Принцип действия аппаратуры передачи команд.

Принцип передачи команд по каналам связи очень простой (рис. 2.10.1): на одном конце канала связи устанавливается передатчик, на другом - приемник. Передатчик может передавать по каналу связи несколько различных команд, а приемник, соответственно, может их принимать и определять, какой именно сигнал принят.

Передатчик получает команду (замыкание контакта реле) от любого устройства ПА, ТМ, РЗ и передает ее по каналу связи приемнику. Приемник принимает переданную команду и у него на выходе срабатывает реле, соответствующее принятой команде.

Обычно на каждом конце ВЛ 500 кВ устанавливается и передатчик и приемник для передачи команд по ВЛ в обе стороны. В качестве канала связи, как правило, используется ВЧ канал, организованный по проводам ВЛ (рис. 2.10.2).

Билет№2

1. Рассмотрите назначение и виды дальнего резервирования. Удаленное и местное резервирование. Достоинства и недостатки дальнего резервирования.

2. Раскройте содержание следующих терминов: Автоматика предотвращения недопустимых изменений параметров режима ЭЭС – ограничений снижений или повышений частоты (АОСЧ, АОПЧ) и напряжения (АОСН, АОПН).

3. Раскройте содержание следующих терминов: Мощность. Рабочая, располагаемая, установленная, максимальная мощность, готовая к несению нагрузки.

4. Раскройте содержание следующих терминов: Оперативный ток для систем РЗ и А.

5. Раскройте содержание следующих терминов: Схема замещения нулевой последовательности двухцепных линий при коротком замыкании в начале или в конце линии.

1

Дальнее резервирование

Дальнее резервирование производится защитами с относительной селективностью, обычно последними (третьими) и частично вторыми ступенями токовых и дистанционных защит. Если основная защита по принципу действия не реагирует на повреждение вне защищаемого объекта, например токовая дифференциальная, то для резервирования предусматривается отдельная защита. При этом целесообразно выполнять её так, чтобы она резервировала и основную защиту своего элемента.

Основными достоинствами дальнего резервирования являются относительная простота и учет всех возможных нарушений в элементах установок, включая аккумуляторные батареи. Дальнее резервирование имеет и ряд серьезных недостатков:

1. недостаточная в ряде случаев чувствительность, обусловленная прохождением через защиты неповрежденных смежных участков только доли тока в поврежденном элементе и менее благоприятными значениями используемых напряжений;

2. часто большие времена отключения коротких замыканий;

3. затруднительность или невозможность выполнения селективными при внешних КЗ резервной ступени защит в сетях сложной конфигурации;

4. не вызываемое необходимостью отключение элементов, присоединенных к ответвлениям на неповрежденных линиях, в случае выполнения защитами последних функций дальнего резервирования.

Ближнее резервирование используется для элементов компактных размеров (например, трансформаторов, компенсаторов, синхронных и асинхронных двигателей). Такая защита выполняется на ином принципе, чем основная.

В этом варианте отказ защиты и выключателя резервируются раздельно. Устройства резервирования отличаются большой сложностью оперативных цепей и при ложных срабатываниях могут обуславливать отключение большого числа элементов установки.

Ближнее резервирование, имея некоторые преимущества перед дальним

1. остается в работе при некоторых схемах соединений часть элементов в случае отказа выключателя или КЗ между ними и выносным ТТ;

2. сохраняется питание ответвления;

3. обеспечиваются большая чувствительность;

4. меньшие времена ликвидации КЗ).

2

АОСЧ предназначено для обеспечения живучести ЕЭС России при возникновении значительного дефицита активной мощности в отдельных ее частях (регионах) с их аварийным отделением и глубоким снижением частоты (и напряжения, как следствие снижения частоты), создающих угрозу повреждения оборудования электростанций, безопасности работы АЭС, нарушения нормальной работы энергопринимающих установок потребителей, а также возникновения лавины частоты и напряжения. АОСЧ должно за счет мобилизации резерва генерации и отключения нагрузки потребителей обеспечивать прекращение процесса аварийного снижения частоты и подъем ее до уровня, при котором энергосистема может работать длительное время (выше 49,0 Гц), а также частичное или полное восстановление питания отключенной нагрузки потребителей при нормализации частоты. АОСЧ осуществляет:

• автоматический частотный ввод резерва (АЧВР) при снижении частоты до верхних уставок АЧР; • автоматическую частотную разгрузку (АЧР) при снижении частоты ниже 49.2 Гц;

• дополнительную разгрузку (ДАР), при локальных дефицитах мощности с большой скоростью снижения частоты;

• выделение электростанций (энергоблоков) на питание собственных нужд или на сбалансированную нагрузку (ЧДА – частотная делительная автоматика) в случае неэффективности действия АЧР; Напечатано с сайта ОАО «СО ЕЭС»

• частотное автоматическое повторное включение (ЧАПВ) отключенных потребителей при нормализации частоты.

АОПЧ предназначено для предотвращения недопустимого повышения частоты в ЭС, при котором возможно срабатывание автоматов безопасности турбин ТЭС, АЭС, а также для ограничения длительного повышения частоты в ЭС, при котором нагрузка блоков выходит за пределы диапазона допустимых нагрузок. Устройства АОПЧ ликвидируют аварийный избыток активной мощности за счет отключения генераторов и деления системы. Последнее используется для отделения ТЭС с примерно сбалансированной нагрузкой от энергосистемы в целях резервирования действия устройств АОПЧ (при неэффективности АОПЧ). Устройства АОПЧ контролируют частоту в энергосистеме и (или) скорость ее повышения, а также, если требуется, работу котла при выходе его режима за пределы регулировочного диапазона.

Подсистема AOCH предназначена для предотвращения недопустимого по условиям устойчивости нагрузки и возникновения лавины напряжения снижения напряжения в узлах энергосистемы, нарушений технологических процессов на электростанциях и крупных промышленных предприятиях, прекращения электроснабжения потребителей. Устройства АОСН действуют на:

• увеличение генерации реактивной мощности (осуществляют форсировку и увеличивают уставки регуляторов возбуждения СК, генераторов, форсировку конденсаторов и иных ИРМ); Напечатано с сайта ОАО «СО ЕЭС»

• уменьшение потребления реактивной мощности (отключение шунтовых реакторов, отключение нагрузки (при наличии обоснований)). Допускается совмещение действия устройств АОСН и АОСЧ на отключение нагрузки. Устройства АОСН контролируют величину снижения напряжения с учетом его длительности. Для прогнозирования возникновения процесса лавины напряжения устройства АОСН могут контролировать изменение величины реактивной мощности и величину производной изменения реактивной мощности от изменения напряжения.

Устройства АОПН устанавливаются на ПС с отходящими линиями электропередачи напряжением 330 кВ и выше, а также в ряде случаев на ПС с отходящими линиями электропередачи 220 кВ большой протяженности, с целью ограничения длительности воздействия повышенного напряжения на высоковольтное оборудование линий электропередачи, электростанций и подстанций. Для ограничения воздействия повышенного напряжения используются управляющие воздействия в виде Напечатано с сайта ОАО «СО ЕЭС» www.so-ups.ru42 включения шунтирующих реакторов на ВЛ или отключения ВЛ с двух сторон с запретом ТАПВ.

3

Производственная мощность — это потенциальная способность предприятия (цеха, участка, рабочего места) производить максимальное количество определенной продукции или выполнять определенный объем работ в течение расчетного периода времени (часа, года) при условии:

а) применения эффективной организации производства; б) должного технического оснащения; в) полного устранения аварий;

г) необходимого материально-техническогообеспечения; д) обеспеченности производственным и необходимым управленче-

ским персоналом; е) полного использования рабочего времени.

Большинство энергетических мощностей исчисляются за 1 ч, и энергетическая производительность зависит от объема и мощности, требуемых потребителем.

Установленная мощность — суммарная паспортная мощность энергетического оборудования.

Рабочая мощность — мощность, с которой оборудование может работать при максимальной нагрузке потребителя.

Диспетчерская мощность — мощность, заданная диспетчерским графиком нагрузки.

Рабочая мощность отличается от установленной на величину ограничений, возникающих вследствие износа оборудования и его неспособности развивать прежнюю, запроектированную мощность, а также с учетом мощностей, выведенных в ремонт. Отношение рабочей мощности к установленной называется коэффициентом использования установленной мощности. Этот коэффициент характеризует состояние обслуживаемого оборудования и свидетельствует о правильном и регулярном ремонтном обслуживании

N − N− N

К = у огр рем,

Nу

где К — коэффициент использования установленной мощности (КИУМ); Nу — установленная мощность оборудования; Nогр — огра-

45

ничения установленной мощности вследствие износа оборудования; Nрем — мощность, выведенная в ремонт.

В промышленной энергетике применяют также понятие коэффициента резерва, который равен отношению максимальной (запроектированной) часовой нагрузки к установленной мощности энергетического объекта

4.  Оперативный ток. Оперативный ток предназначен  для питания цепей управления, защиты, сигнализации и т.п. Оперативным током питаются приводы всех коммутационных аппаратов подстанций. Оперативный ток может быть переменным и постоянным, величина напряжения обычно составляет 110-220 В. Оперативный ток на ответственных подстанциях и установках должен быть всегда, даже при потере питания главных цепей, поэтому оперативный ток должен  иметь независимые источники питания, в качестве которых могут использоваться: аккумуляторные установки, выпрямители, генераторы, специальные блоки питания.

5. Схема замещения нулевой последовательности по конфигурации сильно отличается от других схем. Существуют значительные отличия и в величинах сопротивлений.

Прежде всего, в месте КЗ напряжение равно напряжению нулевой последовательности.

Как видно из рисунка, схема замещения своим началом имеет точку КЗ, а ограничивается она путями протекания токов нулевой последовательности. Как уже отмечалось, симметричная система токов нулевой последовательности существенно отличается от прямой и обратной. Она представляет собой систему трех переменных токов, совпадающих по фазе и имеющих одинаковую амплитуду. Эти токи являются, по существу, разветвлением однофазного переменного тока, для которого три провода трехфазной цепи составляют один прямой провод, а обратным служит земля или четвертый (нулевой) провод.

Сопротивление нулевой последовательности трансформаторов

Большое значение имеют соединения обмоток трансформаторов сети и заземление их нейтралей. Чтобы из точки КЗ протекал в данную часть схемы ток нулевой последовательности, необходимо, чтобы у трансформатора имелась заземленная нейтраль. Обмотки, незаземленные и соединенные в треугольник, являются фильтрами нулевой последовательности и не дают возможности соответствующим токам протекать дальше по схеме или в землю.

В приведенном примере трансформатор слева (Т-1) имеет заземленную первичную обмотку и вторичную собранную треугольником. Токи нулевой последовательности достигают трансформатора и стекают на землю через его нейтраль, но не распространяются дальше в остальную часть левой схемы (вторичная обмотка трансформатора собрана треугольником, о ее последствии ниже). Между тем, путь токам справа не ограничивает трансформатор Т-2, т. к. его обмотки со стороны высокого и среднего напряжений имеют заземленную нейтраль, и токи нулевой последовательности продолжают путь в остальную правую часть схемы, но только потому, что там, в системе, есть заземленная нейтраль, показанная на принципиальной схеме соответствующим значком. Если бы этот значок показывал, что нейтраль не заземлена, то схему следовало бы закончить трансформатором.

Отдельно нужно рассмотреть обмотку низкого напряжения трансформатора Т-2. Она собрана в треугольник. Треугольник является фильтром для токов нулевой последовательности: они способны трансформироваться в него, но, протекая через обмотки фаз, замыкаются друг с другом. По этой причине на схеме показан путь для протекания токов через сопротивление низкой обмотки трансформатора на землю, хотя фактически там земли нет.

Вторичная обмотка трансформатора Т-1 также собрана в треугольник. Сопротивление нулевой последовательности, таким образом, складывается из сопротивления первичной обмотки, через которое токи непосредственно стекают в землю и из сопротивления вторичной, собранной в треугольник, в которой они замыкаются сами на себя. В итоге трансформатор в схеме показан своим полным реактивным сопротивлением.

На самом деле существует большое количество вариантов схем замещения трансформаторов в зависимости от схем соединения их обмоток, конструкции и их типа. Практически достаточно знать только приведенные два простых случая, сложные случаи запоминать нет необходимости. Достаточно просто воспользоваться справочной литературой.

Ниже приведены варианты.

Двухобмоточный трансформатор может быть представлен так:

На этих схемах предполагается, что замыкание происходит слева.

Первый вариант представляет собой схему соединения обмоток двухобмоточного трансформатора типа звезда с землей — треугольник. Это есть рассмотренный выше случай.

Однако на схеме указано еще сопротивление намагничивания. Но так как ток намагничивания достаточно мал (составляет около 1% от номинального), то можно считать, что это сопротивление настолько велико, что им можно пренебречь. Тогда трансформатор войдет в схему замещения только одним своим сопротивлением, которое рассчитывается обычной известной формулой.

Второй вариант представляет трансформатор с соединением вторичной обмотки в звезду и даже заземленную, но вот будут протекать токи нулевой последовательности через него или нет, зависит от того, есть или нет заземление нейтралей оборудования в остальной правой части схемы. Если есть, то трансформатор войдет в схему последовательно соединенным одним своим сопротивлением (рассчитанным как и для случая трехфазного КЗ). Если нет, то трансформатор следует представить сопротивлением первичной обмотки и сопротивлением намагничивания. Оно столь велико, что в приближенных расчетах часто принимают равным бесконечности, а значит, токи через трансформатор не текут.

Билет№3

1. Раскройте содержание следующих терминов: Токовая защита. Схемы токовых защит. Область применения ТЗ и ее оценка.

2. Раскройте содержание следующих терминов: Автоматика ликвидации асинхронного режима (АЛАР).

3. Дайте формулировку определения Возмущения в электроэнергетической системе.

4. Рассмотрите этапы проектирования РЗ и А. Исходные данные для проектирования систем РЗ и А.

5. Раскройте содержание следующих терминов: Векторная диаграмма токов в месте двухфазного короткого замыкания