Глава 9. Асинхронный режим и устройства автоматической ликвидации асинхронного режима
9.1. Общие положения
Асинхронный режим является следствием нарушения устойчивости параллельной работы отдельных частей энергосистемы. Причинами нарушения устойчивости могут быть отказ быстродействующих защит и отключение КЗ резервными защитами, нерасчетные повреждения, непредвиденное развитие аварии (цепочечные аварии), отказ ПА, несинхронное АПВ. Характерными признаками асинхронного режима являются периодические изменения угла между эквивалентными ЭДС несинхронно работающих частей энергосистемы, напряжения в различных точках электропередачи, тока и активной мощности электропередачи, значения сопротивления на зажимах реле сопротивления (рис. 9.1 – 9.4).
Периодическое уменьшение напряжения может вызвать расстройство работы потребителей, особенно если они подключены вблизи электрического центра качаний (ЭЦК); кроме того, снижение напряжения может представлять опасность нарушения устойчивости параллельной работы внутри синхронно работающих частей энергосистемы. Периодическое увеличение тока и снижение напряжения могут вызвать неселективную работу релейной защиты. Колебания активной мощности приводят к прекращению выдачи мощности электростанций в приемную дефицитную энергосистему; кроме того, эти колебания приводят к дополнительным механическим усилиям на вал турбины. Повышение частоты в одной части энергосистемы и ее снижение в другой части представляют опасность для работы потребителей и генераторов.
Рис. 9.1. Несинхронно работающие Рис. 9.2. Изменение угла между части энергосистемы: ЭДС Е1 и Е2 в асинхронном режиме.
а – схема;
б – эквивалентные ЭДС.
Рис.9.3. Изменение напряжения (а) в различных точках электропередачи, тока и активной мощности (б) в асинхронном режиме.
Рис. 9.4. Изменение значения сопротивления на зажимах реле сопротивления в асинхронном режиме.
1 и 2 – конечные точки в схеме замещения сопротивлений электропередачи;
А – место установки автоматики (см. рис. 9.1.);
С – электрический центр качаний.
9.2. Способы ликвидации асинхронного режима
Существуют два способа ликвидации асинхронного режима: ресинхронизация и разделение асинхронно работающих частей энергосистемы.
Ресинхронизацией называется процесс восстановления синхронизма из состояния асинхронного режима. Для обеспечения ресинхронизации должны быть приняты меры, направленные на выравнивание частот несинхронно работающих частей энергосистемы. Для этого в энергосистеме, работающей с повышенной частотой, производится быстрая разгрузка генераторов или отключение части генераторов. В энергосистеме, работающей с пониженной частотой, производится быстрая загрузка работающих генераторов, имеющих резерв мощности, частотный пуск гидрогенераторов или перевод гидрогенераторов из режима синхронных компенсаторов в генераторный режим и затем при большом снижении частоты, отключение части потребителей от устройств АЧР или устройств автоматической ликвидации асинхронного режима. Для ускорения ресинхронизации в некоторых случаях производится деление энергосистемы, имеющей повышенную частоту, а затем разгрузка генераторов выделенной части. Процессу ресинхронизации способствует действие АРЧВ турбин.
Разделение асинхронно работающих частей энергосистемы выполняется в тех случаях, когда недопустим длительный асинхронный режим или когда ресинхронизация невозможна. Такое деление сети немедленно ликвидирует асинхронный режим, не требуя дальнейшей ресинхронизации. Сечение деления должно быть выбрано таким, чтобы деление по нему создавало минимальный небаланс в разделившихся частях энергосистемы.