Автоматическая частотная разгрузка (АЧР)

Частота переменного тока определяется угловой частотой вращения синхронных генераторов и является одним из основных показателей качества электроэнергии. Отклонение частоты в нормальных режимах от номинального значения fном=50 Гц по стандарту СО ЕЭС не должно превышать Гц. Допускается кратковременное отклонение частоты не более чем на Гц. Частота в энергосистеме поддерживается персоналом или автоматически, путем изменения впуска пара в турбины турбогенераторов и воды в турбины гидрогенераторов. При установившейся частоте активная мощность Pг, вырабатываемая генераторами, равна активной мощности Рн, потребляемой нагрузкой. При отсутствии в системе резерва активной мощности отключение части генераторов или включение новых потребителей сопровождается снижением частоты. Длительная работа с пониженной частотой (f < 48Гц) недопустима, так как при этом снижается скорость вращения электродвигателей, вследствие чего падает их производительность. На промышленных предприятиях это приводит к нарушении технологии производства и браку, а на электрических станциях — к снижению вырабатываемой генераторами мощности и их ЭДС. Дефицит активной мощности увеличивается и возникает дефицит реактивной мощности, что может привести не только к аварийному снижению частоты (лавина частоты), но и к лавинообразному снижению напряжения (лавина напряжения) и нарушению всей системы электроснабжения.

В таких случаях для восстановления заданного режима работы автоматически отключают часть наименее ответственных потребителей с помощью устройств АЧР.

Устройства АЧР должны удовлетворять ряду требований:

• 1. Обеспечивать нормальную работу системы независимо от дефицита активной мощности, характера причин, вызывающих снижение частоты, не допускать даже кратковременного снижения частоты ниже f=45 Гц; продолжительность работы с частотой f < 47 Гц не должна превышать 8 с, а с частотой f <48,5 Гц — 60 с.
• 2. Обеспечивать отключение потребителей в соответствии с возникшим дефицитом мощности и не допускать возникновения лавины частоты и напряжения; в первую очередь отключаются менее ответственные потребители.
• 3. Если восстановление нормального режима после действия АЧР возлагается на устройства автоматики, то АЧР должна обеспечить подъем частоты до уровня, необходимого для их срабатывания.
• 4. Действовать согласованно с устройствами АПВ и АВР.
• 5. Не действовать при кратковременных снижениях частоты.

Применяются две основные категории автоматической частотной разгрузки: АЧР-I и АЧР-II.

Первая категория — АЧР-I — быстродействующая (t = 0,10,3 с) с уставками срабатывания от 48,5 Гц до 46,5 Гц. Назначение очередей АЧР-I — не допустить глубокого снижения частоты в первое время развития аварии. Уставки срабатывания отдельных очередей АЧР-I отличаются одна от другой на 0,1 Гц.

Вторая категория — АЧР-II предназначена для восстановления частоты до нормального значения, если она длительно остается пониженной на уровне около 48 Гц. АЧР-II работает после отключения части потребителей от АЧР-I, когда снижение частоты прекращается. Верхний уровень уставок по частоте АЧР-II — 48,8−48,6 Гц. Диапазон уставок АЧР-II по частоте должен быть 0,3 Гц с интервалом по очередям 0,1 Гц. Весь объем разгрузки АЧР-II разделяется на три-четыре части.

На проектируемой подстанции в схемах АЧР-I задействуем потребителей 35 и 10 кВ третьей категории, а в схемах АЧР-II потребителей 35 и 10 кВ третьей и частично второй категории.

Ежегодный объем и места размещения АЧР согласуются с региональным диспетчерским управлением отдельным договором.