64	Электрические станции, 2001, ¹ 8

Рецензия на учебник для вузов Н. И. Овчаренко “Автоматика электрических станций и электроэнергетических систем”1

Аржанников Е. А., доктор техн. наук

Ивановский государственный энергетический университет

Спустя полвека со времени выхода в свет пер­ вого учебника [1], подготовленного энтузиастом создания и внедрения автоматических устройств противоаварийного управления электроэнергети­ ческими системами, прежде всего Мосэнерго, предотвращавших потерю электроснабжения Москвы, особенно в первые годы ВОВ, первым лек­ тором новой тогда учебной дисциплины в МЭИ, лауреатом Государственной премии Советского Союза, доктором техн. наук И. И. Соловьевым, его ученик и последователь лауреат премии Президен­ та Российской Федерации в области образования, доктор техн. наук Н. И. Овчаренко подготовил его новое издание.

Научно-технический и учебно-методический уровни учебника обеспечены его созданием под руководством чл.-корр. РАН, доктора техн. наук А. Ф. Дьякова и рецензированием рукописи прези­ дентом ЭАН РФ, доктором техн. наук В. Г. Герасимовым; начальником отдела устойчивости, моде­ лирования и противоаварийной автоматики ОАО “Институт Энергосетьпроект” Г. Л. Брухисом; ка­ федрой теоретических основ электротехники Чу- вашского государственного технического универ­ ситета (зав. кафедрой доктор техн. наук Ю. М. Лямец) и общим ее просмотром зав. кафедрой автоматизированных электроэнергетических систем Черкасского государственного технического уни­ верситета, доктором техн. наук А. С. Засыпкиным.

Книга издана научно-учебным центром ЭНАС, выполнившим под руководством его директора И. А. Серовой высококвалифицированное издате­ льское редактирование рукописи, творческую и виртуозную компьютерную обработку ее графиче­ ской части и совершенное полиграфическое офор­ мление.

В научно-техническом плане учебник отражает современный этап бурного обновления техники автоматического управления уникальной техниче­ ской системой – ЕЭС России – на основе методов и технических средств обработки информации микропроцессорной вычислительной техникой в реальном времени чрезвычайно быстротечных электромагнитных и электромеханических переходных процессов в электроэнергетических систе­ мах (ЭЭС) под воздействием неистребимых, слу­ чайно возникающих КЗ и отключений мощных по-

1Под ред. Дьякова А. Ф. М.: Èçä-âî ÍÖ ÝÍÀÑ, 2000, 504 ñòð., èë.

врежденных КЗ генерирующих и передающих электроэнергию объектов, грозящих развитием общесистемных аварий с их катастрофическими последствиями.

Рассмотренные материалы расположены в кни­ ге в соответствии с технологическим процессом производства и передачи электроэнергии. Сначала (в первой части учебника) описываются современные и перспективные технические средства управ­ ления и оптимизации нормального режима работы. Во второй части материал излагается в соот­ ветствии с четко пирамидально построенной сис­ темой взаимодействующих, в том числе интегрированных, устройств противоаварийного автома­ тического управления в аварийном с угрозой нарушения динамической, в послеаварийном с опасностью нарушения статической устойчивости ЭЭС и их ресинхронизации в асинхронном режимах.

Учебник насыщен примерами самых послед­ них разработок микропроцессорных автоматиче­ ских устройств ведущими электроэнергетически­ ми научно-исследовательскими организациями Российской Федерации и известных зарубежных фирм.

В создании высокого, можно даже сказать, до­ веденного до совершенного учебно-методического уровня учебника явно прослеживается роль почти 50-летнего опыта преподавания соответствующей учебной дисциплины автором, читающим лекции в МЭИ и в настоящее время. Не может быть не отмеченным удачное в учебно-методическом отношении использование учебника автора по предшествующей учебной дисциплине [2].

Книга состоит, как указывалось, из двух час­ тей. Первая часть “Автоматика управления нормальным режимом” содержит семь глав.

Первая глава – это обзор технологической ав­ томатики управления изменениями состояний гид­ рогенераторов, характеристика сложных автомати­ ческих комплексов пуска турбогенераторов и осо­ бенностей автоматического управления пуском и остановом генераторов атомных электростанций. Раздел, введенный в программу учебной дисциплины в последнее время, в связи с изменениями в учебном процессе, связанными с вводом бакалав­ риата и подготовкой магистров, не отличается, но и не должен отличаться глубиной проработки, по­ скольку технологическая автоматика управления изменениями состояний гидравлических, паровых

Электрические станции, 2001, ¹ 8	65

èгазовых турбин относится к соответствующим гидро- и теплотехническим специальностям.

Вторая глава по автоматике управления вклю­ чением синхронного генератора на параллельную работу в ЭЭС содержит классический (входивший еще в указанный первый учебник) материал по те­ ории само- и точной синхронизации и впервые публикуемый в учебной литературе подробный аналитический обзор созданных в последнее время микропроцессорных автоматических син­ хронизаторов (АС-М).

Естественно, что уже на этапе подготовки ге­ нератора к синхронизации и после его включения первой задачей управления режимом работы явля­ ется автоматическое регулирование частоты его вращения и активной мощности. Две (третья и четвертая) главы содержат изложение на более высоком, а главное, прикладном уровне основных, известных из предшествующей учебной дисциплины положений теории автоматического регули­ рования и впервые используемых основных поло­ жений цифрового регулирования; специфических особенностей взаимосвязанных, внутренне противоречивых процессов автоматического регулиро­ вания частоты и мощности и технических средств автоматического регулирования. Кратко описываются гидродинамические автоматические регуляторы частоты вращения (АРЧВ) турбогенерато­ ров, рассматриваются электрогидравлические (ЭГР) регуляторы гидрогенераторов частоторегу­ лирующих ГЭС, в том числе впервые публикуемый в учебной литературе пропорционально-ин- тегрально-дифференциальный (ПИД) регулятор ЭГР-2И.

Âчетвертой главе разбираются автоматические регуляторы активной мощности (АРАМ), их взаи­ модействие с АРЧВ и приводятся впервые публикуемые в учебной литературе сведения о микро­ процессорной электрической части системы регу­ лирования (ЭЧСР-М) режимов работы турбогене­ раторов. Рассматриваются особенности автомати­ ческого регулирования мощности, обусловленные участием турбогенераторов в противоаварийном управлении активной мощностью в ЭЭС.

Âпятой главе изложен теоретический и техни­ ческий материал по автоматическому регулирова­ нию возбуждения (АРВ) синхронных генераторов как главного вида автоматического управления на­ пряжением и реактивной мощностью. Рассмотрены основные теоретические положения и особен­ ности цифрового автоматического регулирования

èтехническая реализация микропроцессорных аналого-цифрового для генераторов с бесщеточ- ным и цифрового для генераторов с тиристорным возбуждением пропорционально-дифференциаль­ ного (“сильного”) действия – АРВ СДМ. Глава со­ держит неизвестные из учебной литературы сведе­ ния о микропроцессорной автоматической систе­ ме управления возбуждением перспективных асинхронизированных генераторов.

Шестая глава представляет собой рассмотре­ ние задач, особенностей и технических средств ав­ томатического регулирования напряжения и реак­ тивной мощности в ЭЭС и включает обзор спосо­ бов реверсивного управления реактивной мощно­ стью синхронных компенсаторов, современной микропроцессорной реализации автоматического управления статическими тиристорными компен­ саторами (СТК) и описание микропроцессорного автоматического регулятора трансформаторов с УРПН.

Седьмая глава посвящена автоматизированным системам управления (АСУ) режимами работы ГЭС и технологическими процессами (АСУ ТП) тепловых электростанций с иллюстрациями их микропроцессорного выполнения. В главу вклю­ чен обзор разрабатываемых многоуровневых АСУ ЭЭС, их объединений и ЕЭС в целом.

Вторая часть “Противоаварийная автоматика”, состоящая из шести (восьмая – тринадцатая) глав, соответствует, как указывалось, ее стройному пи­ рамидальному осуществлению. Общая восьмая глава представляет собой обзор и классификацию опасных возмущающих воздействий в ЭЭС, противоаварийных управляющих воздействия на ге­ нерирующие и передающие электроэнергию объекты и видов противоаварийной автоматики. Отмечены особенности противоаварийной автомати­ ки, главным образом, формирование дозированных по интенсивности и длительности противоаварийных управляющих воздействий.

Поскольку первоначальным и наиболее сильным возмущающим воздействием является слу­ чайно возникающее КЗ, а после его отключения релейной защитой возникает новое и часто не ме­ нее сильное возмущающее воздействие – скачко­ образное нарушение баланса мощности, то преж­ де всего в девятой главе рассматривается автома­ тика их ликвидации – автоматика повторного включения отключенных выключателей и включе­ ния резервных источников питания.

В десятой, пожалуй, наиболее фундаменталь­ ной главе второй части размещен теоретический и технический материал по автоматике предотвра­ щения нарушения динамической или статической устойчивости ЭЭС (АПНУ). При этом рассмотре­ на лишь современная АПНУ, функционирующая на цифровых ЭВМ и программно-технических комплексах (ПТК), включая разработки ВЭИ и Энергосетьпроекта. Глава содержит обзор иерар­ хически построенной АПНУ электроэнергетиче­ ских систем, их объединений и ЕЭС в целом.

Одиннадцатая глава представляет собой рас­ смотрение автоматики прекращения (ликвидации) асинхронного режима (АЛАР). При этом извест­ ное из учебной литературы релейно-контактное ее выполнение, как и АПНУ, опущено. После анализа изменений напряжения, тока, активной мощности, угла сдвига фаз и скольжения в асинхронном ре­ жиме приведено описание серийно выпускаемых

66	Электрические станции, 2001, ¹ 8

электротехнической промышленностью аналогодискретных микросхемных панелей АЛАР. Глава завершена сведениями о перспективной, но пока первоначальной разработке микропроцессорной АЛАР в Энергосетьпроекте.

Однако, хотя и в редких случаях, в результате неэффективности действия АЛАР делительная ав­ томатика отключает несинхронно работающую электростанцию и часть ЭЭС, в которых, как пра­ вило, оказывается избыток в одной и недостаток в другой частях ЭЭС активной мощности. Возника­ ют недопустимые изменения – повышение или снижение соответственно основных режимных параметров: напряжения и частоты. Их снижения приводят к опасности общесистемной аварии вследствие “лавины” напряжения или частоты. Спасает положение автоматика ограничений недопустимых изменений указанных режимных пара­ метров, принципы действия, настройка и совре­ менная техническая реализация которой составля­ ют содержание двенадцатой главы.

Учебник заключает тринадцатая глава, в кото­ рой рассмотрены перспективные, разработанные в самое последнее время и еще не освещенные в учебной литературе микропроцессорные интегрированные комплексы автоматических устройств противоаварийного управления. В связи с интегра­ цией программных функций собственно противо­ аварийной автоматики [3] и релейной защиты [4] автор представляет материал тринадцатой главы именно как интегрированную автоматику проти­ воаварийного управления, разделяя точку зрения о целесообразности объединения указанным поня­ тием собственно противоаварийную автоматику и релейную защиту как автоматику защитных от­ ключений [5].

В целом выход в свет рассмотренного учебни­ ка является выдающимся событием в смысле под­ держания приоритета МЭИ в области обеспечения учебного процесса специальностей “автоматиче­ ское управление электроэнергетическими систе­ мами” и “электрические станции” специальной учебной литературой.

Список литературы

1.Соловьев И. И. Автоматизация энергетических систем. Учебник для вузов. М.: Госэнергоиздат, 1950.

2.Овчаренко Н. И. Элементы автоматических устройств энергосистем. Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1995.

3. Îêèí À. À. Противоаварийная автоматика. М.: Изд-во МЭИ, 1995.

4.Чернобровов Н. В., Семенов В. А. Релейная защита энерге­ тических систем. Учеб. пособие для техникумов. М.: Энер­ гоатомиздат, 1998.

5.Îêèí À. À., Семенов В. А. Противоаварийное управление в ЕЭС России / Под ред. Дьякова А. Ф. М.: Изд-во МЭИ, 1996.