Otvety

1. Что такое энергообъекты?

Энергообъекты — совокупность электроустановок, зданий и сооружений, функционально связанных друг с другом.

 Основным технологическим звеном энергопроизводства является энергосистема, представляющая собой комплекс электростанций, котельных, электрических и тепловых сетей (далее - энергообъекты), связанных общностью режима работы и имеющих централизованное оперативно-диспетчерское управление.

4. Классификация устройств автоматики?

Все устройства автоматики можно разделить на две группы:

1. устройства технологической автоматики

2. устройства системной автоматики

Технологическая автоматика является местной автоматикой, выполняющей функции управления локальными процессами на энергообъекте и поддержания на заданном уровне или регулирования по определенному закону местных параметров, не оказывая существенного влияния на режим энергосистемы в целом.

Системная автоматика осуществляет функции управления, оказывающие существенное влияние на режим работы всей энергосистемы или ее значительной части. По функциональному назначению системная автоматика разделяется на автоматику управления в нормальных режимах и автоматику управления в аварийных режимах.

К автоматике управления в нормальных режимах относятся устройства автоматического регулирования частоты и активной мощности (АРЧМ), автоматического регулирования напряжения на шинах электростанций и подстанций и др. С помощью устройств автоматики управления в нормальных режимах обеспечиваются установленное качество электроэнергии по частоте и напряжению, повышение экономичности работы и запаса устойчивости параллельной работы.

К автоматике управления в аварийных режимах относятся наряду с устройствами релейной защиты, также сетевая автоматика, осуществляющая включение резерва, повторное включение элементов оборудования (линий трансформаторов, шин), форсировку возбуждения синхронных машин, и противоаварийная автоматика.

С помощью противоаварийной автоматики осуществляются разгрузка линий электропередачи для предотвращения нарушения устойчивости параллельной работы, прекращение асинхронного режима делением энергосистем, отключение для предотвращения развития аварии части потребителей по факту недопустимо низкой частоты или напряжения, ликвидация кратковременных повышений частоты и напряжения, представляющих опасность для оборудования.

Все устройства автоматики независимо от выполняемых функций можно разделить также на две группы:

- устройства автоматического управления

- устройства автоматического регулирования.

7. Принципиальное отличие устройств технологической автоматики от устройств системной автоматики?

Технологическая автоматика является местной автоматикой, выполняющей функции управления локальными процессами на энергообъекте и поддержания на заданном уровне или регулирования по определенному закону местных параметров, не оказывая существенного влияния на режим энергосистемы в целом.

Системная автоматика осуществляет функции управления, оказывающие существенное влияние на режим работы всей энергосистемы или ее значительной части. По функциональному назначению системная автоматика разделяется на автоматику управления в нормальных режимах и автоматику управления в аварийных режимах.

10. Принципиальное различие устройств автоматического управления и автоматического регулирования?

Система автоматического управления (САУ) поддерживает или улучшает функционирование управляемого объекта. В ряде случаев вспомогательные для САУ операции (пуск, остановка, контроль, наладка и т.д.) также могут быть автоматизированы. Системы автоматического регулирования (САР) применяются для регулирования отдельных параметров (температура, давление, уровень, расход и т.д.) в объекте управления. В современных системах автоматического управления (САУ) системы автоматического регулирования являются подсистемами САУ и их применяют для регулирования различных параметров при управлении объектом или процессом.Принцип действия всякой системы автоматического регулирования (САР) заключается в том, чтобы обнаруживать отклонения регулируемых величин, характеризующих работу объекта или протекание процесса от требуемого режима и при этом воздействовать на объект или процесс так, чтобы устранять эти отклонения.

13. Назначение устройств АПВ?

Автомати́ческое повто́рное включе́ние (АПВ) —повторно включает отключившийся выключатель через определённое время, бывает однократного, двукратного и трехкратного действия.

В эксплуатации применяются устройства АПВ, различающиеся по следующим основным признакам:

1.По числу фаз выключателей, включаемых устрой­ством АПВ,

-трехфазное (ТАПВ)

-однофазное (ОАПВ);

2.По способу воздействия на привод выключателя

-механические

-электрические устройства АПВ;

3.По кратности действия

-одно­кратного

-многократного действия.

 К схемам и устройствам АПВ применяется ряд обязательных требований, связанных с обеспечением надёжности электроснабжения. К этим требованиям относятся:

• АПВ должно обязательно срабатывать при аварийном отключении на защищаемом участке сети.

• АПВ не должно срабатывать, если выключатель отключился сразу после включения его через ключ управления.

• Схема АПВ должна автоматически блокироваться при срабатывании ряда защит (например, после действия газовой защиты трансформатора, срабатывание устройств АПВ нежелательно)

• Устройства АПВ должны срабатывать с заданной кратностью. То есть однократное АПВ должно срабатывать 1 раз, двукратное — 2 раза и т. д.

• После успешного включения выключателя, схема АПВ должна обязательно самостоятельно вернуться в состояние готовности.

• АПВ должно срабатывать с выставленной выдержкой времени, обеспечивая быстрое восстановление питания в отключенном участке сети.

16. Что такое успешное АПВ?

Все повреждения в электрической сети можно условно разделить на два типа: устойчивые и неустойчивые. К устойчивым повреждениям относятся такие, для устранения которых требуется вмешательство оперативного персонала или аварийной бригады. Такие повреждения не самоустраняются со временем, эксплуатация поврежденного участка сети невозможна.

Неустойчивые повреждения характеризуются тем, что они самоустраняются в течение короткого промежутка времени после возникновения. Такие повреждения могут возникать, например, при случайном схлестывании проводов. Возникающая при этом электрическая дуга не успевает нанести серьёзных повреждений, так как через небольшой промежуток времени после возникновения короткого замыкания цепь обесточивается действием релейной защиты

Включение отключенного участка сети под напряжение называется автоматическим повторным включением. В зависимости от того, остался ли этот участок сети в работе или же снова отключился, повторные включения разделяют на успешные и неуспешные. Соответственно, успешное повторное включение указывает на неустойчивый характер повреждения, а неуспешный на то, что повреждение было устойчивым.

19. Что такое синхронизация?

Различают синхронизацию:

-ручную (точная, грубая (самосинхронизация))

-автоматическую (точная, грубая (самосинхронизация))

Условия синхронизма:

1)Чередование фаз

2)fг=fc

3)Uг=Uc

4)Угол между Uг и Uc равен 0

22. Назначение системы возбуждения синхронных машин?

Система возбуждения предназначена для питания постоянным током обмотки ротора. Она является одной из ответственных систем, определяющей надежность работы ГГ.

Требования предъявляемые к системе возбуждения:

1. надежное питание постоянным током обмотки ротора ГГ

2. устойчивое регулирование тока возбуждения при изменении нагрузки ГГ от нуля до номинальной при заданном уровне напряжения

3. достаточное быстродействие

4. форсировка возбуждения( т. е. быстрое нарастание напряжения возбуждения от номинального до предельного)

5. быстрое гашение магнитного поля магнитного поля в машине без значительного повышения напряжения в обмотках ГГ при оперативных отключениях ГГ от сети

В зависимости от источника энергии, используваемого для возбуждения генератора, системы возбуждения можно разделить на группы:

1.электромашинная система возбуждения с возбудителем постоянного тока

2.система возбуждения с генератором переменного тока с последующим преобразованием переменного тока в постоянный

3.система самовозбуждения

Принцип действия:

Система возбуждения генератора создает МДС, которая наводит в магнитной системе машины магнитное поле, обеспечивающее процесс образования электроэнергии. На генераторах первого поколения для питания обмотки возбуждения применяются генераторы постоянного тока, обмотка возбуждения которых получает питание постоянным током от другого генератора. Ротор главного генератора и якоря возбудителя и подвозбудителя располагаются на одном валу и вращаются синхронно. Ток возбуждения подается в обмотку возбуждения главного генератора через графитовые щетки и контактные кольца ротора.

25. Структурная схема системы самовозбуждения?

28. Назначение устройств АЧР?

Автоматическая частотная разгрузка (АЧР) предназначена для сохранения работоспособности энергетической системы и потребителей первой категории электроснабжения в случае резкого снижения количества активной мощности в сети. Защитное действие АЧР заключается в отключении определенной части потребителей электрической энергии от питающей сети. Снижение частоты плохо влияет на состояние энергетической системы и может стать причиной экологической либо технологической катастрофы. Например, падение частоты на два-три герца приводит к уменьшению количества подаваемой воды в конденсатор электростанции на 25-40%, выводит из строя насосы, производящие подачу воды в котел. Происходит дальнейший рост дефицита активной мощности в энергетической сети, сопровождающийся нарастающим, лавинным процессом снижения частоты «лавина частоты». Также происходит падение напряжение. Этот фактор отрицательно влияет на состояние потребителей.

Для ликвидации дефицита активной мощности в сети следует отключить часть потребителей активной составляющей электрической энергии.

Автоматическая частотная разгрузка применяется на распределительных подстанциях с учетом категории электроснабжения потребителей. То есть отключение потребителей от сети выполняется ступенчато. Первая ступень с наименьшей выдержкой времени отключает потребителей часть потребителей третьей категории, вторая ступень с большей выдержкой времени отключает следующую группу потребителей и т.д. 

 Классификация АЧР:

1. АЧР-1 срабатывает при резком снижении частоты до 48 Гц и служит для предотвращения дальнейшего снижения частоты в аварийной ситуации, по времени срабатывания классифицируется как быстродействующая.

2. АЧР-2 приводится в действие во время медленного снижения частоты. Кроме того действием данной очереди достигается подъем частоты при задержке ее на одном уровне после действия очереди АЧР-1. 

3. ЧАПВ – это частотное автоматическое повторное включение, предназначенное для восстановления питания потребителей после устранения аварии и поднятия частоты до номинального значения. 

31. Что такое статическая устойчивость?

Статическая устойчивость- способность элементов ЭС сохранять устойчивую параллельную работу при небольших возмущающих воздействиях.

Нарушение статической устойчивости может возникать при передаче больших мощностей через протяженные ЛЭП, при снижении напряжения в узлах нагрузки вследствие дефицита реактивной мощности, при работе электростанций в режиме недовозбуждения генераторов.

Основными мерами обеспечения статической устойчивости являются: увеличение напряжения длинных ЛЭП и снижении их индуктивного сопротивления, а также применение автоматического регулирования возбуждения генераторов, синхронных компенсаторов и синхронных электродвигателей в узлах нагрузки.

Р=Uc*Iакт;

Тогда

Точки 1 и 2- точки баланса ( мощность электрическая= мощности турбины)

Точка 1- устойчивая работа генератора

Точка 2- точка неустойчивого равновесия. В т. 2 работать нельзя.

Устойчивым будет режим, при котором возмущающее воздействие изменится менее интенсивно, чем противодействующий ему фактор. Задача расчета статической устойчивости сводится к анализу поведения системы при малом изменении параметров режима.

Способ повышения статической устойчивости: за счет применения регулятора АРВ сильного действия в системе возбуждения и повышения напряжения генераторного.

34. Что такое динамическая устойчивость?

Динамическая устойчивость- способность элементов ЭС сохранить устойчивую параллельную работу при больших возмущающих воздействиях.

При трехфазном КЗ на линии ВЛ2, линия должна быть отключена с помощью РЗА.

При КЗ токи начинают резко возрастать, а напряжение падать. При этом Pmax опускается до Рэл2. Из точки 1 мы уходим в точку 3, поэтому угол остается неизменным. Электрическая нагрузки Рэл упала, а нагрузка турбины Рт осталась прежней и между ними возникает разность . Машина начинает уходить в разгон, обороты увеличиваются и угол δ тоже начинает увеличиваться. И точка 3 начинает перемещаться в точку 4.

Предположим, что когда точка переместилась в положение 4 сработала защита и отключила поврежденную линию ВЛ2. Тогда нагрузка повышается до положения Рэл3 и из точки 4 мы переходим в точку 5. Здесь Рэл3Рт и роторы турбин начинают тормозиться.

Площадь S1- площадка ускорения

Площадь S2- площадка торможения

Если S1S2- то динамическая устойчивость соблюдается.

Параметры, влияющие на динамическую устойчивость:

1)вид КЗ и место КЗ (чем дальше от станции произошло КЗ, тем больше напряжение на шинах.)

2)время отключения КЗ

3)схема сети после отключения КЗ

Способы повышения динамической устойчивости:

-применение быстродействующих защит на ВЛ и быстродействующих выключателей.

-применение форсировки в момент КЗ в системе возбуждения

-применение форсировки после отключения КЗ в системе возбуждения

Применение АПВ на ВЛ

-разгрузка турбин (или откл. Г)

37. Что такое синхронные качания генератора?

В энергосистемах генераторы электростанций включены параллельно и в нормальном состоянии ЭДС, вырабатываемая на этих генераторах имеет одинаковую частоту, амплитуду и фазу (все векторы ЭДС вращаются синхронно). Это необходимо для исключения перетоков мощности между генераторами. Все генераторы являются синхронными машинами и работают в синхронном режиме (скольжение основного магнитного поля S равно нулю, ненулевые значения наблюдаются лишь при пуске и кратковременно в переходных режимах — набросе и сбросе нагрузки).

Незначительные изменения мощности потребления и генерации приводят к малой разнице в частотах ЭДС, вырабатываемых в частях энергосистемы и появление небольших синхронных «качаний» напряжения. При этом генераторы не выпадают из синхронизма и качания в системе достаточно быстро затухают (благодаря демпфирующим свойствам пусковых "бельичих клеток" и массивных деталей роторов генераторов).

При дефиците мощности в части энергосистемы или в одной из энергосистем по причине отключения части генераторных мощностей (отключение ЛЭП, по которой передаются значительные мощности извне; аварийный останов генератора или группы генераторов) нагружаются оставшиеся в работе генераторы, частота вращения их понижается и они переходят в асинхронный режим , при этом скольжение приобретает значительные величины (магнитное поле начинает вращаться относительно ротора машины).

Вектора ЭДС части генераторов относительно векторов ЭДС остальной энергосистемы начинают вращаться (угол поворота роторов друг относительно друга более 180 град), происходят огромные перетоки мощности между генераторами, создавая «качание сети», при котором величина напряжения в системе изменяется от минимальных до максимальных значений, происходит увеличение потребления промышленной нагрузки (за счёт лавинообразного останова асинхронных двигателей - основной промышленной нагрузки — т. н. «опрокидывание асинхронных двигателей»), отключение оставшихся генераторов их релейной защитой и выход из строя всей энергосистемы и даже нескольких энергосистем с потерей энергопотребления огромных районов и нанесением колоссальных убытков.

Для исключения возникновения асинхронного хода на генераторах, возникновения «качаний в сети» и развала всей системы предназначена АЛАР.

40. Устройства определения места КЗ на воздушных линиях электропередач?

Для определения места повреждения используются ФИПы (фиксирующие импульсные приборы.

ФИП-А –амперметр

ФИП- В-вольтметр

УЖ ИЗВИНИТЕ, ДЕВУШКИ, НО ПЕРЕПЕЧАТЫВАТЬ ЭТИ ФОРМУЛЫ Я НЕ СТАЛА!((

43. Структурная схема АСУ ТП агрегатного уровня?

Автоматизированная система управления технологическими процессами:

-верхний уровень (АСУТП ВУ)

-нижний уровень (АСУТП НУ)

АСУТП ВУ назначение:

1.Сбор и обработка информации о состоянии оборудования

2.Архивирование информации в базе данных

3.ГРАМ (групповой регулятор активной мощности), ГРНРМ (групповой регулятор реактивной мощности)

АСУТП НУ назначение:

1.Для ведения режимов работы основного и вспомогательного оборудования

2.Сбор и обработка информации о работе оборудования

3.Передача информации в АСУТП ВУ

4.Синхронизация по времени с АСУТП ВУ

46. Структурная схема автоматической остановки ГА?