Що таке автоматичне частотне розвантаження і для чого воно потрібне

Є різні проблеми, які можуть привести до аварії на електростанції і в енергосистемах в цілому. Крім міжфазних і земляних КЗ іноді відбувається падіння частоти в мережі. Це може спричинити за собою страшні наслідки. Тому використовується один з видів релейних захистів - автоматичне частотне розвантаження. Давайте розглянемо, що це таке і де застосовується АЧР.

Для чого потрібна АЧР

Почнемо з того, що в вітчизняних електромережах протікає змінний струм частотою в 50 Гц. Це його номінальна величина, допустимі відхилення не більше ніж на 1%, тобто 0,5 Гц. При нестачі активної споживаної потужності і надлишку реактивної може початися просадка частоти. До чого це призведе? До лавиноподібного подальшого спаду частоти і аварії, розглянемо їх докладніше:

З частотою знизиться швидкість обертання асинхронних і синхронних двигунів. На електростанції це призведе до того, що знизиться продуктивність насосів води для власних потреб - для заповнення котлів і охолодження потужних електричних машин.

При роботі парових турбін на зниженій частоті може відбутися наступне - група лопаток увійде в резонанс і почне вібрувати і руйнуватися.

Через зниження обертів електродвигунів насосів і механізмів електростанції знижується і її потужність, через це частота знижується ще швидше, тому це і називають лавиною частоти.

Ці проблеми призводять до аварії аж до світових масштабів, якщо це відбудеться на АЕС, наприклад. Тому для відновлення роботи в номінальному режимі по черзі відключають групи споживачів. Для цього використовується система автоматичного частотного розвантаження - АЧР.

Висновок: АЧР встановлюється там, де може виникнути дефіцит активної потужності.

Класифікація

Перш ніж розглянути, як працює автоматичне частотне розвантаження, давайте ознайомимося з її видами:

  • АЧР-I - швидкодіючий захист. Діапазон уставок за частотою для АЧР-1 в межах 46,5-48,8 Гц, а для АЧР спеціальної черги 49,0-49,2 Гц. За часом спрацьовування - 0,15-0,3 с. При цьому селективність захистів повинна виключати спрацьовування автоматичного частотного розвантаження при КЗ.
  • АЧР-II. Може бути поєднаний і несуміщення. Частина споживачів, яку відключає поєднана, входить в обсяг АЧР-1. Діапазон частот АЧР-2 лежить в межах 48,7-49,1 Гц. Він збігається з діапазоном першого АЧР, але відрізняється уставкой за часом, а саме від 5 до 90 секунд. Таке час спрацьовування допустимо, якщо обладнання може працювати при частоті 49,2 Гц і більше без нанесення шкоди системам і вузлів. В цьому випадку їх відключення для прискорення процесу повернення до номінальної частоті не має сенсу
  • ЗАЧР - встановлюється на АЕС, спрацьовує при частоті 49,2 Гц протягом 0,5 с.
    На малюнку нижче зображено графік спрацювання АЧР-1 і АЧР-2:

І графік спрацювання в залежності від швидкості зниження частоти:

Принцип дії

Автоматична частотна розвантаження має наступний принцип роботи. При просідання частоти нижче номінальної починають відключатися споживачі третьої або другої категорії електропостачання. Це потрібно, щоб повернути в нормальний режим харчування першу категорію. Відключення відбувається поступово з різних уставками частоти і часу.

Сходинки потрібні щоб мінімізувати перебої в електропостачанні споживачів, так як не у всіх ситуаціях процес падіння частоти розвивається та критично що потрібно робити глобальні їх відключення. А також для того, щоб виключити її спрацьовування при коротких замикання на лінії. Сходами споживачі рівномірно розподіляються відповідно до своєї потужності.

Автоматична частотна розвантаження будувалася на базі реле частоти. Для організації відключення споживачів потрібно розподілити їх за категоріями і відповідно по ТП і РУ за призначенням. В іншому випадку виборче відключення реалізувати складніше.

Крім того, що потрібно відключити споживачів від електромережі потрібно забезпечити їх повторне включення для цього є система частотного автоматичного повторного включення - ЧАПВ. Також варто відзначити що в даний час чисто релейні схеми використовуються рідко, їх можна зустріти на старих об'єктах, що не зазнали реконструкції. В основному використовуються мікропроцесорні системи автоматичного частотного розвантаження. Вони дозволяють більш точно налаштовувати параметри спрацьовування при збурюючих впливах.

Висновок

Підіб'ємо підсумки і відповімо простою мовою, де і в яких випадках застосовують систему автоматичного частотного розвантаження. АЧР застосовується в енергетиці для запобігання аварій на електростанціях через лавиноподібного зниження частоти електричного струму в мережі. Це може статися через те, що порушується баланс активних і реактивних потужностей.

Головним завданням перед автоматичного частотного розвантаженням стає почергове відключення груп споживачів згідно категоріям електропостачання, щоб при цьому не спричинити значних простоїв і аварій на живляться від цієї лінії підприємствах.

Для закріплення вивченого матеріалу рекомендуємо переглянути корисне відео по темі:

Матеріали по темі:

 

Додати коментар


Захисний код
Оновити