.
Снижение частоты также существенно влияет на работу электроприёмников Производительность ряда вращающихся механизмов (насосы, вентиляторы) в большой степени зависит от частоты. Снижение частоты может привести к срабатыванию технологической автоматики на различных предприятиях и нарушению работы технологических линий.
Длительные глубокие снижения частоты недопустимы также по условиям работы паровых турбин. Резонансные явления, возникающие в лопатках турбин при отклонении частоты от номинального значения, приводят к накоплению усталостных изменений, и возникает опасность разрушения лопаток.
Предотвращение снижения частоты до опасных уровней, при которых возможно нарушение работы энергосистемы, может быть возложено только на автоматику, поскольку процессы лавины частоты и напряжения могут развиться за время от нескольких десятков до нескольких секунд (в зависимости от глубины снижения частоты и напряжения).