7.4. Способы разгрузки генератора и станции

7. 4. Способы разгрузки генератора и станции

При потере возбуждения генератор средней мощности необходимо быстро разгрузить, снизив мощность турбины до 40-70% Р_ном, тем самым перевести генератор в стационарный асинхронный режим.

Снижение мощности турбины производится путем воздействия на регулятор частоты вращения через ЭГП и МИСВ одновременно.

Разгрузка станции при избыточной генерации в системе представляет собой более сложную задачу. В первую очередь, необходимо определить мощность, на которую следует разгрузить станции энергосистемы. Разгрузка зависит от многих обстоятельств: места и тяжести аварии, режима энергосистемы и т. д. Предположим, что эти задачи решены, и на станцию подан сигнал, пропорциональный требуемой разгрузке. В задачу станционной автоматики входит реализация задания с учетом фактического состояния оборудования станции.

Разгрузка станции может осуществляться двумя путями: отключением генераторов или снижением генерации на работающих агрегатах. Каждый из этих способов имеет свои преимущества и недостатки, которые следует учитывать при выборе метода разгрузки.

К достоинству способа разгрузки путем отключения генератора следует отнести его быстродействие. Действительно, при отключении выключателя генератора (блока), станция снижает свою генерацию на ту мощность, с которой работал отключенный генератор (блок). Этот способ имеет ряд недостатков. После отключения и остановки генератора требуется время на его пуск и включение в сеть. К тому же отключение является ступенчатой разгрузкой, что приводит к погрешности величины разгрузки. Эта погрешность может достигать 50 % мощности блока. Так, если на станции установлены блоки мощностью 300 МВт, то при необходимой разгрузке в 450 МВт требуется отключить два блока и превысить тем самым разгрузку на 150 МВт. Отключение же одного блока не достаточно.

В этом отношении предпочтительнее быстрое снижение генерации на работающих агрегатах, поскольку отмеченные выше недостатки не присущи этому способу. Достоинством этого способа является дозированная разгрузка агрегатов.

Каждый агрегат (блок) имеет технический минимум по мощности, ниже которого агрегат (блок) не разгружается. Импульс на разгрузку формируется с учетом фактической загрузки агрегата.

К недостаткам этого метода следует отнести большую длительность, более сложную реализацию и снижение регулировочного диапазона мощности разгрузки.

Как правило, эти способы разгрузки объединяются. Причем в первую очередь стремятся использовать возможности снижения генерации на работающих агрегатах и только затем переходить к отключению генераторов. Очередность способов разгрузки не должна приводить к ее задержке, т. е. обеспечивать сохранение устойчивости параллельной работы станций и энергосистем.

7. 5. Схемы аварийной разгрузки генератора и станции

Структурная схема разгрузки генератора, потерявшего возбуждение, показана на рис. 7. 7.

Устройство выявления потери возбуждения подает сигнал на промежуточное реле KL. При его срабатывании импульс подается на ЭГП и МИСВ регулятора частоты вращения. Высота и длительность этого импульса должны зависеть от требуемой разгрузки Р₃. Значение Р₃ определяется в блоке мощности: , где ^- фактическая мощность;  - коэффициент, определяющий допустимую нагрузку в асинхронном режиме. С учетом мощности разгрузки Р₃ в блоке формирования импульса (ФИ) вырабатывается импульс на разгрузку, высота которого пропорциональна требуемой разгрузке. Этот блок работает при условии Р₃ > 0.

 

Рис. 7. 7. Разгрузка турбоагрегата при потере возбуждения

 

Разгрузка станции для снижения генерации на работающих агрегатах может производится как по замкнутой, так и по разомкнутой схеме. При замкнутой схеме управления фактическая мощность генератора сравнивается с заданной. Известно, что замкнутые схемы системы автоматического управления (САУ) обеспечивают высокую точность отработки задания. К их недостаткам следует отнести дополнительную сложность. Разомкнутые САУ проще, но точность отработки задания ими ниже. Любые изменения в коэффициентах усиления элементов приводят к погрешности отработки задания.

Выполнение устройств разгрузки может осуществляться на различной элементной базе, например, разработанные в СПбГТУ устройства реализованы на операционных усилителях интегрального исполнения. Схема этого устройства показана на рис. 7. 8.

 

а)

б)

Рис. 7. 8. Схема устройств разгрузки (а) и отключения (б) генераторов

 

Схема, изображенная на рис. 7. 8, а, вырабатывает сигнал на разгрузку агрегатов до их технического минимума. Схема состоит из сумматора 1, интегратора 2 и нелинейных блоков 3. Число нелинейных блоков соответствует числу агрегатов станции. Блоки 1, 2 и 3 работают по замкнутой схеме: выход с блоков 3 подается на вход сумматора 1. Поскольку схема содержит интегратор, то в установившемся режиме  = 0. Отсюда следует

В схеме P_i — фактическое значение мощности i-го агрегата; Р₃ - задание на разгрузку станции; - отработанная устройством мощность, с которой должен работать i-ый агрегат.

Если представить блоки 3 линейными с одинаковыми коэффициентами передачи, то при одном и том же сигнале на входе сигналы на выходе будут равны:

и для задания мощности i - го агрегата получим

где п - число агрегатов

Если мощность разгрузки Р₃ = 0, то , т. е. сигнал на выходе блока 3 соответствует среднему значению мощности, приходящейся на один агрегат. При мощности разгрузки это положение сохраняется.

При нелинейных характеристиках блоков 3, как правило, средний участок характеристики линеен, а нелинейности вводятся для ограничения  и . Если значение P_{i, 3} одного из агрегатов выходит за технический минимум, то при дальнейшей разгрузке станции это значение остается неизменным, а снижение генерации продолжается на других агрегатах.

На выходе блоков 3 включены ключи S_i. Эти ключи управляются схемой (рис. 7. 8, б), которая отрабатывает сигнал на отключение генераторов. Работа схемы была рассмотрена выше при замкнутых ключах. Если один из ключей S_i, отключится, то имеем , что равносильно разгрузке агрегата до нуля. Так как задания  и Р₃ остаются неизменными, то нагрузка неотключенных агрегатов повысится.

Элемент 4 схемы на рис. 7. 8, а отрабатывает сигнал на разгрузку агрегата. На его вход подается фактическая мощность агрегата  и заданная мощность . Разность этих значений поступает на выход блока 4.

Часть схемы устройства разгрузки, вырабатывающая сигнал на отключение агрегата, показана на рис. 7. 8, б. На вход сумматора подаются сигналы  и Р₃. Разность соответствует регулировочному диапазону станции. Если < P₃, то необходимо отключать генераторы. В этом случае напряжение на выходе сумматора U'_o меняет знак и срабатывают компараторы К. Их выходной сигнал подается на отключение генераторов и на управление ключами  (рис. 7. 8, а). Очередность отключения генераторов задается персоналом станции и осуществляется путем задания опорных напряжений  на компараторах.

В целом схема работает следующим образом. До прихода сигнала на разгрузку на выходе блоков 3 отработан сигнал . На выходе блока 4 отработано значение , на которое следовало бы изменить мощность агрегата, чтобы он работал со средним значением мощности. Если сигналы с выхода блоков 4 подать на регуляторы частоты вращения, т. е. замкнуть схему, то она будет управлять мощностью станции, уравнивая эту мощность по среднему значению между агрегатами. Фактически схема является разомкну­той, и значения параметров сохраняются на выходе устройства.

При поступлении команды на разгрузку станции, включается ключ S' (на входе сумматора 1) и схема отрабатывает новые значения  с учетом заданной мощности Р₃. После завершения переходного процесса в самом вычислительном устройстве кратковременно срабатывают ключи на входе элементов 4 (на рисунке не показаны) и сигнал подается на разгрузку станции. В зависимости от ситуации в системе эти сигналы подаются или только на ЭГП регулятора частоты вращения или на ЭГП и на МИСВ. Реализация этих команд обеспечивает разгрузку агрегатов.

На рис. 7. 8. показаны упрощенные схемы. Фактически устройство аварийной разгрузки станции имеет более сложную схему и включает в себя элементы входа и выхода, элементы памяти и различные блокировки, обеспечивающие самоконтроль и правильность работы устройства в различных режимах.

 

⇐ Предыдущая13141516171819202122Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: