Автоматика ликвидации асинхронного режима (алар)

одного или нескольких групп потребителей. Сигналы отключения длительные, т.е. они снимаются только при включении нагрузки, если появляются соответствующие условия.

Включение нагрузки (снятие сигналов отключения с соответствующих выходов) происходит после возврата всех сработанных ранее ступеней АЧР при достижении частоты срабатывания ЧАПВ. Если отключение нагрузки произошло по команде САОН, то для включения необходимо поступление короткого внешнего сигнала «Включение нагрузки» (от специальной кнопки на шкафу МКПА). Логика ЧАПВ предусматривает разнесенное во времени включение групп потребителей с заданным интервалом между включениями разных групп. По выходам модуля ЧАПВ с меньшими номерами должны отключаться потребители, которые отключаются первыми, т.е. от команд САОН и степеней АЧР с меньшими номерами. Включение нагрузки происходит в обратном порядке поочередно. Первыми снимаются сигналы с выходов, у которых большие номера. Группа потребителей, включаемая самой первой из числа отключенных потребителей, имеет самую маленькую выдержку времени, представляющую собой начальное время срабатывание ЧАПВ. Включение нагрузки прекращается при поступлении сигнала блокировки от модуля АЧР (при низком уровне частоты или напряжения) или от внешнего сигнала блокировки. После снятия сигнала блокировки выдержки времени на включение нагрузки отсчшываются заново. Все приведенные выше соображения относительно включения нагрузки справедливы, если ранее отключение было по команде САОН.

Один из выходов модуля ЧАПВ можно использовать для сигнализации о „формировании длительного сигнала на отключение группы потребителей (любой из пяти).

Импульсный модуль предназначен для формирования кратковременных (импульсных) раздельных сигналов на отключение и включение пяти групп потребителей. Использование данного модуля необходимо при импульсном управлении выключателями фидеров, Входными сигналами являются длительные сигналы отключения от модуля ЧАПВ. Импульсный сигнал отключения формируется по своему выходу в момент появления соответствующего сигнала на отключение группы потребителей. Импульсный сигнал включения формируется по своему выходу в момент исчезновения соответствующего сигнала на отключение группы потребителей. В модуле используется две уставки, задающие длительность сигналов отключения и включения. Эти уставки являются общими для всех пяти групп потребителей. Сигналы отключения или включения будут длительными, если соответствующую уставку задать равной нулю.

И.В. Матвеев , B.C. Пастухов , К.М. Иванов АВТОМАТИКА ЛИКВИДАЦИИ АСИНХРОННОГО РЕЖИМА

Противоаварийная автоматика (ПА) является одним из эффективных средств повышения надежности и живучести энергосистем. Она представляет собой комплекс устройств, вырабатывающих управляющие воздействия (УВ)5 которые направлены на предотвращение развития тяжелых системных аварий вследствие нарушения баланса мощности или недопустимых отклонений различных параметров от нормальных значений.

В последнее время в объединенной энергосистеме Дальнего Востока (ОЭС Востока) получили широкое распространение многофункциональные устройства ПА локального типа, построенные на микропроцессорной базе (МКПА). Они обладают рядом преимуществ перед электромеханическими аналогами: устойчивостью функционирования, гибкостью и адаптивностью. Кроме того на базе МКПА может формироваться пакет устройств ПА требуемой конфигурации.

Автоматика ликвидации асинхронного режима (АЛАР) является одним из наиболее ответственных устройств ПА. Она срабатывает после нарушения устойчивости, когда возникает асинхронный режим (АР) между частями энергосистемы, а работа других автоматик оказалась не эффективной. ^

Для нормализации режима АЛАР может применять два вида УВ, направленных на ресинхронизацию (PCX) или деление системы (ДС).

Своевременное обнаружение АР или его угрозы на начальном этапе аварии, представляет собой сложную техническую задачу из-за ограниченности локальной информации.

На кафедре электроэнергетики ДВГТУ был разработан четырехступенчатый алгоритм АЛАР (алгоритм №1) в качестве программного модуля МКПА. Данный алгоритм включал в себя как основное устройство (первые три ступени), так и резервное устройство (четвертая ступень), контролирующее только ток электропередачи.

Необходимость разработки была обусловлена отсутствием типовых проектных решений для микропроцессорных систем, а также использованием в алгоритме АЛАР, разработанном для МКПА его производителем (ООО «Прософт-Системы»), традиционных принципов выявления АР.

К числу основных могут быть отнесены следующие недостатки этого алгоритма:

• использование традиционных принципов выявления АР с ограниченным техническим совершенством; „

• отсутствие в первой ступени функции выявления угрозы АР или момента его начала;

• отсутствие четкой информации о виде характеристик срабатывания по мощности и сопротивлению, а также о способах их задания;

• отсутствие в списке уставок угла эквивалентного сопротивления электропередачи, что не позволяет более гибко настраивать алгоритм под контролируемые линии;

• отсутствие адаптации алгоритма к переводу линии на обходную систему шин;

• отсутствие в секторе УВ объединенных для всех ступеней команд на ДС (с отключением линейного или обходного выключателей) и на PCX (в зависимости от знака скольжения);

• работа резервной ступени только с выдержкой времени (без отсчета количества циклов АР), что приводит к запаздыванию при выявлении АР с малым периодом;

• отсутствие блокировки от КЗ второй и резервной ступеней, что требует увеличения числа циклов для выявления АР и снижает быстродействие АЛАР.

Алгоритм был установлен в пятнадцати шкафах МКПА по всей энергосистеме ОЭС Востока, и в процессе эксплуатации показал свою эффективность (например, эффективное выявление АР на ПС «Февральская»).

Алгоритм основан на новых способах выявления АР на первом цикле (основные ступени) и через несколько циклов (резервная ступень). Первый способ использует для определения параметров АР метод ортогональных функций, благодаря которым можно с приемлемой точностью вычислять эквивалентный угол электропередачи и сопротивление до электрического центра качаний (ЭЦК). По первому параметру определяется фиксация угрозы, момента и факта возникновения АР на каждом цикле, а второй параметр служит для идентификации сечения АР.

Другой способ (резервная студень) использует метод интервальных приращений модуля тока электропередачи, позволяющего контролировать размах и характер колебаний этого тока. При этом уже через три цикла можно отличить АР от синхронных качаний, что повышает быстроту срабатывания ступени, не допуская перерождения двухмашинного в многочастотный с последующим отказом автоматик.

Следует отметить несколько недостатков первой версии алгоритма, которые были обнаружены в ходе его испытаний и эксплуатации, а затем устранены в окончательной версии.

Во-первых изначально алгоритм разрабатывался под устаревшую операционную систему DOS, что ограничивало его возможности. После замены операционной системы на более современную (QNX), алгоритм был унифицирован путем разделения на несколько частей (модулей) с обменом данными между ними. Учитывая то, что алгоритм ранее не проходил официальной процедуры согласования с представителями ОДУ Востока, в конце 2005 года было принято решение о корректировке алгоритма АЛАР. В результате был создан новый вариант алгоритма (алгоритм №2), одобренный межведомственной комиссией и установленный в МКПА в соответствии с уточненной проектной документацией.

В ходе эксплуатации алгоритма №2 не было выявлено каких-либо замечаний к нему. Обнаружилась только одна проблема, связанная с ограниченностью измерительного токового диапазона МКПА. Если в цикле АР ток превысит измерительный предел, то алгоритм АЛАР окажется неработоспособным в связи с неправильным вычислением действующих значений и фазных углов синусоидальных сигналов. На уровне алгоритма исправить эту ситуацию без снижения селективности невозможно. Проблема может быть решена только заменой токовых в аппаратной части МКПА, на модули с увеличенным диапазоном измеряемых токов.

И.С.Шамкин, В.С.Пастухов , В.А. Кислюков , К.М.Иванов

АЛГОРИТМ ФИКСАЦИИ ТЯЖЕСТИ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ НА БАЗЕ МИКРОПРОЦЕССОРНОГО КОМПЛЕКСА

Опасность коротких замыканий для устойчивости параллельной работы в энергосистеме определяется избыточной кинетической энергией, развиваемой агрегатами электростанций в передающей части энергосистемы за время короткого замыкания

Устройство фиксации тяжести короткого замыкания (УФТКЗ) применяют для выявления факта КЗ вблизи шин электростанций и для определения его тяжести по степени снижения напряжения прямой последовательности. Сигнал о срабатывании УФТКЗ используется в качестве пускового для разгрузки генераторов или отключения генераторов.

УФТКЗ устанавливаются, как правило, на электростанциях в составе комплекса устройств противоаварийной автоматики, обеспечивающих повышение устойчивости параллельной работы электростанции с энергосистемой. Наиболее часто устройства ФТКЗ устанавливаются на электростанциях, имеющих небольшую местную нагрузку и связанных достагочно длинными линиями электропередачи с концентрированной энергосистемой, мощность которой значительно превышает мощность электростанции. Иногда устройства ФТКЗ устанавливаются на электропередачах, связывающих избыточную энергосистему с энергообъединением, если передаваемая в энергообъединение мощность соизмерима с суммарной мощностью электростанции передающей энергосистемы.

Точная оценка тяжести КЗ затруднительна в связи с трудностью непосредственного измерения величины избыточной энергии. О тяжести КЗ косвенно можно судить по другим параметрам, определяющим величину избыточной энергии. Такими параметрами являются: вид и длительность КЗ, сброс активной мощности, вырабатываемой электростанцией в момент КЗ эквивалентная постоянная механической инерции электростанция и др. При заданной длительности КЗ и неизменном составе агрегатов на электростанции тяжесть КЗ определяется сбросом активной мощности электростанции.

Ранняя версия алгоритма ФТКЗ была разработана в институте «Дальзнергосетьпроект» и подвергалась научно-технической экспертизе на заводском шкафу микропроцессорного комплекса противоаварийной автоматики (МКПА) в лаборатории ДВГТУ, в ходе испытаний обнаружился ряд недостатков и недоработок алгоритма. К ним относятся:

• отсутствие контроля симметричных составляющих гока;

• отсутствие контроля напряжения нулевой последовательности;

• отсутствие малой задержки на срабатывание для отстройки от помех;

• общие уставки по напряжению для фиксации ступеней разгрузки при близких и затяжных

КЗ;

• сложность некоторых решений схемной реализации алгоритма.

Первый недостаток ограничивает возможности выявления более удаленных КЗ, когда уровень несимметрии напряжения в контролируемом узле системы изменяется незначительно. С другой стороны информацию о токе можно было бы использовать для повышения устойчивости несрабатывания алгоритма, если разрешать фиксацию КЗ только при одновременном появлении несимметрии тока и напряжения.