Противоаварийная автоматика

Противоаварийная автоматика — комплекс автоматических устройств, предназначенных для ограничения развития и прекращения аварийных режимов в энергосистеме.

• Назначение ПА и основные требования к ней.
• Структура ПА и ее основные элементы.
• Виды устройства ПА.

В отдельных энергосистемах и ОЭС могут возникать следующие нарушения нормального режима работы:

• опасные перегрузки линии электропередачи и межсистемных связей из-за непредвиденных изменений балансов мощности генераторов и нагрузки в одной или нескольких связанных между собой ОЭС или отдельных энергосистемах;
• опасные набросы мощности на электропередачи и межсистемные связи при внезапных отключениях генераторов или нагрузки в смежных частях ОЭС или в соседних ОЭС;
• внезапные отключения одной из межсистемных связей, в том числе наиболее мощной, отключения отдельных участков двухцепных или кольцевых электропередач, угрожающие нарушения динамической устойчивости;
• разрывы мощных электропередач, вызывающие набросы мощности на слабые шунтирующие сети более низких напряжений и опасное повышение частоты в энергосистемах;
• затяжные КЗ, отключаемые действием резервных защит или устройств резервирования отказа выключателей (УРОВ);
• кратковременные неполнофазные режимы в цикле однофазного автоматического повторного включения (ОАПВ) или при отказах отдельных фаз выключателей;
• односторонние отключения протяженных участков электропередач 330–75- кВ, вызывающие повышение напряжения, опасное для оборудования;
• асинхронный режим.

Быстрое протекание аварийных процессов при нарушениях нормальных режимов исключает возможность их ликвидации и тем более предотвращения действиями оперативного персонала даже при наличии хороших средство телеконтроля и телеуправления. Поэтому предотвращение, локализация и ликвидация нарушений нормального режима целиком возлагается на специальные автоматические устройства, получившие общее наименование устройства противоаварийной автоматики (ПА).

Назначение ПА заключается в следующем:

• предотвращение нарушения статической устойчивости линий электропередачи межсистемных связей в нормальных и послеаварийных режимах;
• предотвращение нарушения динамической устойчивости в цикле работы ОАПВ или БАПВ (быстродействующего автоматического повторного включения), а также в режимах максимальной нагрузки при расчетных видах КЗ, отключаемых как основными быстродействующими защитами, так и резервными защитами или действиями УРОВ;
• ликвидация асинхронного режима в случаях нарушения устойчивости путем разделения энергосистемы на несинхронно работающие части (ДС) или отключения генерирующего оборудования (ОГ) при возникновении его несинхронной работы относительно электрической станции;
• предотвращение опасного для турбин, иного генерирующего оборудования и механизмов потребителей повышения частоты в выделившихся на изолированную работу частях ОЭС;
• предотвращение опасного повышения напряжения при односторонних отключения протяженных линий электропередачи.

Устройства и комплексы устройств ПА должны удовлетворять следующим основным техническим требованиям:

• быстродействие. Требование является главным для устройств ПА, предназначенных для предотвращения нарушения динамической устойчивости;
• селективность. Требование в отношении устройств ПА означает способность устройства выбирать объекты, виды и минимально необходимый объем воздействий, обеспечивающие наиболее эффективную локализацию нарушений нормального режима работы. Если на возникшее нарушение нормального режима реагируют несколько устройств ПА, то их суммарное воздействие также должно удовлетворять требованию наиболее эффективной локализации нарушения при минимально необходимом объеме воздействий;
• чувствительность. Требование относится к функциональным органам ПА и полностью соответствует аналогичным требованиям к устройствам релейной защиты. Это способность реагировать на такие отклонения и нарушения нормально режима, на действие при которых они рассчитаны;
• надежность. Требование состоит в том, что устройства ПА, так же как и устройства релейной защиты, должны безотказно действовать при нарушениях нормального режима и не действовать излишне и ложно в условиях, когда их действие не предусмотрено.

^Наверх

Находящиеся в эксплуатации и проектируемые устройства локальной противоаварийной автоматики ПА выполняются для действия по постоянной программе, которая закладывается в устройства, а настройка осуществляется на основании предварительных расчетов нормальных, аварийных и послеаварийных режимов.

Состояние энергосистемы характеризуется рядом таких факторов и параметров, как электрическая схема, состав оборудования, перетоки мощности по электропередачам и межсистемным связям , значения токов, уровни напряжения, частота и т.п. Устройства ПА непрерывно контролируют эти параметры, выявляют и фиксируют моменты опасного отклонения или внезапного нарушения нормального режима, определяют их тяжесть и вырабатывают соответствующие воздействия на объекты управления. При этом, чем больше факторов и параметров контролирует ПА, тем ближе к оптимальным будут ее воздействия.

В каждом конкретном случае структура устройства или комплекса устройств ПА определяется его назначением и условиями работы.

^Наверх

При всем многообразии конкретных исполнений устройств ПА все они могут быть сведены к следующим основным видам:

• автоматика предотвращения нарушения устойчивости (АПНУ). АПНУ может реализовываться как в виде централизованной системы противоаварийной автоматики (ЦСПА), так и комплексов АПНУ. Устройства АПНУ выявляют возникновение опасных перегрузок или набросов мощности, внезапные отключения участков электропередач или их полные разрывы, возникновение коротких замыканий, влияющих на устойчивость энергосистемы и другие аналогичные нарушения нормального режима работы. Во всех случаях, когда возникшее нарушение нормального режима угрожает нарушением устойчивости, устройства АПНУ производят быструю дозированную разгрузку электропередачи и межсистемных связей. Для разгрузки используются три основных вида воздействий: отключение генерирующего оборудования (ОГ), быстрая (кратковременная) разгрузка паровых турбин (КРТ) с последующей длительной разгрузкой турбин (ДРТ) по условиям послеаварийного режима и частичное отключение нагрузки (ОН);
• автоматика ликвидации асинхронного режима (АЛАР). Устройства АЛАР выявляют моменты приближения к пределу устойчивости и при последующем возникновении асинхронного режима воздействуют на его ликвидацию за счет разделения энергосистемы на несинхронно работающие части (ДС) или отключения генерирующего оборудования (ОГ) при возникновении его несинхронной работы относительно электрической станции;
• автоматика ограничения повышения частоты (АОПЧ). Устройства АОПЧ выявляют повышение частоты в энергосистеме или ее части и при превышении допустимых значений производят отключение генерирующего оборудования (ОГ), кратковременную разгрузку паровых турбин с последующей их длительной разгрузкой (КРТ с последующей ДРТ) или деление энергосистемы (ДС) с выделением генерирующего оборудования на собственные нужды или сбалансированный район;
• автоматика ограничения снижения частоты (АОСЧ). Функции АОСЧ выполняют различные устройства (АЧВР, АЧР, ДАР, ЧДА), каждое из которых, в зависимости от своего функционального предназначения действует на автоматическую загрузку генерирующего оборудования (АЗГ), отключение нагрузки (ОН), выделение электростанций, их частей или отдельных энергоблоков (генераторов) на собственные нужды или изолированный район и т.д.;
• автоматика ограничения повышения напряжения (АОПН). Устройства АОПН выявляют повышение напряжения свыше допустимых значений и действуют на изменение эксплуатационного состояния средств компенсации реактивной мощности (СКРМ) и отключение линий, являющихся источниками повышенного напряжения;
• автоматика ограничения снижения напряжения (АОСН). Устройства АОСН выявляют снижение напряжения ниже допустимых значений и действуют на изменение режима работы или эксплуатационного состояния средств компенсации реактивной мощности (СКРМ), изменение топологии электрической сети и отключение нагрузки (ОН);
• автоматика ограничения перегрузки оборудования (АОПО). Устройства АОПО выявляют превышение допустимой по величине и длительности токовой нагрузкой ЛЭП или электросетевого оборудования и действуют на автоматическую загрузку генерирующего оборудования (АЗГ), КРТ с последующей ДРТ, ОГ, ОН и др.

^Наверх