Отключение генераторов. 
Противоаварийное управление электроэнергетическими системами

ОГ применяется достаточно широко в следующих подсистемах ПА: в АПНУ для управления СУ и ДУ; в АЛАР для ресинхронизации; в АОПЧ; в АОПО.

ОГ реализуется отключением выключателей блоков на ТЭС.

В зависимости от нарушения посредством ОГ осуществляется: а) уменьшение избытка активной мощности на валу ускоряющегося генератора; б) уменьшение избытка активной мощности в ЭЭС или ее части; в) разгрузка оборудования, прежде всего перегружаемых связей.

ОГ применяется на всех типах электростанций. Однако в первую очередь ОГ должно применяться на ГЭС. Это связано с тем, что отключение ГГ и их последующее повторное включение в сеть не представляют больших трудностей и могут быть выполнены быстро и автоматически. На эти операции уходит 10 — 20 с, максимум 1 — 2 мин.

Подобные операции с ТГ проходят гораздо медленнее. При блочной компоновке на это уходит 0,5 — 2 ч. Тем не менее при отсутствии других средств ОГ применяется и для ТГ. Причем на ТЭС во вторую очередь после ГЭС, а на АЭС ОГ следует предусматривать в последнюю очередь.

Надо подчеркнуть, что на ТЭС и АЭС ОГ применяется лишь после исчерпания возможности РТ.

Для повышения надежности работы энергоблоков ТЭС и сокращения времени их простоя после отключения на ряде ЭС внедрена или внедряется автоматическая система аварийной разгрузки блоков (АСАРБ), переводящая при отключении блока от сети на питание нагрузки СН.

Проиллюстрируем эффективность применения ОГ для управления ДУ на простейшем примере с помощью способа площадей. В ЭЭС (рис. 4.1) происходит динамический переход в результате 2-х фазного КЗ на землю на одной из цепей линии с установлением послеаварийного режима, в котором поврежденная цепь отключена.

Рис. 4.1 Схема простейшей ЭС

Условия перехода оцениваются с помощью приближенных характеристик мощности генератора для нормального (I), аварийного (II) и послеаварийного (III) режимов (рис 4.2) и характеристики нерегулируемой турбины .

Как известно, условием сохранения динамической устойчивости является, причем чем меньше площадка ускорения и больше возможная площадка торможения, тем больше запас устойчивости. Напомним, что пропорциональна энергии ускорения ротора генератора, пропорциональна энергии торможения.

ОГ приводит к уменьшению вращающей мощности до значения. При этом уменьшается площадка ускорения и возрастает площадка торможения, что способствует повышению динамической устойчивости. В этом и состоит эффект от данного УВ.

На рис. 4.2 для примера показан случай, когда отключение части генераторов осуществляется до отключения поврежденной цепи. Дополнительной штриховкой отмечены уменьшение площадки ускорения и увеличение площадки торможения.

Рис. 4.2 Характеристики мощности передачи

На практике отключение генераторов производят одновременно с отключением повреждения, поэтому это не приводит к изменению площадки ускорения, а лишь к увеличению площадки торможения. Однако даже только за счет этого эффективность данного мероприятия для повышения динамической устойчивости достаточно высока.

ОГ служит также эффективным средством повышения статической устойчивости. В этом легко убедиться, если рассмотреть характеристики мощности генераторов и турбин: снижение увеличивает запас устойчивости (рис 4.3).

Рис. 4.4 Схема устройства ОГ: а) структурная схема; б) поясняющая схема.

На рис. 4.4 показаны структурная схема (а) и поясняющая схема (б) устройства ОГ. Устройство состоит из трех основных блоков: измерения мощности генераторов в исходном режиме, автоматического определения числа отключаемых генераторов БОЧ, установки очередности отключения генераторов БУО.

В устройстве решаются две задачи: первая состоит в определении числа отключаемых генераторов по заданной устройством АДВ мощности и мощности загрузки генераторов, вторая — в определении очередности отключения генераторов.