5.5 Принципи дії і способи виконання пристроїв протиаварійної автоматики

Основною функцією ПА (див. рис. 5.1) є запобігання порушення стійкості при неприпустимих відхиленнях режимних параметрів або при раптових порушеннях нормального режиму роботи. Відповідно основними є пристрої автоматики управління активною потужністю для збереження стійкості (АУПЗС). Інші функції ПА — ліквідація асинхронного режиму, обмеження пониження або підвищення частоти і напруги та інші, що виконуються пристроями ділильної автоматики, АПАР, АЧР, АОЧ, АОН та іншими пристроями — менш пов'язані з проблемою забезпечення стійкості і живучості ЕЕС в цілому.

Структура ієрархічної системи ПА в сучасних ЕЕС має в загальному випадку три рівні: рівень району протиаварійного управління (енерговузла), станційний і агрегатний рівні. При цьому використовуються в основному локальні (автономні) пристрої і комплекси АУПЗС, що здійснюють децентралізоване протиаварійне управління, тобто пристрої, для яких характерна повна відсутність або наявність обмеженої інформації про запаси по пропускній спроможності

міжсистемних зв'язків в інших районах протиаварійного управління. Система ПА при виникненні аварійних ситуацій (див. § 5.2), по-перше, виробляє швидке дозоване розвантаження електропередач і міжсистемних зв'язків і здійснює відновлення балансу потужностей, відключаючи (або розвантажуючи) генератори в передаючій частині ЕЕС і завантажуючи генератори і відключаючи частину навантаження в приймальній частині ЕЕС, по-друге, здійснює автоматичний розподіл ослабленої в результаті аварії електропередачі, запобігаючи або ліквідувавши асинхронний режим, який може викликати порушення стійкості інших електропередач.

Сучасна побудова пристроїв ПА характеризується суперечністю між безперервним характером електромеханічних перехідних процесів і дискретною дією пристроїв ПА. Це протиріччя пов'язано як з високою інтенсивністю належних управлінню процесів, так і з особливостями вживаних для цієї цілі управляючих дій. Тому структура пристроїв спеціальної ПА (див. рис. 5.1) в більшості випадків відрізняється від структури замкнутих АСР, що здійснюють регулювання параметрів безперервних процесів, і багато в чому наближається до структури пристроїв релейного захисту і деяких видів загальної протиаварійної автоматики (АПВ, АВР, АЧР). Крім вказаної подібності структур є і деяка спільність апаратної реалізації і способів побудови вимірювальних органів релейної дії.

Принципи побудови пристроїв ПА різноманітні, але в загальному випадку вони включають пускові пристрої (ПП— пускові, вимірювальні органи), пристрої автоматичного дозування дій (ПАДД), пристрої розподілу дій ПРД і пристрою реалізації дій — виконавчі пристрої ВП. До складу ПАДД і пристроїв розподілу і реалізації дій входять функціональні перетворювачі і логічні елементи.

Пускові і вимірювальні органи реагують на аварійні збурення і зміни параметрів режиму і схеми ЕЕС і видають відповідну інформацію пристроям АДД, які залежно від сигналів пускових пристроїв і інформації про початковий (доаварійний) режим формують управляючі дії на ЕЕС, реалізовані через ВП. В якості пускових і вимірювальних органів використовуються вимірювальні реле електричних величин (струму, напруги, активної і реактивній потужностей, частоти, різниці фаз, ковзання, симетричних складових трифазних систем: напруги і струму).

Основними параметрами, визначальними електромеханічні перехідні процеси, є кут ковзання і прискорення роторів генераторів. Для вимірювання цих параметрів потрібна достатньо складна апаратура, що вимагає в більшості випадків передачі вектора напруги з однієї частини ЕЕС в іншу. Тому, як правило, використовується їх непряме вимірювання. Пуск пристроїв ПА виробляється також від реле положення вимикачів і інших апаратів.

Пристрої дозування, розподілу і реалізації дій можуть бути побудовані за допомогою релейно-контактних схем, діодних матричних комутаторів, цифрових і аналогових ЕОМ.

При порушенні нормального режиму пристрою ПА виявляють аварійну ситуацію і визначають сполучення і дозування (інтенсивність) керуючих дій на вимикачі, автоматичні системи регулювання турбін, системи регулювання збудження і інші автоматичні пристрої, що є по суті виконавчими пристроями системи ПА.

Управляючі дії ПА повинні відповідати збуренню і його реальній небезпеці при даному стані ЕЕС. Для цього пристрою ПА повинні фіксувати вигляд, місце і інтенсивність збурення, а також враховувати схему ЕЕС і навантаження основних зв'язків і електростанцій безпосередньо перед збуренням. При цьому використовується пряма або непряма фіксація збурення. Наприклад, для фіксації видаленої аварії, пов'язаної з появою дефіциту активної потужності в приймальній частині ЕЕС, може використовуватися перевантаження електропередачі.

У ряді випадків інформація від пускових пристроїв до пристроїв АДВ або команди до виконавчих пристроїв можуть передаватися за допомогою пристроїв телепередачі, а параметри доаварійного режиму і перехідного процесу можуть вимірюватися з допомогою пристроїв телевимірювання (див. розд. 1).