Назначение, принцип действия и область применения АЧР и ЧАПВ

Автоматическая частотная разгрузка (АЧР) предназначена для предотвращения недопустимого снижения частоты при возникновении дефицита активной мощности в энергосистеме или отдельных ее районах. Действует на отключение части менее ответственных потребителей.

Устройства АЧР, используемые для ликвидации аварийного дефицита мощности в энергосистемах, подразделяются на три основные категории.

Первая категория автоматической частотной разгрузки – АЧРI – быстродействующая (t = 0,1 – 0,3 с) с уставками срабатывания от 48,5 Гц до 46,5 Гц. Действие АЧРI позволяет предотвратить глубокое снижение частоты в первое время развития аварии. Уставки срабатывания отдельных очередей АЧР1 отличаются одна от другой на 0,1 Гц. Мощность, подключаемая к АЧРI, примерно равномерно распределяется между очередями.

Вторая категория автоматической частотной разгрузки – АЧРII – предназначена для восстановления частоты до нормального значения, если она длительно остается пониженной, или “зависает” на уровне около 48 Гц. Вторая категория АЧРII работает после отключения части потребителей от АЧРI, когда снижение частоты прекращается и она устанавливается на уровне 47,5 – 48,5 Гц.

В дефицитных энергосистемах, получающих мощность от соседних энергосистем, применяется также быстродействующая специальная очередь АЧР с уставкой срабатывания 49 Гц.

Нагрузка потребителей, отключенных при аварийном снижении частоты, не должна подхватываться устройствами АПВ и АВР. Поэтому АПВ линии, отключенной действием АЧР, должно блокироваться.

Для ускорения восстановления питания потребителей, отключенных при срабатывании АЧР, применяется специальный вид автоматики – АПВ после АЧР (или ЧАПВ). Устройство ЧАПВ срабатывает после восстановления частоты в энергосистеме и дает импульс на включение отключенных потребителей.

Действие ЧАПВ должно осуществляться при частоте 49,5 – 50 Гц.

4) По технике безопасности, периодичность испытания диэлектрических перчаток составляет раз в полгода. Испытание диэлектрических перчаток проводится в лаборатории, где их подвергают специальному тесту. На протяжении минуты их свойства испытывают с помощью высокого напряжения 6 кВ. Пригодные для использования перчатки должны проводить не больше 6мА, иначе их списывают. Проверка диэлектрических перчаток начинается с того, что их опускают в металлическую ёмкость с тёплой или чуть прохладной водой (примерно 20 градусов). Опускают их так, чтобы их верхние края выглядывали на полсантиметра. Это делается, чтобы в перчатки с водой внутри можно было опустить электроды. Само собой, выступающие сверху края должны быть сухими и чистыми. Один вывод трансформатора цепляют к резервуару с водой, второй нужен для заземления. Внутрь перчаток опускают электрод, соединённый с заземлением через миллиамперметр. Это позволяет не только проверить целостность изделия, но и замерить, пропускает ли перчатка электричество, то есть безопасно ли её использовать в работе. Напряжение подается от трансформатора, одним проводом подключенного к ёмкости с водой, а другим он подключается к двухпозиционному переключателю. Первое положение: цепь трансформатор-газоразрядная лампа-электрод, второе: цепь трансформатор-миллиамперметр-электрод.
Диэлектрические галоши и боты также используют в качестве защиты от напряжения шага в электроустановках любого напряжения. Диэлектрические галоши и боты надевают на обычную обувь, которая должна быть чистой и сухой. В отличие от бытовых они не имеют лакового покрытия. Периодичность электрических испытаний диэлектрических галош — один раз в год, диэлектрических бог — один раз в три года.

Диэлектрические ковры применяют при обслуживании электрооборудования в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных по условиям поражения током. Помещения не должны быть сырыми и пыльными. Ковры расстилают на полу перед оборудованием в местах, где возможно соприкосновение с токоведущими частями, находящимися под напряжением до 1000 В, а также в местах, где производится включение и отключение рубильников, разъединителей, выключателей и других операций с коммутационными и пусковыми аппаратами до 1000 В и выше.

В зависимости от назначения и условий эксплуатации ковры разделяются на две группы: 1) для работы при температуре от -15° до +40*С, 2) маслобензостойкие для работы при температуре от -50* до +80°С: они имеют размеры от 500×500 до 800×1200 мм при толщине 6 мм. Электрические испытания диэлектрических ковров не проводят, производят лишь их осмотр один раз в полгода.

Что такое автоматическая частотная разгрузка и как она используется?

Электроснабжение потребителей предусматривает четкое соблюдение основных параметров сети. Так как их отклонение от нормативного значения вызывает сбои в работе высокоточных устройств, снижает срок эксплуатации оборудования или может привести к возникновению аварийного режима. Наиболее ощутимые нарушения и последствия возникают при снижении частоты, для борьбы с которой используется автоматическая частотная разгрузка (АЧР).

Понятие автоматической частотной разгрузки

Автоматическая частотная разгрузка представляет собой систему автоматического регулирования нагрузки, подключенной к энергосистеме в случае резкого снижения частоты. Регулирование осуществляется посредством отключения потребителей, в зависимости от категории их значимости. То есть сначала прекращается питание наименее значимой части потребителей.

Разделение потребителей по категориям

Всего в электрической сети выделяется три категории потребителей при наладке автоматической частотной разгрузки. Что и определяет требования к их питанию и возможным перерывам, в случае каких-либо аварийных процессов.

Рисунок 1 Питание потребителей, в зависимости от категории

Правила допускают перерыв в питании всех вышеперечисленных объектов при снижении частоты, но в соответствии с их категорией. Так, электроснабжение потребителей 1-ой категории может прерываться лишь на время переключения на второе питание, что составляет считанные доли секунд. Вторая и третья допускают более длительный перерыв – не более суток подряд.

Понятие дефицитной энергосистемы

В случае, когда электрическая система не способна обеспечить достаточное количество электрической энергии, возникает дефицит мощности. Такая ситуация может возникнуть при отключении одной из электростанций, подключении нового мощного потребителя или удаленного короткого замыкания. Из-за недостатка мощности для всех подключенных потребителей получается дефицитная энергосистема. А при отсутствии автоматической частотной разгрузки или при ее некорректной работе в системе возникают крайне плачевные последствия.

Последствия снижения частоты

В случае уменьшения частоты на 0,2 – 0,4 Гц изменения не будут ощутимыми. Но при снижении уровня до 48Гц и ниже возникают необратимые процессы, как в самой электрической сети, так и в приборах. Даже, казалось бы, незначительное снижение на 2 Гц влечет нарушения в работе потребителей электроэнергии: двигатели теряют частоту вращения, теряется управление станочным оборудованием, снижается производительность, могут возникнуть аварии и катастрофы.

Если не принимаются меры к восстановлению нормального режима, то дефицит приводит к лавинному процессу падения частоты. Затем происходит снижение напряжения, возрастание уровня электрического тока в электрических машинах, перегреву и разрушению изоляции. Генераторы электростанций, как и потребители, испытывают такие же перегрузки, которые могут привести к их выходу со строя или травмированию персонала. Реальное препятствие этим последствиям способна оказать автоматическая частотная разгрузка.

Назначение АЧР

В любой энергетической системе закладывается резерв мощности, что обеспечивает установленный уровень активной мощности при колебаниях количества приемников энергии и их аппетитов. Если этот резерв исчерпается, то для восстановления баланса срабатывает автоматическая частотная разгрузка. АЧР предназначена для удаления из схемы питания потребителей третей категории, что может предотвратить отключение генераторов и полную остановку электростанций. В зависимости от величины изменения частоты или длительности дефицита могут применяться различные виды автоматической частотной разгрузки.

Классификация

На электростанциях и подстанциях для автоматической частотной разгрузки системы в аварийной ситуации может применяться один из четырех или сразу несколько видов защиты [ 1 ].

Принцип действия

Посмотрите на рисунок, как видите, здесь представлена схема АЧР с частотным АПВ. В случае снижения частоты до уровня уставки или ниже срабатывает частотное реле KF. С него сигнал поступает на реле времени KT1, которое замыкает группы контактов промежуточных реле KL 1 и 2 . Именно они управляют отключением потребителей в соответствии с выстроенным приоритетом.

После этого измерительный элемент проверяет уровень частоты в сети. При достижении частотой величины в 50 Гц запускает сигнал от цепи измерительного блока к временному KT2. Затем, через промежуточное KL4 замыкаются контакты на обратное подключение потребителей к сети, чем и осуществляется ЧАПВ.

Схемы АЧР

В соответствии с предъявляемыми требованиями, все типы автоматической частотной разгрузки способны реализовать различные функции защиты. Поэтому для построения тех или иных характеристик устройств АЧР, ступеней в их работе применяются определенные схемы. Также устройство может собираться как на реле, так и на полупроводниковых приборах.

С одним реле частоты

Посмотрите на рисунок, здесь вы видите принципиальную схему автоматической частотной разгрузки, в которой используется одно частотное реле. Посредством контактов промежуточного реле РП к частотному реле РЧ1 подается сигнал от измерительного элемента. Которое при снижения уровня частоты сразу же замыкает контакты РП1 и РП2. От контактов реле РП2 поступает сигнал на отключение нагрузки.

В случае повышения уровня частоты выше уставок срабатывания схема возвращается в исходное положение. При этом от реле РП5 поступает сигнал на контакты РП5.1, которые отключают обмотки РВ1 и РП4. На тот случай, если работа по такой схеме не даст желаемого результата, здесь предусмотрено шунтирование РВ1.

С ЧАПВ

Обратите внимание, в данной схеме автоматической частотной разгрузки, объекты отключаются релейной защитой в том же порядке, что и в предыдущем примере. От Р4 подается сигнал на временное реле РВ1, через контакты которого возбуждаются обмотки промежуточного РП1. Контакты промежуточных РП1.1 и РП2.1 посылают сигнал на отключение. Об этом сигнализирует РУ1.

Читайте также:  Чем лучше сделать наружную и внутреннюю обшивку стен каркасного дома своими руками

После нормализации частоты сигнал проходит по контактам РП1.3 и РП3.2 возбуждается обмотка временного РВ2. Через его контакты сигналы возбуждают обмотку промежуточного РП4. А оно, в свою очередь, через контакты РП4.2 и РП4.3 посылает сигнал на частотный пуск потребителей. После чего указательное реле РУ 2 сигнализирует о срабатывании ЧАПВ.

Требования, предъявляемые к АЧР

Рис, 5 Частотно-временная зона

Как видите, на рисунке указана заштрихованная область, обозначающая границу, ниже которой частота не может опускаться в определенный момент времени. В противном случае, такая автоматическая частотная разгрузка не обеспечит достаточную защиту и лопасти турбины испытают колоссальную нагрузку, способную нарушить целостность металла.

Таким образом, автоматическая частотная разгрузка должна отстраивать свою работу от постоянных параметров системы. При этом случайные факторы, влияющие на различные коэффициенты, не должны затрагивать работу релейной или полупроводниковой аппаратуры, запускающей автоматическую частотную разгрузку.

Видео по теме

Автоматическая частотная разгрузка – АЧР

Для корректной работы системы энергоснабжения и потребляющего оборудования должны выдерживаться параметры частоты электрического тока. Один из элементов, обеспечивающих поддержание указанных характеристик в заданном режиме – АЧР. Рассмотрим требования, предъявляемые к данной системе, её назначение и разновидности.

  1. Понятие автоматической частотной разгрузки
  2. Назначение АЧР
  3. Разделение потребителей по категориям
  4. Устройство и принцип работы
  5. Классификация
  6. Схемы АЧР
  7. С одним реле частоты
  8. С ЧАПВ
  9. Предъявляемые требования
  10. Особенности эксплуатации АЧР
  11. Понятие дефицитной энергосистемы
  12. Последствия снижения частоты

Понятие автоматической частотной разгрузки

Аббревиатура АЧР расшифровывается как автоматическая частотная разгрузка. Данный элемент является автоматическим модулем, используемым на распределительном узле, служащий для предотвращения снижения частоты электрического тока при резких колебаниях мощностных параметров в сети.

Назначение АЧР

АЧР удерживает частотные характеристики в системе на установленном уровне. Если происходит падение мощности вырабатываемого тока на электростанции, при использовании данной системы обеспечивается поддержание в работоспособном состоянии наиболее ответственных потребителей, отключение которых может создать аварийную ситуацию, поэтому автоматика отключает не важные присоединения, чаще всего начиная с потребителей 3 категории.

Если меры не будут приняты своевременно, в результате может пострадать энергосистема в целом. Для этого и применяются элементы АЧР.

Разделение потребителей по категориям

  1. Потребители разделяются на категории по степени важности. Отключение оборудования первой категории может вызвать опасность для жизни людей.
  2. Проблемы с потребителями второй степени важности могут отрицательно повлиять на производственный цикл промышленных предприятий, причинив серьёзные материальные убытки.
  3. Третья категория не предполагает серьёзных последствий в случае обесточивания и принимается в качестве приоритетной для отключения при создании аварийной ситуации.

Устройство и принцип работы

На рисунке, представленном ниже приведены цепи срабатывания АЧР, предполагающая использование частотного АПВ:

Если частота падает ниже установленной величины, происходит срабатывание частотного реле KF. Далее производится передача сигнала на временное реле КТ1 с замыканием контактов на реле промежуточной группы KL1 и KL2. Именно таким способом управляется запитывание потребителей по выстроенному приоритету.

Затем проверяются частотные характеристики системы посредством измерительного элемента. Как только частота достигнет стандартного значения в 50 Гц, подаётся команда о запуске на измерительный модуль через временный КТ2. Далее, с помощью промежуточного KL4 происходит замыкание контактов для обратного подключения оборудования.

Классификация

Электростанции и подстанции оборудуются различными системами АЧР, предусматривающими применение одной из четырёх защит или одновременное срабатывание нескольких из них. Классификация включает следующие разновидности данных элементов:

Указанные элементы могут применяться по-отдельности или комплексно.

Схемы АЧР

Согласно установленным нормам, АЧР могут предусматривать выполнение различных защитных функций. Схемы предполагают применение релейных и полупроводниковых элементов.

С одним реле частоты

На приведённой ниже схеме изображён элемент с одним частотным реле:

Подача команды от измерительного модуля производится через промежуточное реле РП на частотное РЧ1.

При падении частотных параметров замыкаются РП1 и РП2, от последнего сигнал передаётся на отключение подачи энергии.

Если частота восстанавливается до стандартной величины, происходит возврат схемы к исходному состоянию. Через РП5 команда подаётся на РП5.1, с отключением катушек РВ1 и РП4.

Если функционирование системы по указанной схеме окажется невозможным, шунтируется РВ1.

С ЧАПВ

Автоматическая частотная разгрузка предполагает следующую схему:

Порядок срабатывания релейной защиты аналогичен предыдущему примеру. Через Р4 команда передаётся на реле времени РВ1, с возбуждением обмоток на промежуточном РП1.

Через РП1.1 и РП2.1 система отключается. Сигнализация об этом обеспечивается посредством РУ1.

При нормализации ситуации через РП1.3 и РП3.2 подаётся ток на обмотку РВ2, с включением реле промежуточной группы РП4. Далее, с помощью РП4.2 и РП 4.3 запускаются потребители, с сигнализацией указательного реле РУ2.

Предъявляемые требования

Для обеспечения нормальной работы, АЧР должны соответствовать следующим требованиям:

Перечисленные условия призваны обеспечить штатную работу оборудование и надлежащую его защиту.

Особенности эксплуатации АЧР

Элементы АЧР должны эксплуатироваться в соответствии с требованиями нормативных документов. Необходимо проводить регулярное их техническое обслуживание с плановыми проверками исправности оборудования и предусмотренными испытаниями.

К обслуживанию систем должен допускаться обученный и аттестованный персонал, с назначением ответственных лиц за содержание в исправном состоянии.

Понятие дефицитной энергосистемы

Иногда электростанцией не обеспечивается выработка необходимых объёмов электрической энергии. В результате мощностные характеристики сети не соответствуют установленному значению. Такие системы называют энергодефицитными.

Последствия снижения частоты

Если частота в сети снизится на величину до 0,4 Гц, такая ситуация существенно не отразится на работе оборудования. Но при падении частотных характеристик на 2 Гц и более это может привести к необратимым процессам, как в самой электросети, так и в работе потребителей.

При недостаточно оперативной реакции, ситуация может развиваться непредсказуемо, вплоть до серьёзных аварий. В результате нарушается режим эксплуатации оборудования, с опасность перегрева машин и повреждения изоляции, ведущим к выходу их из строя.

Применение АЧР позволяет автоматически отключить систему при существенных отклонениях частоты от номинала, предотвратив создание аварийной ситуации.

Назначение и основные принципы выполнения АЧР

Лекция 18

Автоматическая частотная разгрузка

Назначение и основные принципы выполнения АЧР

Автоматическое повторное включение после АЧР

Схемы АЧР и ЧАПВ

Назначение и основные принципы выполнения АЧР

Пока в энергосистеме имеется вращающийся резерв активной мощности, системы регулирования частоты и мощности будут поддерживать заданный уровень частоты. После того как вращающийся резерв будет исчерпан, дефицит активной мощности, вызванный отключением части генераторов или включением новых потребителей, повлечет за собой снижение частоты в энергосистеме.

Небольшое снижение частоты (на несколько десятых герца) не представляет опасности для нормальной работы энергосистемы, хотя влечет за собой ухудшение экономических показателей. Снижение же частоты более чем на 1–2 Гц представляет серьезную опасность и может привести к полному расстройству работы энергосистемы. Это в первую очередь определяется тем, что при понижении частоты снижается частота вращения электродвигателей, а следовательно и производительность приводимых ими механизмов собственных нужд тепловых электростанций. Так, например, снижение частоты на 3–5 Гц приводит к уменьшению на 20–40% подачи воды в конденсатор циркуляционными насосами. При таком снижении частоты питательные насосы почти полностью прекращают подачу воды в котел. Вследствие снижения производительности механизмов собственных нужд резко уменьшается располагаемая мощность тепловых электростанций, особенно электростанций высокого давления, что влечет за собой дальнейшее снижение частоты в энергосистеме. Таким образом, происходит лавинообразный процесс – «лавина частоты», который может привести к полному расстройству работы энергосистемы. Следует также отметить, что современные крупные паровые турбины не могут длительно работать при низкой частоте из-за опасности повреждения их рабочих лопаток.

Процесс снижения частоты в энергосистеме сопровождается также снижением напряжения, что происходит вследствие уменьшения частоты вращения возбудителей, установленных на одном валу с основными генераторами. Если регуляторы возбуждения генераторов и синхронных компенсаторов не смогут удержать напряжение, то также может возникнуть лавинообразный процесс – «лавина напряжения» так как снижение напряжения сопровождается увеличением потребления реактивной мощности, что еще более осложнит положение в энергосистеме.

Аварийное снижение частоты в энергосистеме, вызванное внезапным возникновением значительного дефицита активной мощности, протекает очень быстро, в течение нескольких секунд. Поэтому дежурные персонал не успевает принять каких-либо мер, вследствие чего ликвидация аварийного режима должна возлагаться на устройства автоматики. Для предотвращения развития аварии должны быть немедленно мобилизованы все резервы активной мощности, имеющиеся на электростанциях. Все вращающиеся агрегаты загружаются до предела с учетом допустимых кратковременных перегрузок.

Читайте также:  Цветочный орнамент в современном интерьере

При отсутствии вращающегося резерва единственно возможным способом восстановления частоты в сети является отключение части наименее ответственных потребителей. Это и осуществляется с помощью специальных устройств – автоматов частотной разгрузки (АЧР), срабатывающих при опасном снижении частоты в сети.

Изменение частоты энергосистемы является сложным процессом, связанным с изменением параметров отдельных её элементов: активной мощности, развиваемой агрегатами электростанций и мощности нагрузки, большая часть которой состоит из электродвигателей.

Глубина снижения частоты зависит не только от значения дефицита активной мощности в первый момент аварии, но и от характера нагрузки. Потребление мощности одной группой потребителей, к которой относятся электроосветительные приборы и другие установки, имеющие чисто активную нагрузку, не зависит от частоты и при её снижении остается постоянной. Потребление же другой группы потребителей (электродвигателей переменного тока) при уменьшении частоты снижается. Чем больше в энергосистеме доля нагрузки первой группы, тем больше снизится частота при возникновении одинакового дефицита активной мощности. Нагрузка потребителей второй группы будет в некоторой степени сглаживать эффект снижения частоты, поскольку одновременно будет уменьшаться потребление мощности электродвигателями.

Уменьшение мощности, потребляемой нагрузкой при снижении частоты или, как говорят, регулирующий эффект нагрузки характеризуется коэффициентом регулирующего эффекта КН, равным отношению:

. (65)

Коэффициент КН показывает, на сколько процентов уменьшается потребление нагрузкой активной мощности на каждый процент снижения частоты. Значение коэффициента регулирующего эффекта нагрузки должно определяться специальными испытаниями и принимается в расчетах равным 1¸3.

Отклонение частоты в процентах, входящее в выражение (65),

,

где Df – в герцах.

Подставляя это значение в выражение (65), получаем:

,

. (66)

Таким образом, зная коэффициент КН, можно по выражению (66) определить, на сколько герц снизится частота при определенном значении дефицита активной мощности DР, выраженном в процентах к полной нагрузке энергосистемы. Зная величину снижения частоты в аварийном режиме fАВ по сравнению с номинальной частотой 50 Гц, можно определить установившиеся значение частоты:

или . (67)

Если до возникновения дефицита энергосистема работала с частотой fС, отличной от 50 Гц, выражение (67) будет иметь следующий вид:

. (68)

Устройства АЧР должны устанавливаться там, где возможно возникновение значительного дефицита активной мощности во всей энергосистеме или в отдельных ее районах, а мощность потребителей, отключаемых при срабатывании АЧР, должна быть достаточной для предотвращения снижения частоты, угрожающего нарушением работы механизмов собственных нужд электростанций, что может повлечь за собой лавину частоты. В соответствии с ПТЭ устройства АВР должны исключать возможность даже кратковременного снижения частоты ниже 45 Гц, время работы с частотой ниже 47 Гц не должно превышать 20 с, а с частотой ниже 48,5 Гц – 60 с.

При выполнении АВР необходимо учитывать все реально возможные случаи аварийных отключений генерирующей мощности и разделения энергосистемы или энергообъединения на части, в которых может возникнуть дефицит активной мощности, а также то обстоятельство, что нагрузка, а следовательно, и возможный дефицит активной мощности меняются в зависимости от сезона, времени суток, дней недели. Для того чтобы суммарная мощность нагрузки потребителей, отключаемых действием АЧР, хотя бы примерно соответствовала дефициту активной мощности, возникшему при данной аварии, АЧР, как привило, выполняется многоступенчатым, в несколько очередей, отличающихся уставками по частоте срабатывания.

На рис. 9.1. приведены кривые, характеризующие процесс изменения частоты в энергосистеме при внезапном возникновении дефицита активной мощности. Если в энергосистеме отсутствует АЧР, то снижение частоты, вызванное дефицитом активной мощности, будет продолжаться до такого установившегося значения, при котором за счет регулирующего эффекта нагрузки и действия регуляторов частоты вращения турбин вновь восстановится баланс генерируемой и потребляемой мощности при новом сниженном значении частоты (кривая I). Для восстановления в энергосистеме нормальной частоты в этом случае необходимо вручную отключить часть нагрузки потребителей, суммарное потребление мощности которыми при частоте 50 Гц равно дефициту мощности, вызвавшему аварийное снижение частоты.

Иначе будет протекать процесс изменения частоты при наличии АЧР (кривая II). Пусть, например, АЧР состоит из трех очередей с уставками срабатывания 48; 47,5 и 47 Гц. Когда частота снизится до 48 Гц (точка 1), сработают АЧР первой очереди и отключит часть потребителей: дефицит активной мощности уменьшится, благодаря чему уменьшится и скорость снижения частоты. При частоте 47,5 Гц (точка 2) сработают АЧР второй очереди, еще больше уменьшат дефицит активной мощности и скорость снижения частоты. При частоте 47 Гц (точка 3) сработают АЧР третьей очереди и отключат потребителей, мощность которых достаточна не только для прекращения снижения частоты, но и для её восстановления. Устройства АЧР, используемые для ликвидации аварийного дефицита активной мощности в энергосистемах, подразделяются на три основные категории (ПТЭ).

Первая категория АЧРI – быстродействующая (t = 0,1 ¸ 0,3 с) с уставками срабатывания от 49 Гц (в отдельных случаях от 49,2 – 49,3 Гц) до 46,5 Гц. назначение очередей АЧРI – не допустить глубокого снижения частоты в первое время развития аварии. Уставки срабатывания отдельных очередей АЧРI отличаются одна от другой на 0,1 Гц.

Мощность потребителей, подключаемых к устройствам АЧРI, РАЧРI определяется по формуле (ПТЭ)

, (69)

где: DРГ – дефицит генерирующей мощности;

РЕЗ – учитываемая часть резерва мощности;

В качестве DРРЕЗ учитывается только гарантированный вращающийся резерв тепловых электростанций, обеспеченный по паропроизводительности котлов. Все величины в формуле (69) указаны в относительных единицах, причем за базисную мощность принята потребляемая мощность энергосистемы (района) в исходном режиме до возникновения дефицита мощности. Мощность, подключаемая а АЧРI, примерно равномерно распределена между очередями.

АЧР — Автоматическая частотная разгрузка

Автоматическая частотная разгрузка (АЧР) применяется для сохранения функциональности энергосистемы и потребителей 1-й категории снабжения в ситуациях резкого уменьшения количества активной мощности в электросети. АЧР относится к противоаварийной автоматике, которая направлена на повышение надёжности работы электросистем. Принцип действия этого метода основан на отключении менее важной части потребителей электроэнергии от сети.

  1. Применение АЧР
  2. Разделение потребителей по категориям
  3. Устройства АЧР классифицируются на категории

Применение АЧР

Понижение частоты может оказывать сильно негативное действие на работоспособность энергетической системы и способно вызвать техногенную или экологическую катастрофу. К примеру, даже небольшое падение частоты на 2-3 герца влечёт за собой снижение поставляемой в конденсатор электростанции воды на 25-40%, может выводить из строя насосы, осуществляющие подачу воды в котлы.

Также наблюдается дальнейшее увеличение дефицита активной мощности в электросети, что сопровождается нарастающим лавинообразным характером процессом падения частоты.

Такой процесс называют лавиной частоты.

Помимо вышеприведенных отрицательных последствий снижения частоты необходимо упомянуть ещё одно — падение напряжения. Этот фактор оказывает дополнительное негативное воздействие на потребителей. Чтобы избежать последствий дефицита активной мощности, приходится в сети отключать часть потребителей. Таким образом, состояние и наличие системы АЧР на подстанциях очень важно.

Разделение потребителей по категориям

Каждый потребитель энергии относится к одной из категорий:

  1. 1 категория — это потребители, нарушение электроснабжения которых может вызвать угрозу жизни людей, опасность для безопасности страны, нанести существенный материальный ущерб, нарушить сложные технологические процессы и т.п.
  2. 2 категория – электроприёмники, отключение от питания которых способно повлечь за собой массовый недоотпуск продукции, простой механизмов, рабочих, промышленного транспорта.
  3. 3 категория — другие менее важные потребители электроэнергии.

Для потребителей 1-й категории должно обеспечиваться непрерывное питание, причём от 2-х независимых источников.

Перерыв в функционировании одного из источников допускается только в течение действия автоматического ввода резерва (время работы АВР).

При недостатке активной мощности отключение производится ступенчато, согласно категориям электроснабжения потребителей. Таким образом, первым производится отключение потребителей 3-й категории при наименьшем времени выдержки. Вторая ступень АЧР выключает следующую группу и так далее. Подробнее о категориях надежности электроснабжения можно почитать тут и тут,

Интересное видео о работе АЧР смотрите ниже:

Устройства АЧР классифицируются на категории

  1. ЗАЧР устанавливается для предотвращения возникновения аварии на АЭС. Такие устройства срабатывают при достижении частотой отметки 49,2 Гц. Время срабатывания — 0,5 с.
  2. АЧР-1 срабатывают в случаях резкого падения частоты до отметки 48 Гц. АЧР-1 относится к быстродействующим системам со скоростью срабатывания 0,3-0,5 с.
  3. АЧР-2 начинает работу при продолжительном медленном падении частоты. Она работает на таких же частотах, как и АЧР-1, однако время выдержки устанавливается значительно больше (5-10 или 70-90 секунд).

Поднятие частоты реализуется с помощью ЧАПВ, которое представляет собой повторное включение потребителей в автоматическом режиме после того, как функциональность системы питания будет полностью восстановлена.

Что такое автоматическая частотная разгрузка и для чего она нужна

Для чего нужна АЧР

Начнём с того, что в отечественных электросетях протекает переменный ток частотой в 50 Гц. Это его номинальная величина, допустимы отклонения не более чем на 1%, то есть 0,5 Гц. При нехватке активной потребляемой мощности и избытке реактивной может начаться просадка частоты. К чему это приведет? К лавинообразному дальнейшему спаду частоты и аварии, рассмотрим их подробнее:

  1. С частотой снизится скорость вращения асинхронных и синхронных двигателей. На электростанции это приведёт к тому, что снизится производительность насосов воды для собственных нужд — для заполнения котлов и охлаждения мощных электрических машин.
  2. При работе паровых турбин на пониженной частоте может произойти следующее — группа лопаток войдёт в резонанс и начнёт вибрировать и разрушаться.

Из-за снижения оборотов электродвигателей насосов и механизмов электростанции снижается и её мощность, из-за этого частота снижается ещё быстрее, поэтому это и называют лавиной частоты.

Эти проблемы приводят к аварии вплоть до мировых масштабов, если это произойдёт на АЭС, например. Поэтому для возобновления работы в номинальном режиме поочерёдно отключают группы потребителей. Для этого используется система автоматической частотной разгрузки — АЧР.

Вывод: АЧР устанавливается там, где может возникнуть дефицит активной мощности.

Классификация

Прежде чем рассмотреть, как работает автоматическая частотная разгрузка, давайте ознакомимся с её видами:

Читайте также:  Холодильник без морозильной камеры: плюсы и минусы + обзор 12-ти лучших моделей

На рисунке ниже изображен график срабатывания АЧР-1 и АЧР-2:

И график срабатывания в зависимости от скорости снижения частоты:

Принцип действия

Автоматическая частотная разгрузка имеет следующий принцип работы. При просадке частоты ниже номинальной начинают отключаться потребители третьей или второй категории электроснабжения. Это нужно, чтобы вернуть в нормальный режим питания первую категорию. Отключения происходит ступенчато по различным уставкам частоты и времени.

Ступени нужны, чтобы минимизировать перебои в электроснабжении потребителей, так как не во всех ситуациях процесс падения частоты развивается так критично что нужно производить глобальные их отключения. А также они нужны для того, чтобы исключить её срабатывания при коротких замыкания на линии. По ступеням потребители равномерно распределяются согласно своей мощности.

Автоматическая частотная разгрузка строилась на базе реле частоты. Для организации отключения потребителей нужно распределить их по категориям и соответственно по ТП и РУ по назначению. В противном случае избирательное отключение реализовать сложнее.

Кроме того, что нужно отключить потребителей от электросети нужно обеспечить их повторное включение для этого есть система частотного автоматического повторного включения — ЧАПВ. Также стоит отметить что в настоящее время чисто релейные схемы используются редко, их можно встретить на старых объектах, не подвергшихся реконструкции. В основном используются микропроцессорные системы автоматической частотной разгрузки. Они позволяют более точно настраивать параметры срабатывания при возмущающих воздействиях.

Заключение

Подведем итоги и ответим простым языком, где и в каких случаях применяют систему автоматической частотной разгрузки. АЧР применяется в энергетике для предотвращения аварий на электростанциях из-за лавинообразного снижения частоты электрического тока в сети. Это может произойти из-за того, что нарушается баланс активных и реактивных мощностей.

Главной задачей перед автоматической частотной разгрузкой становится поочередное отключение групп потребителей согласно категориям электроснабжения, чтобы при этом не повлечь значительных простоев и аварий на питающихся от этой линии предприятиях.

Для закрепления изученного материала рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

Материалы по теме:

Чайный домик из фанеры — чертежи и описание процесса изготовления

Трудно ли изготовить чайный домик из фанеры своими руками? Какую фанеру стоит предпочесть для него? Что из дополнительных материалов и инструментов понадобится? Давайте постараемся разобраться.
На фото — самодельный чайный домик. Материал — фанера.

  1. Зачем это нужно
  2. Материалы и инструменты
  3. Приступаем к работе
  4. Изготовление фанерных деталей
  5. Сборка
  6. Шпаклевка
  7. Окраска
  8. Лакировка
  9. Вывод

Зачем это нужно

Будем искренними: никакого логического обоснования для творческого процесса нет и быть не может. Да, красивый и стильный фанерный ящичек-домик для чая в практическом плане ничем не лучше, чем стоящая на кухонном столе открытая картонная коробка с пакетиками чая. Да, вполне возможно, что никто из гостей не обратит внимание на созданное вами украшение стола.
Однако стоит ли из-за таких пустяков отказывать себе в удовольствии создать красивую вещь?
Затраты на наш проект будут минимальными: клей и лакокрасочные материалы потребуются в минимальных количествах; небольшой лист фанеры тоже не поставит вас на грань банкротства.

Полезно: в строительных магазинах фанера продается, как правило, листами размером 1525х1525 или 2500х1250 миллиметров. Помимо того, что цена такого листа будет немалой, перед вами встанет еще и проблема доставки. Для наших целей больше подойдут некондиционные обрезки или остатки старого ящика от посылки.

Материалы и инструменты

Сорт в данном случае особого значения не имеет: даже если поверхность шпона покрыта сучками, всегда можно выбрать чистый от них участок необходимого размера, да и шпаклевка у нас будет под рукой.
Для поделок и мебели обычно используют высокосортную фанеру. Однако даже из листа 4 сорта можно выкроить небольшую деталь с безупречной поверхностью.

Теперь о деталях:

Приступаем к работе

Изготовление фанерных деталей

Совет: чертить непосредственно на фанере не стоит. Неизбежные помарки помешают вам вырезать детали точно по линиям.

  1. Выпиливаем детали по контуру. Электролобзик или дисковую пилу при выпиливании сложных поверхностей придется использовать в качестве фрезы, выбирая углубления под прямым углом к краю детали. При этом лучше не доводить полотно до контура на 0,5 — 1 миллиметр: остаток материала уберется напильником.
  2. Обрабатываем деталь напильником, затем доводим углы надфилем. Торцы деталей должны быть строго перпендикулярны их плоскости.
  3. Шлифуем наружную и внутреннюю поверхности наждачной бумагой: вначале среднезернистой, потом мелкозернистой.

Готовые детали. Выступы и пазы по краям сделают клеевое соединение более прочным.

Сборка

Как уже упоминалось, чайные домики из фанеры собираются на поливинилацетатном клее. Он наносится на торцы соединяющихся деталей; затем детали прижимаются друг к другу и фиксируются на 3-4 часа малярным скотчем или резинками для волос, для денежных пачек и т.д.

Важно: в зависимости от того, откуда планируется закладывать пакетики с чаем, крыша или основание домика остаются без клеевого крепления. Чтобы предотвратить случайное смещение деталей друг относительно друга, используются разъемные крепления шип-паз.

Излишки клея аккуратно убираются салфеткой или ветошью. В противном случае оставшиеся неопрятные потеки потребуют повторной шлифовки изделия.

Шпаклевка

Малейшие неровности и видимые швы на стыках деталей шпаклюются. Лучше использовать узкий стальной шпатель: резиновый неизбежно оставит огрехи на впадинах.
После высыхания шпаклевки углы придется отшлифовать повторно. При необходимости цикл шпаклевания и шлифовки может быть повторен 2-3 раза.

Окраска

Для акриловых красок фанеру лучше предварительно загрунтовать. Этой цели может послужить разведенный водой клей ПВА или пара слоев белой краски.
Изделие после шпаклевки и грунтовки.
Затем по белому фону наносится произвольный рисунок. Акварелью или гуашью можно красить и без предварительной грунтовки.
С покраской водно-растворимыми красками связана одна потенциальная проблема. Фанера — материал гигроскопичный, и ее может повести. Избежать этого поможет простая инструкция: домик красится полностью собранным, с надетой крышей и установленным на основание.
При окраске можно применить несколько любопытных художественных приемов:

Здесь вся поверхность домика оклеена бумагой.

Лакировка

Каких-то особых хитростей в лакировке чайного домика нет. Лак наносится двумя-тремя слоями с помощью мягкой кисти. Лучше лакировать стенки домика по одной в горизонтальном положении: в этом случае легче избежать неопрятных потеков. Разумеется, излишки лака не должны стекать по боковым стенкам.
Если потеки все же появились — не беда. Проблемный участок шлифуется бумагой-нулевкой, после чего лакируется тонким слоем повторно.
После лакировки шипы и пазы съемной крышки или основания вполне могут отказаться совмещаться: благодаря краске и лаку шипы стали заметно толще. Чтобы изделие в разобранном виде выглядело аккуратно, лучше не стачивать шипы, а немного расширить надфилем пазы.
Поверхность, на которую наклеен вырезанный из бумаги рисунок, придется лакировать как минимум на 5-6 раз с промежуточной шлифовкой через 2-3 слоя. Зачем это нужно?

Внешний вид готового изделия.

Вывод

Как видите, процесс создания украшения для кухонного стола может быть весьма увлекательным. В представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме (читайте также статью «Кормушка для птиц из фанеры своими руками: как сделать красиво и прочно»).

Успехов в творчестве!

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *