АЧР

Регулятор возбуждения (для всех генераторов)

Таблица 7

Ограничения

kоu

k'u

k'if

kf

k'f

Tf

ТРВ

входного сигна-

ла РВ

Upв+

Uрв-

0,04

6

-6

50

5

0,1

Таблица 8

Регулятор частоты вращения (для всех генераторов)

СТРС

Зн

Т0

ТЗ

PTmin

PTmax

ДПО

ТПО

%

%

С

с

%

%

о.е.

с.

5

0,5

1,5

0,5

100

0,7

1,5

Примечание: У отключенных от сети генераторов №12 и 13 в исходных данных по возбудителям следует параметр Eq – установить равным 0,3.

Данные по нагрузкам для динамики (файл нагрузки PIM-FR.NAG, таблицы 9, 10).

Таблица 9

Асинхронные двигатели

	№	Тдв		Дас		cosφ		kзаг	Mст				Mтрог
1		0,8		0,95	0,8		0,7			0,2			0,1
2		0,85		0,9	0,8		0,7			0,3			0,1
	№	kм		Uдв/Uн		Mmax		Mпуск			Iпуск			Sдв	Sr
														ном
	1	4,0		1,0		1,7		0,73			4,1			2,0	70
	2	4,0		1,0		1,06		0,75			4,5			1,8	70

Имена файлов по всем видам информации (режим, генераторы, нагрузка, автоматика) для загрузки в программу "Мустанг" – PIM-FR с соответствующим расширением.

Особенно следует обратить внимание на данные по двигательной нагрузке (асинхронные двигатели), так как этим определяется регулирующий эффект нагрузки по частоте. Как следует из таблицы "Номера СХН/ДХН" во всех узлах нагрузок собственных нужд электростанции включен эквивалентный асинхронный двигатель типа 1, а в узлах нагрузок сетевых подстанций – двигатель типа 2 (Таблицы 9 и 10).

21

Данные по элементам для расчета переходных процессов приведе-

ны в таблицах 5, 6, 7, 8, 9, 10.

Данные по нагрузкам для динамики приведены в таблицах 9, 10 (файл нагрузки PIM-FR.NAG).

Размещение асинхронных двигателей по узлам нагрузки (номера ДХН) таблица 10.

	Таблица 10
Номера нагрузочных узлов	Тип асинхронного двигателя
	из таблицы (№ ДХН)
30, 35, 36, 56, 57,	2
41, 42, 54, 55,
45, 46, 58, 59
15, 16, 18, 19, 21, 22, 24, 25	1

Параметры настройки АРВ приняты такими, чтобы при рекомендуемых для проведения лабораторной работы режимов напряжения на выводах генератора оставалось практически неизменным.

Для моделирования процессов при возникновении дефицита мощности в качестве основного исходного режима рекомендуется режим в котором:

1.Два блока генератор-трансформатор (№12 и 13) на электростанции отключены со стороны высокого напряжения и работают только на собственные нужды (отключены ветви

12-13 и 13-30, код в узлах 12 и 13 – 1100). Мощность включенных блоков (генераторы №10 и №11) в доаварийном режиме устанавливается, равной номинальной – 200 мВт. Резерв отсутствует, то есть перегрузочная способ-

ность агрегатов не учитывается (в таблице РС устанавливается у генераторов №10 и №11 PTmax10 = PTmax11 =100% ).

2.Нагрузки во всех нагрузочных узлах максимальные (первоначально заданные).

Дефицит мощности возникает в результате отделения рассматриваемого района энергосистемы от энергообъединения (шины бесконечной мощности), из-за отключения автотрансформатора АТ-11 (ветвь 48-38).

При принятых условиях проведения экспериментов определим максимальный расчетный небаланс мощности без учета потерь в сетях.

Активная мощность нагрузок в доаварийном режиме приведена в таблице 11.

22

		35, 36, 56, 57		Таблица 11.
Номера уз-	41, 42, 54, 55		45, 46, 58,		30
лов		17,5*4=70	59
Мощность	75*4=300		10*4=40		100
мВТ

Мощность, потребляемая на собственные нужды двух работающих агрегатов – 32 МВт (узлы 15, 16, 18, 19).

Суммарная мощность нагрузки и генераторов, отделившейся части энергосистемы в предшествующем режиме.

P	Σ	=542	МВт ; P	Σ	= 400 МВт.
H 0			Ã 0

Максимальный расчетный дефицит

Päî =142 МВт или 26% от мощности предшествующей нагруз-

ки.

4.2. Расчет параметров настройки АЧР.

Для очередей АЧРI и АЧРII конкретно принимаем следующие параметры настройки:

1.Для всех очередей АЧРII - fАЧРII = 48,7Гц.

2.Уставки по времени АЧРII

tАЧРH II =6с. (первая очередь)

tАЧРB II =60с. (последняя очередь).

3.Разница уставок по времени соседних очередей АЧРII

tАЧРII =3c.

4.Число очередей АЧРII

- nÀ× ÐII =	tÀ×B	ÐII −tÀ×H	ÐII	+1, nÀ× ÐII =19.
		tÀ× ÐII

5.Уставки по частоте АЧРI

tАЧРB I =48,7-0,2=48,5Гц (первая очередь) tАЧРH I =46,5Гц (последняя очередь).

6.Разница уставок по частоте соседних очередей АЧРI fÀ× ÐI =0,1Гц.

7.Число очередей АЧРI

nÀ× ÐI =	tÀ×B	ÐI −tÀ×H ÐI	+1,	nÀ× ÐI = 21	.
		fÀ× ÐI
				23

Суммарная мощность потребителей, подводимых под АЧРI, определяется без учета вращающегося резерва в соответствии с исходными условиями

PÀ× ÐI = Ðäî +0,05ÐÍ 0Σ =169 МВт.

Мощность PАЧРI распределяем между очередями равномерно

P	=	PÀ× ÐI	=169 ≈8,00 МВт.
À× ÐI		nÀ× ÐI	21

8.Суммарная мощность потребителей, отключаемых очередями АЧРII

P	= 0,4P		= 67,6 МВт,				P	= 0,1 542 =54,2 МВт.
À× ÐII	À× ÐI						À× ÐII
Принимаем большее значение - 67,6 МВт.
Мощность PАЧРII		распределяем между очередями равномерно
	P			=	PÀ× ÐII	= 67,6 ≈3,5 МВт.
		À× ÐII			nÀ× ÐII		19

5. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

5.1.При установке режима по основному варианту после проведения расчета установившегося режима следует проверить значение пе-

ретока из системы. Активная мощность Рг в узле 48 должна быть равна

150,9 МВт.

5.2.Ввод данных по возмущению .

Возмущение – отключение ветви 48-38 (см. табл. 12).

Таблица 12

Поясне-	№	Логика		Фактор	I	J	Np	Уставка	Т1	Кв
ние
			Т2	Действие	I	J	Np	Парам1	Парам2	Парам3
	1			Время				0.500
	1			Отклю-	48	38
				чить
				связь

5.3. Вод данных по АЧР

Каждая очередь АЧРI и АЧРII вводится как отдельная автоматика с фактором fmin и действием "Изменение нагрузки". В данном

24

случае используется модификация действия "Изменение нагрузки", при котором задается мощность отключаемой части нагрузки в МВт. Пример ввода очередей АЧРI показан в таблице 13.

Таблица 13

Пояс-	№	Ло-		Фактор	I	J	N	Устав-	Т1	Кв
нение		ги-					p	ка
		ка
			Т2	Действие	I	J	N	Па-	Па-	Па-
							p	рам1	рам	рам3
									2
1я	2			Fmin	41			48.500	0.10	1.000
оче-									0
редь
	2		0.10	Изменить	41			8.000
			0	нагрузку
2я	3			Fmin	42			48.400	0.10	1.000
оче-									0
редь
	3		0.10	Изменить	42			8.000
			0	нагрузку

Таблица 14

Пояс-	№	Л		Фак-	I	J	N	Ус-	Т1	Кв
нение		о		тор			p	тав-
		г						ка
		и
		к
		а
			Т2	Дейст-	I	J	N	Па-	Па-	па-
				вие			p	рам	рам	рам
								1	2	3
1я	24			Fmin	41			48.7	6.0	1.00
оче-
редь
	24		0.100	Изме-	41			3.5
				нить
				на-
				грузку
2я	25			Fmin	42			48.7	9.00	1.00
оче-									0
редь
	25		0.100	Изме-	42			3.5
				нить				00
				на-
				грузку

В действие очередей АЧРI введена выдержка времени Т1=0,1с. Время отключения выключателя принято Т2=0,1с.

Пример ввода очередей АЧРII показан в таблице 14.

25

5.4. Установка параметров расчета переходного процесса ("Управляющая")

Время расчета переходного процесса (Трас) устанавливается таким, когда практически прекращается изменение всех наблюдаемых параметров.

Другие параметры расчета устанавливаются следующими:

-шаг печати (Тпеч) в зависимости от установленного времени расчета переходного процесса принимается таким, чтобы графики были достаточно гладкими;

-шаг интегрирования h = 0,01с.;

-Uкр= 0,7о.е.;

-Тf = 0,5с.;

-f0 = 50Гц.

5.5. Подготовка наборов контролируемых параметров Для анализа процессов выводятся следующие параметры:

-частота в узле 30

-мощность турбины генератора N10 (Ртг)

-активная мощность генератора N10 (Рг)

-активная мощность нагрузки в узле 30 (Рн)

-активная мощность нагрузки в узле 41 (Рн)

5.6.Расчеты переходных процессов

5.6.1.Переходный процесс изменения частоты при возникновении дефицита мощности при выведенной АЧР

Графики процесса по п.3.1. приведены на рис 7. Результаты расчета процесса без АЧР позволяют оценить системный регулирующий эффект нагрузки по частоте, так как мощность турбин, как видно из графика, не изменяется (отсутствует вращающийся резерв).

26

3

2

1

4

5

Рис.7. Переходный процесс при возникновении дефицита мощности и отсутствии АЧР. 1

– частота, 2 – мощность турбины 10-го генератора, 3 – мощность генератора № 10, 4 – мощность нагрузки в узле 30, 5 – мощность нагрузки в узле 41.

Дефицит можно определить по набросу мощности на генераторы в момент отделения от энергосистемы. Этот наброс составляет

Pг = Pд = 2 66,6 =133,2 мВт Установившееся изменение частоты f уст =50-39,66=10,34Гц

Регулирующий эффект нагрузки по частоте

	K	H	=	Pд	fном	=	133,2 50	=1,20
					fуст		542 10,34
				Рно

5.6.2. Переходный процесс при действии АЧРI и АЧРII (график приведен на рис.8)

[c]

Рис.8. Изменение частоты при возникновении дефицита мощности и действии АЧР.

27

При анализе результатов расчета по этому пункту прежде всего следует обратить внимание на следующее:

- минимальное значение частоты fmin =46,96 Гц;

-значение частоты после окончания переходного процесса fуст= 49,34 Гц;

-количество сработавших очередей АЧРI и АЧРII.

Вданном случае сработали 16 очередей АЧРI из 21 и 9 очередей АЧРII из 19.

Как видно, важное условие, недопустимости даже кратковременного снижения частоты ниже 45 Гц выполняется. Частота восстанавливается до значения, при котором энергосистема может длительно работать.

Несколько неблагоприятным является распределение числа сработавших очередей между АЧРI и АЧРII, что является недостатком типового исполнения АЧР. При неравномерном распределении числа сработавших очередей повышается ущерб от отключения потребителей, так как, например, в данном случае от АЧРI могут отключаться более ответственные потребители, подключенные к очередям АЧРI со сравнительно низкими уставками по частоте, в то время как менее ответственные потребители, подключенные к первым очередям АЧРII, не отключаются. Для устранения этого недостатка применяется совмещение действия АЧРI и АЧРII, которое заключается в том, что одни и те же потребители, подключаются к некоторым очередям АЧРI и АЧРII. (Моделирование совмещенной АЧР выполняется студентами по индивидуальному заданию).

Кроме приведенных выше расчетных экспериментов предлагается провести расчеты переходных процессов и проанализировать полученные результаты при следующих условиях:

1.Снизить дефицит мощности по сравнению с максимальным расчетным дефицитом. Конкретно рекомендуется в предшествующем установившемся режиме снизить мощность нагрузки в узле 30.

2.Изменить состав и загрузку генераторов на электростанции. Например, рекомендуется рассмотреть режим, когда суммарная исходная мощность генераторов сохраняется тремя включенными генераторами, загруженными на 133 МВт каждый (суммарная мощность 133*3=400МВт).

3.Расчитать по рекомендациям [1] и загрузить в программу данные по ЧАПВ. Провести расчетные эксперименты при нали-

28

чии АЧР и ЧАПВ при исходном базовом режиме и режимах по п.п. 1 и 2.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Рабинович Р.С. Автоматическая частотная разгрузка энергосистем. М.: Энергоатомиздат, 1989. – 352с.

2.	Стернисон Л.Д. Переходные процессы при регулирова-	АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЧАСТОТНАЯ РАЗГРУЗКА
	нии частоты и мощности в энергосистемах. М.: Энер-	ЭНЕРГОСИСТЕМ

гия, 1975.- 216с.

Методические указания к выполнению лабораторной работы для студентов специальности 210400

направления 551700

Составитель Вайнштейн Роберт Александрович

Подписано к печати Формат 60х84/16. Бумага офсетная.

Печать RISO. Усл.печ.л.	Уч.-изд.л.
Тираж 100 экз. Заказ №	Цена свободная.

Издательство ТПУ. 634050, Томск, пр. Ленина, 30.

29

30