Схема включения реле частоты. Выбор параметров срабатывания АЧР. Согласованность времени действия АЧР и ЧАПВ.

Ответ: Реле частоты РЧ применяют в устройствах релейной защиты и автоматики для фиксации понижения (РЧ-1) или повышения (РЧ-2) частоты переменного тока. Частота является одним из важнейших показателей качества электроэнергии. Снижение частоты происходит при возникновении дефицита активной мощности, когда мощность нагрузки оказывается больше мощности генераторов. Как правило, такое положение возникает при отделении части энергосистемы или одной электростанции от общей сети. Чтобы в этих условиях предотвратить дальнейшее глубокое снижение частоты, необходимо срочно ликвидировать дефицит активной мощности. Это обеспечивается, с одной стороны, отключением части нагрузки, с другой стороны, повышением до максимально возможной мощности работающих генераторов и включением в сеть резервных. Все эти операции нужно делать как можно быстрее. Поэтому они выполняются автоматически. Отключение нагрузки осуществляется автоматической частотной разгрузкой (АЧР). Включение и загрузка резервных генераторов (обычно это гидрогенераторы, которые могут набрать полную мощность в течение нескольких минут) производятся устройством частотного пуска, повышение мощности работающих генераторов обеспечивается регуляторами турбин и котлов. Реле РЧ-1 являются основными элементами АЧР, устройств частотного пуска и используются для некоторого изменения настройки регуляторов турбин и котлов. Кроме того, реле РЧ используются для пуска автоматического повторного включения (АПВ) присоединений, отключенных АЧР, после восстановления частоты.
Повышение частоты происходит при возникновении избытка активной мощности, что также может быть при отделении части энергосистемы от общей сети. Повышение
частоты опасно, так как значительно утяжеляет режим работы турбо- и гидрогенераторов и препятствует восстановлению параллельной работы отделившегося участка с сетью Для быстрого снижения частоты применяют различные автоматические устройства, основным элементом которых является реле РЧ-2.

Рис. 1. Векторные диаграммы токов и напряжений в последовательной цепи.
а — схема последовательной цепи; б—г — векторные диаграммы при частоте питающего напряжения выше (6), равной (в) и ниже (е) резонансной частоты цепи.
ной цепи.
а — схема последовательной цепи; б—г — векторные диаграммы при частоте питающего напряжения выше (6), равной (в) и ниже (е) резонансной частоты цепи.
ее снижении. Емкостное сопротивление, наоборот, - уменьшается при повышении частоты и увеличивается при ее снижении. Если при последовательном соединении емкости и индуктивности их сопротивления равны, то результирующее сопротивление цепи чисто активное и ток в ней совпадает по фазе с приложенным напряжением. Такое явление называется резонансом напряжений, а частота, при которой он возникает, называется резонансной. Если увеличить частоту приложенного напряжения (не изменяя параметры элементов цепи), то из-за увеличения индуктивного сопротивления и уменьшения емкостного общее сопротивление цепи станет активно-индуктивным. Ток в такой цепи отстает от приложенного
Принцип действия реле РЧ основан на измерении фазы тока относительно питающего напряжения в цепи с последовательно соединенными индуктивностью и емкостью. Известно, что индуктивное сопротивление увеличивается при повышении частоты и уменьшается при
напряжения. При уменьшении частоты общее сопротивление цепи станет активно-емкостным и ток в ней будет опережать приложенное напряжение. Сказанное иллюстрирует рис. 1, где показаны векторные диаграммы токов и напряжений для последовательной цепи при разной частоте питающего напряжения.
На векторных диаграммах показаны напряжения па индуктивности UL, на конденсаторе Uc, на резисторе Un, ток по цепи I и питающее напряжение Un.
Резонансная частота зависит от параметров цепи. Если увеличить индуктивность в цепи, то резонансная частота снизится.

.

Рис. 2 Структурная схема реле РЧ-1.

Подробно рассмотрим устройство и работу реле РЧ-1, а в заключение — особенности выполнения реле РЧ-2.
В реле РЧ-1 есть последовательная цепь из дросселя и конденсатора, называемая измерительной. Изменение фазы тока в этой цепи относительно приложенного напряжения фиксируется фазочувствителыюй схемой. Схема дает разрешение ira срабатывание реле, если ток в измерительной цепи совпадает с приложенным напряжением или опережает его. Таким образом, при снижении частоты в сети срабатывание реле происходит при частоте, равной резонансной частоте измерительной цепи; при дальнейшем снижении частоты реле остается в сработанном состоянии.
На рис. 2 изображена структурная схема реле. Оно состоит из входного трансформатора Т, фильтра низших частот Ф, двух измерительных цепей Иср,Ив, полупроводниковой схемы (обведена пунктиром), блока
питания БП и исполнительного органа МО. Полупроводниковая схема состоит из двух формирователей импульсов Ф1 и Ф2, фазочувствительного элемента ФЭ и усилителя У. Принципиальная схема реле с обозначением всех элементов показана на рис. 3.
Входной трансформатор Т предназначен для отделения цепей переменного напряжения от цепей оперативного напряжения. На первичную обмотку трансформатора Т подают напряжение, частоту которого необходимо измерять. Обычно эту обмотку подключают к одному из трансформаторов напряжения. Напряжение со вторичной обмотки через фильтр Ф (рис. 2) подают на измерительные цепи и на делитель, состоящий из резисторов R4 и R5 (рис. 3). С резистора R5 снимается так называемое опорное напряжение U0, которое совпадает по фазе с напряжением на входе измерительных цепей Uвх- Кроме того, напряжение со вторичной обмотки трансформатора Т используется для формирования напряжения смещения (на конденсаторе Ct), назначение которого будет объяснено ниже.
Фильтр Ф состоит из дросселя ЗДр и конденсатора 1С и предназначен для подавления высших гармоник, которые могут быть в кривой напряжения сети на входе реле. Б реле две измерительные цепи. Одна из них (#сР) состоит из дросселя 1Др, конденсаторов 4С, 5С и резистора R3. Вторая измерительная цепь состоит из дроселя 2Др, конденсаторов 2С, ЗС и резистора R2. Для ее подключения следует замкнуть выводы 5 и 6 реле. Если подключены обе измерительные цепи, то фазочувствительная схема дает разрешающий сигнал, когда хотя бы в одной из них ток совпадает с приложенным напряжением. Следовательно, реле будет срабатывать при более высокой из частот, настроенных на измерительных цепях. Коэффициент возврата реле очень высокий, реле отпадает практически при той же частоте, что и срабатывает.
Вторая измерительная цепь используется обычно для настройки реле на определенную частоту возврата, значительно отличающуюся от частоты срабатывания (например, для пуска АПВ после АЧР). При этом на первой, постоянно подключенной измерительной цепи, настраивают нужную частоту срабатывания, а на второй, нормально отключенной, — нужную частоту возврата. Вторую цепь подключают тогда, когда реле (или все устройство) сработает. Таким образом, реле срабатывает при частоте, настроенной на первой измерительной цепи (вторая не подключена), а возвращается при частоте, настроенной на второй измерительной цепи. В соответствии с этим первую цепь называют цепью срабатывания, а вторую — возврата.

Рис. 3. Принципиальная схема реле РЧ-1.

Вторую измерительную цепь можно также использовать в тех случаях, когда требуются разные уставки срабатывания одного и того же устройства (в зависимости от схемы сети или объекта, времени года и т. п.). На пей и в этом случае следует настраивать более высокую уставку.
Как было отмечено выше, реле срабатывает при частоте сети, равной резонансной частоте измерительной цепи. Изменение резонансной частоты и, следовательно, частоты срабатывания (уставки) в реле РЧ осуществляется изменением индуктивности дросселя. Для перестройки уставок в условиях эксплуатации предназначены отпайки на обмотке дросселя и дополнительная секция обмотки, зашунтированная переменным резистором (1R или 2R). Увеличением числа включенных витков уменьшают частоту срабатывания.

Переход на соседнюю отпайку изменяет частоту срабатывания на 1 Гц. Плавное изменение уставки достигается изменением сопротивления переменного резистора 1R или 2R, шунтирующего дополнительную секцию обмотки дросселя. Для регулировки реле на заводе-изготовителе (главным образом для подгонки шкалы) предназначен магнитный шунт, с помощью которого можно изменять воздушный зазор в магнитопроводе дросселя, т. е. индуктивность всего дросселя в целом. Эта регулировка позволяет компенсировать отклонения емкости конденсаторов от номинальной, отклонения характеристики намагничивания железа дросселя от расчетной, такие технологические погрешности, как изменения сечения или других размеров магнитопровода дросселя, числа витков его обмотки и др.
Напряжение выхода измерительной цепи Uf снимается с резистора R3 (R2) измерительной цепи. Это напряжение совпадает по фазе с током в измерительной цепи и изменяет свой угол относительно опорного напряжения 00 при изменении частоты на входе реле (частоты сети). Если частота сети равна частоте срабатывания, то U0 и Uf совпадают по фазе (рис. 4). Напряжение
выхода измерительной цепи возврата всегда опережают напряжение выхода цепи срабатывания, так как цепь возврата всегда настраивают на частоту выше, чем частота срабатывания.
Напряжения U0 и Uf поступают на формирователи импульсов Ф1 и Ф2 (рис. 2) и преобразуются в прямоугольные импульсы. Эти импульсы подаются на фазочувствительный элемент ФЭ, выходной транзистор которого (Т4 на рис. 3) кратковременно открывается 1 раз в период, если частота сети выше уставки, и остается длительно закрытым при частоте сети, равной уставке или ниже ее. К выходу фазочувствительного элемента подключен двухкаскадный усилитель. Первый каскад состоит из транзисторов Т5 и Т6, второй каскад— из 77 и Т8. В состав усилителя входит также элемент выдержки времени. Усилитель срабатывает только при длительно закрытом выходном транзисторе Т4 фазочувствительного элемента, т. е. при частоте сети, равной или ниже уставки. Срабатывание усилителя приводит к открытию транзистора Т9, входящего в состав исполнительного органа. Когда транзистор Т9 открывается, по обмотке выходного реле РЛ проходит ток, оно срабатывает. Работа полупроводниковой схемы реле подробно описана в § 3.
Для функционирования полупроводниковой схемы и выходного промежуточного реле необходимо оперативное напряжение В реле РЧ-1 приняты такие уровни напряжений: + 6, —12 и —22 В (последнее используется только для выходного реле). Напряжения отчитываются от общей шинки, условно принятой за нулевую. Для получения указанных напряжений предназначен блок питания, основу которого составляют два стабилитрона Ст1 и Ст2 (рис. 3). С одного (Ст2) снимается напряжение +6 В, с другого {Ст1) —22 В. С помощью гасительных резисторов R33 и R34 получают напряжение —12 В.

Рис. 4. Фазные соотношения между опорным напряжением UD и напряжением выхода измерительной цепи Uf при частоте сети выше частоты срабатывания (а), равной частоте срабатывания (б), ниже частоты срабатывания (в).
На стабилитроны напряжение подают через другие гасительные резисторы 3R—6R и выводы 9—12 реле РЧ-I. Если реле используется на 220 В постоянного тока, то используют все гасительные резисторы 3R—6R, перемычка устанавливается между выводами 9 и 10. При питании от сети постоянного тока 110 В используют только резисторы 5R и 6R, перемычку ставят между выводами 10 и 11. При использовании переменного оперативного напряжения применяют вспомогательное устройство ВУ-3, выводы 1 и 3 (см рис. 5) которого подключают соответственно к выводам 1 и 3 реле РЧ-I. В этом случае резисторы 3R—6R не используют, перемычки устанавливают между выводами 10, 11 и 12 реле РЧ-1.
До 1979 г. выпускались реле, у которых было два гасительных резистора 3R и 4R, а вместо выводов 9—12 использовалась колодка с тремя гнездами для винта (на рис 3 не показана).
При использовании реле с постоянным оперативным напряжением 220 В винт следует установить в положение 1 (резисторы 3R и 4R включены последовательно), 110 В—в положение 2 (включен только резистор 4R). При применении переменного оперативного напряжения (с устройством ВУ-3) винт устанавливают е положение 3 (резисторы 3R и 4R не используются). Цифры 1—3 выбиты у соответствующих гнезд колодки.
Дроссель 4Др и конденсаторы С5 и С6 (большой емкости — по 100 мкФ) образуют Г-образный фильтр для подавления переменной составляющей в оперативном напряжении Прежде всего это важно при питании от переменного оперативного тока Кроме того, конденсаторы С5 и С6 обеспечивают плавное увеличение (снижение) напряжения на полупроводниковой схеме реле при подаче (снятии) оперативного напряжения, что исключает кратковременные срабатывания выходного реле.
Вспомогательное устройство ВУ-3 (рис. 5) представляет собой феррорезонансный стабилизатор напряжения с выпрямительным мостом. Оно состоит из входного трансформатора Т, дросселя Др, конденсатора С1 и выпрямителя В. Первичная обмотка трансформатора Т имеет отпайки для подключения переменного напряжения 100, 127 и 220 В. Параметры дросселя Др и конденсатора С1 подбирают так, чтобы индуктивное сопротивление дросселя было равно сопротивлению конденсатора при напряжении на первичной обмотке трансформатора
Т, равном (0,35—0,4) Е/В«ш, и частоте 47,5 Гц для работы с реле РЧ-1 и 52,5 Гц —с РЧ-2. Сопротивление последовательной цепи Др—С1 при этом минимально. При увеличении питающего напряжения дроссель насыщается, условия резонанса нарушаются, сопротивление цепи Др-С1 увеличивается. В результате обеспечивается значительно меньшее изменение выходного напряжения по сравнению с входным. Устройство ВУ-3 предназначено только для совместного использования с реле серии РЧ.
Для проверки работоспособности реле предусмотрена кнопка К (рис. 3), шунтирующая основную часть обмотки дросселя измерительной цепи срабатывания. При нажатии кнопки К сопротивление этой цепи становится активно-емкостным, ток в цепи опережает напряжение входа. Это соответствует снижению частоты в сети, и реле должно сработать, независимо от действительной частоты сети.
Все элементы реле размещены на корпусе, откидной плате и съемной плате, имеющей печатный монтаж. Регулировочные элементы размещены на лицевой панели. Реле закрывается кожухом, передняя стенка которого прозрачная. Откидная плата связана с корпусом жгутом гибких проводов, а съемная с откидной — разъемом с 16 гнездами. Связь реле с внешними цепями осуществляется через два четырехместных ряда выводов, позволяющих выполнять переднее и заднее присоединения. Кроме того, еще один ряд выводов (9—12) предназначен для осуществления переключения реле с 220 на 110 В напряжения постоянного оперативного тока и переключения для использования переменного оперативного тока (с помощью устройства ВУ-3) путем установки перемычек.

Рис. 5, Принципиальная схема вспомогательного устройства ВУ-3.
Обозначение элементов схемы выполнено по-разному в зависимости от их местонахождения. Элементы, размещенные на съемкой плате, обозначены сначала буквой, а затем цифрой (например, R2, С5 и т. д.). Элементы, размещенные на корпусе и откидной плате, обозначены сначала цифрой, а затем буквой или одной

Рис. 6. Расположение элементов па корпусе реле для выпуска после 1979 г. (а) и до 1979 г. (б).
буксой (например, 2R, 5С, Т). Это облегчает нахождение элементов непосредственно на реле.
На корпусе размещены (рис. 6,о) входной трансформатор Т, дроссель ЗДр и конденсатор 1С фильтра высших гармоник, конденсатор 7С элемента выдержки времени, выходное реле РП и три ряда выводов. На наружной (задней) стенке корпуса размещены резисторы 3R — 6R (на рис. 6 не показаны). Они подключены к выводам 9—12, внутри реле на эти выводы устанавливают перемычки. На откидной плате (рис. 7,а) расположены дроссели 1Др, 2Др и конденсаторы 2С—5С измерительных цепей срабатывания и возврата, конденсаторы 6С и 8С элемента выдержки времени и основание штепсельного разъема Р.

Рис. 7. Расположение элементов на откидной плате (показано при снятой лицевой панели) для реле выпуска после 1979 г. (а) и до 1979 г. (б).
На задней стенке откидной платы помещен дроссель 4Др блока питания (на рис. 7 не показан). Кроме того, на откидной плате закреплена лицевая панель реле частоты. На рис. 7 она показана пунктирной линией. Доступ к магнитным шунтам дросселей 1Др и 2Др возможен без снятия лицевой панели.
На лицевой панели (рис. 8) размещены гнезда, к которым подсоединены отводы обмоток дросселей 1Др и 2Др, обеспечивающие ступенчатое изменение частоты срабатывания и возврата реле с обозначениями уставок, резисторы плавной регулировки уставок с шкалами от 0 до 10 (каждое деление примерно соответствует 0,1 Гц), перемычки для изменения уставки по времени срабатывания реле и кнопка К для проверки работоспособности реле. Все элементы снабжены поясняющими надписями, показано положение перемычек, соответствующее той или иной уставке по времени срабатывания.

Рис 8. Лицевая панель реле.

Зажимы для установки перемычек, определяющих время срабатывания, соответствуют слева направо точкам 31—34 принципиальной схемы реле (рис. 3). На рис. 3 перемычки показаны в положении для уставки 0,5 с. Остальные элементы реле (диоды, транзисторы и маломощные резисторы) смонтированы на съемной плате с печатным монтажом. Около каждого элемента нанесена маркировка, соответствующая обозначению элемента на схеме реле, приведенном в заводской технической информации, и на рис. 3 данной брошюры. Штепсельный разъем, связывающий съемную плату с откидной, имеет два ряда гнезд (на части, связанной с откидной платой) и штырьков (на части, связанной с съемной платой). Эти ряды обозначены буквами а и б, гнезда (штырьки) в ряду —цифрами от 1 до 8. Обозначения нанесены непосредственно на разъеме. Таким образом, каждая пара гнездо—штырек обозначается одной цифрой и одной буквой (например, 7а, lb). Если на схеме около изображения разъема стоит двойное обозначение (например, 6а, 6Ь), это указывает на то, что шестые гнезда (штырьки) рядов а и б соединены, т. е. данная цепь проходит через две пары гнездо— штырек.
До 1979 г. выпускались реле РЧ-1 с несколько отличающимся от описанного расположением элементов. Это расположение показано на рис. 6,6 и 7,6.

После срабатывания очередей АЧР1 и АЧР2 происходит восстановление частоты до уставок возврата АЧР2 или несколько выше. В ряде энергосистем и районов имеется возможность после работы АЧР ликвидировать возникший дефицит путем мобилизации резервной мощности ГЭС с помощью устройств частотного пуска генераторов или их перевода из режима СК в режим выдачи активной мощности. В этих условиях можно осуществить обратное включение потребителей, отключенных устройствами АЧР. Эти функции выполняют устройства автоматического включения нагрузки по частоте (ЧАПВ).
В процессе объединения энергосистем на параллельную работу число районов, получающих значительную часть мощности из ОЭС, существенно увеличивается, причем их питание часто осуществляется по одной-двум линиям электропередачи. Повреждения на этих линиях во многих случаях бывают неустойчивыми, что позволяет за короткое время ликвидировать дефицит мощности путем повторного включения линий с помощью несинхронного АПВ (НАПВ) или АПВ с улавливанием синхронизма (АПВУС) с последующим быстрым втягиванием районов в синхронизм. Возможны также случаи ресинхронизации дефицитного района после действия АЧР (если питающая линия не отключалась, а имеет место нарушение синхронизма района). В таких условиях также целесообразно использовать ЧАПВ вместе с комплексом других противоаварийных мероприятий для быстрого автоматического восстановления питания потребителей, отключенных устройствами АЧР.
На ЧАПВ также возлагаются функции восстановления питания потребителей после ложной или излишней работы отдельных устройств АЧР.
К устройствам ЧАПВ в первую очередь должны подключаться высокоответственные потребители (отключаемые последними очередями АЧР), потребители, вероятность отключения которых при возникновении дефицита мощности наиболее велика (отключаемые первыми очередями АЧР), и потребители, восстановление питания которых Вручную после отключения их устройствами АЧР требует значительного времени (на подстанциях без постоянного дежурного персонала и телеуправления, расположенных на большом расстоянии от пункта размещения оперативных выездных бригад, и т. п.)
В дефицитных районах и энергосистемах, питание которых может быть восстановлено путем включения межсистемной связи (или ресинхронизации по этой связи, если возникал асинхронный режим), целесообразно ориентироваться на постепенное увеличение числа устройств ЧАПВ вплоть до установки их на всех объектах, где есть АЧР. Это позволит при восстановлении параллельной работы района или энергосистемы с ОЭС полностью автоматически восстановить питание всех отключенных потребителей.
Доля нагрузки, подключаемой к ЧАПВ в изолированно работающих энергосистемах и в дефицитных энергосистемах или районах, которые могут на длительный период отделяться от остального энергообъединения, должна определяться исходя из конкретных местных условий (наличия резервной мощности, мобилизуемой на ГЭС, обслуживающего персонала на подстанциях и т. д.). Очередность подключения нагрузок к устройствам ЧАПВ обратна очередности подключения к АЧР, т. е. нагрузки, подключенные к последним очередям АЧР, должны подключаться к первым очередям ЧАПВ. Как и в АЧР, нагрузка, подключенная к ЧАПВ, может примерно равномерно распределяться по очередям.
Частота после действия АЧР, как правило, восстанавливается до значений, близких к частоте возврата АЧР2 (49—49,2 Гц) или более высоких (если осуществляется изменение уставки возврата реле частоты устройств АЧР2). Уставки по частоте устройств ЧАПВ должны быть несколько выше, чем значения, до которых восстанавливается частота после работы АЧР. Таким образом, подъем частоты до уставок ЧАПВ говорит о том, что кроме действия АЧР в результате тех или иных мероприятий ликвидируется дефицит мощности и возникают условия для обратного включения потребителей.
Диапазон уставок ЧАПВ по частоте в соответствии с [30,54]. принят равным 49,2—50 Гц.
При ориентации на ресинхронизацию и повторное включение отключившихся связей уставки ЧАПВ следует принимать большими, чем частота, при которой происходит ресинхронизация или допустимо АПВУС. При достаточно сильных связях дефицитного района с остальной энергосистемой, пропускная способность которых соизмерима с мощностью района, допустимая разность частот, обеспечивающая ресинхронизацию, составляет fдоп=0,5-1,5 Гц. При «слабых» связях, пропускная способность которых в несколько раз меньше мощности дефицитного района, эта величина составляет соответственно fдоg =0,05-0,2 Гц.
Устройства АПВУС позволяют осуществлять повторное включение линий при разности частот до 1,2—1,5 Гц. Таким образом, если считать, что дефицитный район работает параллельно с крупной энергосистемой или энергообъединением, частота в которых после отключения питающей линии не меняется, то при восстановлении питания районов по «сильным» связям допустимый диапазон уставок ЧАПВ по частоте может находиться в зависимости от конкретных условий в указанном интервале 49,2 —50 Гц, а при восстановлении питания по «слабым» связям уставки ЧАПВ по частоте должны быть близки к 50 Гц (49,8—50 Гц).
Последовательность срабатывания очередей ЧАПВ, как правило, обеспечивается с помощью различных уставок по времени при одной и той же уставке по частоте. Допустимо также и выполнение различных уставок по частоте очередей ЧАПВ, но при этом для обеспечения заданной последовательности включения потребителей очереди с более высокими уставками по частоте должны иметь и большие уставки по времени.
Начальная уставка по времени устройств ЧАПВ принимается в интервале 10 — 20 с, чтобы проконтролировать, что восстановление частоты длительное. Конечная уставка по времени ЧАПВ не лимитируется и может задаваться различной в зависимости от конкретных условий (исходя из возможности и длительности ликвидации дефицита мощности). Минимальный интервал по времени между смежными очередями ЧАПВ в пределах энергосистемы или отдельного района должен превышать время снижения частоты от установившегося значения после работы АЧР до уровня возврата ЧАПВ, чтобы исключить срабатывание последующей очереди ЧАПВ, если частота после включения нагрузки повторно стала снижаться. Эта величина, как правило, принимается не менее 5 с.
Процесс успешного действия ЧАПВ при ликвидации дефицита мощности иллюстрируется рис. 5.1. В момент восстановления частоты до уставки fЧАПВ устройств ЧАПВ (принята одинаковой для всех очередей) запускаются все очереди. Через время т1 срабатывает первая очередь, через τ2—вторая и т. д.

Установившееся отклонение частоты от исходной f0 после действия АЧР и ЧАПВ может быть рассчитано по формуле, Гц

(5.1)
Рис. 5.1. Переходный процесс изменения частоты при успешном ЧАПВ О—момент запуска очередей ЧАПВ, х — моменты срабатывания очередей ЧАПВ
Здесь РАЧР и РЧМШ—соответственно мощность нагрузки, отключенной очередями АЧР и включенной очередями ЧАПВ; значение дефицита Р должно быть взято с учетом мобилизации резервной генерируемой мощности.
При равномерном распределении объема нагрузки РЧАПВ по очередям ЧАПВ можно аналогично АЧР ввести понятие «плотности» ЧАПВ:

«Плотность» ЧАПВ характеризует темп повторного включения нагрузки. Чем меньше постоянная механической инерции района (энергосистемы) и чем быстрее мобилизуются резервы генерируемой мощности, тем больше может быть принята «плотность» ЧАПВ. При ликвидации дефицита за счет ввода резервной мощности агрегатов следует стремиться к тому, чтобы время обратного включения нагрузки после восстановления частоты было минимальным.
Несколько иные требования возникают при ликвидации дефицита за счет восстановления питания отделившегося (или выпавшего из синхронизма) района (энергосистемы). Если время T1 до момента срабатывания первой очереди ЧАПВ (рис. 5.1) таково, что обратное включение произошло раньше, чем дефицитный район синхронизировался с энергосистемой (в результате ручного несинхронного включения линии, НАПВ, АПВУС или ресинхронизации после нарушения устойчивости), то действие ЧАПВ приведет к повторному снижению частоты в этом районе, будет препятствовать ликвидации аварийной ситуации, а в ряде случаев может привести к ее развитию. Время τ1 зависит от условий ресинхронизации дефицитного района, типа автоматики (НАПВ, АПВУС) и может изменяться от нескольких секунд до нескольких десятков секунд.
Во избежание подобного явления ЧАПВ необходимо выполнить так, чтобы в результате его работы возможное снижение частоты не препятствовало осуществлению синхронизации. Другими словами, частота в результате действия ЧАПВ не должна снижаться ниже определенного значения, которое определяется конкретными условиями дефицитной энергосистемы (района). В частности, если передающая энергосистема в несколько раз превосходит по мощности приемную, то частота в ней после отделения или выпадения из синхронизма приемной системы остается практически неизменной (равной f0) и
(5.2)
Если передающая система соизмерима по мощности с приемной, то при подобных возмущениях частота в ней вырастет до значения fизб, и тогда
(5.3)
Таким образом, одна очередь ЧАПВ не должна приводить к понижению частоты более чем на
(5.4)
где f вост.— значение, до которого восстанавливается частота после действия АЧР.

Если подключить к ЧАПВ всю нагрузку, на которую действует АЧР, то тогда необходимо выполнить около 25—30 очередей ЧАПВ. Конечная выдержка времени устройств ЧАПВ при этом составит 1,5—2 мин.
Таким образом, как показывает пример, для выполнения указанного выше требования ЧАПВ должно выполняться большим числом малых по мощности очередей. Характер изменения частоты при таком принципе выполнения ЧАПВ иллюстрируется рис. 5.2. В момент t2 запускаются очереди ЧАПВ и начинается отсчет времени, первой очереди. Если за время t1 частота по каким-то причинам стала ниже fЧАПВ, все очереди отпадают. Если снижения частоты не произошло, то в момент t3 первая очередь сработает. Если к моменту t3 не произошла ресинхронизация, то в результате срабатывания очереди ЧАПВ частота упадет ниже fчапв и все последующие очереди ЧАПВ отпадут. Их срабатывание произойдет только после того, как осуществится ресинхронизация и частота восстановится. Такое протекание процесса имеет место, если срабатывание ЧАПВ не привело к тому, что частота снизилась ниже fконтр. В противном случае ресинхронизации вообще не произойдет и остальные очереди ЧАПВ не сработают.
Действие ЧАПВ, выполненного по такому принципу, наиболее эффективно, если может быть принято достаточно
низким (0,8ч-1,5 Гц), т. е. при ресинхронизации по «жестким» связям, пропускная способность которых соизмерима с мощностью приемного района. При этом для наиболее жестких связей удается конечные выдержки времени ЧАПВ ограничить 60—90 с, т. е. осуществить процесс восстановления питания потребителей достаточно быстро. При ориентации на ресинхронизацию по сравнительно «слабым» связям, когда допустимая разность частот, невелика (0,05—0,5 Гц), вероятность достижения частоты в результате действия первых очередей ЧАПВ возрастает, что исключает возможность ресинхронизации района. Этого можно избежать, существенно размельчая очереди ЧАПВ, однако в этом случае затягивается процесс восстановления питания потребителей.