ДАР обеспечивает ускоренное отключение заданной мощности нагрузки потребителей и способствует уменьшению глубины и скорости снижения частоты, чем улучшает условия действия АЧР.
ДАР осуществляет автоматическое отключение крупной нагрузки потребителей по факторам, характеризующим возникновение местного дефицита активной мощности, без фиксации снижения частоты. Запуск автоматики осуществляется по факту отключения генерирующих источников, питающих линий, силовых трансформаторов и т.д. с контролем направления и величины предшествующей мощности.
Мощность, подключаемой к ДАР нагрузки потребителей, выбирается такой величины, чтобы после действия ДАР остаточный дефицит активной мощности не превышал допустимый, при котором обеспечивается эффективность работы АЧР.
Величина дефицита активной мощности, который может быть ликвидирован суммарным действием ДАР и АЧР в энергорайоне, зависит от постоянной времени механической инерции района, времени отключения потребителей устройствами АЧР и ДАР и определяется расчетами.
Допускается подключение одних и тех же потребителей к АЧР и ДАР. При этом суммарная мощность разгрузки должна быть достаточной для подъема частоты выше 49,0 Гц после срабатывания ДАР и АЧР при расчетном дефиците активной мощности.
Табл. 2.1 Рекомендуемые значения уставок для системы частотной разгрузки.
| Очередь | Уставки АЧР-1 | Уставки АЧР-2 | Нагрузка, % | Уставки ЧАПВ | |||
| Частота, Гц | Время, с | Частота пуска (возврата), Гц | Частота, Гц | Частота, Гц | Время, с | ||
| 1-1 | 49,21 | 0,3 | - | - | 4 | 49,9 - 49,7 | 40 - 80 |
| 1-2 | 49,12 | ||||||
| 2-1 | - | - | 49,13 (49,2) | 5 | 10 | 49,9 - 49,7 | 40 - 80 |
| 2-2 | - | - | 7 | ||||
| 2-3 | - | - | 9 | ||||
| 2-4 | - | - | 11 | ||||
| 1-3 | 48,8 | от 0,15до 0,3 | 49,04 (49,1) | 13 | 10 | 49,9 | 60 - 70 |
| 1-4 | 48,7 | 15 | |||||
| 1-5 | 48,6 | 48,94 (49,1) | 17 | 20 | |||
| 1-6 | 48,5 | 19 | 49,8 | 50 - 60 | |||
| 1-7 | 48,4 | 21 | |||||
| 1-8 | 48,3 | 48,84 (49,1) | 23 | 30 | |||
| 1-9 | 48,2 | 25 | 49,7 | 40 - 50 | |||
| 1-10 | 48,1 | 27 | |||||
| 1-11 | 48,0 | 29 | |||||
| 1-12 | 47,9 | 48,74 (49,1) | 31 | 40 | 49,6 | 30 - 40 | |
| 1-13 | 47,8 | 33 | 49,5 | 20 - 30 | |||
| 1-14 | 47,7 | 35 | 49,4 | 10 - 20 | |||
| 1-15 | 47,6 | 37 | |||||
| 1-16 | 47,55 | 39 | |||||
1 Специальная очередь АЧР-1,
2 Технологическая очередь АЧР-1,
3 Несовмещенная очередь АЧР-2,
4 Совмещенные очереди АЧР-1 и АЧР-2,
5 46,5 Гц в соответствии со стандартом [3].
Пример расчета мощности нагрузки, подключаемой к АЧР по табл. 2.1.
Суммарное потребление активной мощности в исходном режиме Р = 1000 МВт, расчетный дефицит мощности DРг=450 МВт. Мощность, подключаемых к АЧР1 потребителей Р(АЧР1) = DРг + 0,05·Р = 450+50 = 500 МВт, распределение по 14 очередям Р(АЧР1)/14 = 500/14 = 35,7 МВт. К очередям несовмещенной с АЧР1 АЧР2 должна подключаться мощность потребителей Р(АЧР2) = 0,1·Р = 100 МВт, распределение по 4 очередям Р(АЧР2)/4=100/4=25 МВт. К специальной и технологической очередям (1-1, 1-2) подключена мощность 0,04·Р/2 = 20 МВт.
Распределение мощности нагрузок потребителей по очередям представлена в табл. 2.2.
Табл. 2.2. Распределение мощности по очередям.
| Очередь | Потребитель | Мощность пот-ребителя, МВт |
| 1-1 | 1-й цех кирпичного завода | 19 |
| 1-2 | 2-й цех кирпичного завода | 21 |
| 2-1 | Текстильная фабрика | 24,8 |
| 2-2 | Мясоконсервный комбинат | 28 |
| 2-3 | Картонно-бумажный комбинат | 23 |
| 2-4 | Молокозавод | 25 |
| 1-3 | Птицефабрика | 35 |
| 1-4 | Цементный завод | 40 |
| 1-5 | Колхоз №1 | 30 |
| 1-6 | 1-й цех металлургического завода №1 | 39 |
| 1-7 | 1-й цех металлургического завода №2 | 31 |
| 1-8 | Колхоз №2 | 35 |
| 1-9 | Колхоз №3 | 36 |
| 1-10 | 2-й цех металлургического завода №1 | 39 |
| 1-11 | 2-й цех металлургического завода №2 | 31 |
| 1-12 | Тракторный завод | 40 |
| 1-13 | Химический завод №1 | 30 |
| 1-14 | Химический завод №2 | 35,7 |
| 1-15 | 3-й цех металлургического завода №1 | 39 |
| 1-16 | 3-й цех металлургического завода №2 | 31 |
3.1 Современные устройства частотной разгрузки
Первоначально устройства АЧР были ориентированы на контроль единственного параметра – частоты, хотя предпринимались попытки создания устройств АЧР на базе статических и электромеханических реле с контролем скорости изменения частоты.
В современных цифровых устройствах частотной разгрузки реализован контроль частоты, скорости изменения частоты, напряжения. Опыт эксплуатации первого поколения цифровых устройств частотной разгрузки, доказал их эффективность и перспективность использования.
По мере развития техники и накопления опыта эксплуатации различных устройств АЧР в реальных энергосистемах сформировалось общее мнение о необходимости контроля не только скорости изменения частоты, но и напряжения. Более того, появились исследования, предлагающие использовать и другие параметры – вторую производную по частоте, скорость изменения напряжения.
К настоящему времени существует достаточно цельное представление о том, какой должна быть совокупность контролируемых параметров частотной аварии, их уставок и условий взаимодействия всех частей устройств АЧР. На практике такую совокупность стало принято называть АЛГОРИТМОМ частотной разгрузки. Различают описанные выше алгоритмы АЧР-1, АЧР-2, АЧР-С, АЧР-Н (разгрузка по отклонению частоты и напряжения), а также комбинированные алгоритмы, объединяющие в различных вариантах все или отдельные из названных алгоритмов. Алгоритмы ЧАПВ (включение нагрузки, отключенной ранее по одному из алгоритмов разгрузки, после восстановления значения частоты) также не ограничиваются контролем частоты, а учитывают и напряжение в контролируемой сети.
Микропроцессорный блок БМАЧР.
Блок БМАЧР стал одним из первых цифровых устройств, серийно выпускаемых в России. Блок разработан в НТЦ "Механотроника" совместно со специалистами Рижского технического университета (проф. Н. С. Гуров) для применения в системах частотной разгрузки.
В данном устройстве впервые в отечественной практике был реализован принцип программирования параметров устройства частотной автоматики с целью аварийной разгрузки энергосистемы, причем доступ к устройству для изменения уставок можно получить только после введения пароля. Цифровая техника позволила не только отображать значения уставок на дисплее устройства, но и организовать пакетный принцип задания и хранения ставок.
В устройстве предусмотрены следующие алгоритмы разгрузки:
•АЧР-1 с изменяемыми уставками по частоте срабатывания и блокированием по скорости снижения частоты;
•АЧР-2 с изменяемыми уставками по частоте запуска и возврата, а также по времени срабатывания;
•АЧР-С с изменяемой уставкой по скорости срабатывания и тремя очередями срабатывания;
•ЧАПВ с общей для всех алгоритмов разгрузки уставкой по частоте запуска и возврата и независимо изменяемыми уставками по времени включения нагрузки, отключенной по алгоритмам АЧР-1 (ЧАПВ-1), АЧР-2 (ЧАПВ-2) и АЧР-С1 (ЧАПВ-С1).
К недостаткам блока можно отнести:
•невозможность подключения внешнего компьютера;
•отсутствие связи с АСУ;
•отсутствие контроля напряжения при работе алгоритмов разгрузки и ЧАПВ;
•отсутствие запоминания информации об изменении входных и выходных сигналов, срабатывании алгоритмов;
•отсутствие индикации текущего значения частоты.
В настоящее время в эксплуатации находится более 500 блоков БМАЧР, отказов блоков этого типа не было зарегистрировано.
Микропроцессорные блоки БМАЧР-М.
Новая серия блоков частотной разгрузки, названная БМАЧР-М, отличается наличием нескольких исполнений как по набору алгоритмов, так и по способу формирования выходного сигнала.
Один из блоков этой серии (БМАЧР-М 1 А) выполнен так, что может заменять блоки БМАЧР в электроустановках без внесения изменений в схему подключения. В блоках новой серии предусмотрен контроль уровня напряжения в сети при работе алгоритмов АЧР и ЧАПВ, расширен диапазон контролируемой частоты, введена светодиодная сигнализация о срабатывании каналов разгрузки и пропадании оперативного питания, предусмотрена индикация на дисплее текущего значения частоты сети. Введены каналы связи блока с ПЭВМ и АСУ.
В верхней части лицевой панели устройства типа БМАЧР-М расположен буквенно-цифровой дисплей из шести восьмисегментных индикаторов, что позволяет, сохранив простоту и невысокую цену блока, значительно расширить возможности интерактивного диалога. Ниже дисплея находятся соединитель RxTx для подключения ПЭВМ, шесть светодиодных индикаторов и четыре клавиши для навигации по меню.
Как и в блоке БМАЧР, в модернизированном блоке предусмотрено четыре фиксированных алгоритма:
•АЧР-1 (с возможностью блокирования работы алгоритма по скорости снижения частоты);
•АЧР-2 (с выдержкой времени на срабатывание и уставками по частоте запуска и возврата);
•АЧР-С (с тремя очередями разгрузки);