Способ противоаварийного управления гидроэлектростанцией

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 710 3/24; Н 02 Р 9/ ч ЕНИ акрытия направрбин в качествеиятия не примеоудара, и риводяустойчивости в из-за малой скоки электростанение эффекуправле;ця ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Научно-исследовательский институт попередаче электроэнергии постоянным током высокого напряжения и Производственное объединение энергетики и электрификации "Таджикглавэнерго"(56) Авторское свидетельство СССРМ 269270, кл. Н 02 3 3/24, 1968,Кощеев Л.АНевельский В.Л., ЭдлинМ.А, Противоаварийное управление уровнем напряжения на шинах крупных электростанций, - Электрические станции, 1981, М4, с. 56-59,Авторское свидетельство СССРМ 1448381, кл. Н 02 Р 9/14, 1986.Авторское свидетельство СССРМ. 824366, кл, Н 02 1 3/24, 1978. Изобретение относится к электротехнике и, в частности, к способам противоаварийного управления гидроэлектростанциями и гидрогенераторами.При аварийном изменении состава линий электропередачи или при возникнове. нии аварийного небаланса активной мощности основным противоаварийным мероприятием по обеспечению устойчивости энергосистемы является разгрузка электростанций, При наличии в энергосистеме гидростанций противоаварийную разгрузку осуществляют отключением части гидрогенераторов. Однако частое использование этого и риема и ри водит к снижен ио надеж(54) СПОСОБ ПРОТИВОАВАРИЙНОГО УПРАВЛЕНИЯ ГИДРОЭЛ ЕКТРОСТАН ЦИ ЕЙ (57) Использование: в электротехнике, в устройствах противоаварийного управления и гидрогенераторами. Сущность изобретения: в аварийном режиме, когда нужна разгрузка по активной мощности, повышают уставки автоматических регуляторов возбуждения (АРВ) по напряжению гидрогенераторов на время Т= Т 1 + Т 2+ Тз, где через Т 1, определяемое временем достижения углом электропередачи максимального значения; подают сигнал на закрытие направляющих аппаратов гидротурбин, что обеспечивает разгрузку на заданную величину, Через время Тг, определяемое време-. нем разгрузки после прохождения гидроудара, снижают уставки АРВ с заданной скоростью в течение времени Тз, а через время Т устанавливают напряжение на ши нах ГЭС, равное длительно допустимому, 1 ил. ности функционирования основного оборудования ГЭС,Разгрузка ГЭС путем зляющих аппаратов гидротупротивоаварийногомеропрняется из-за действия гидрщего к снижению уровняначальной фазе процесса, ирости реализации разгрузции.Цель изобретения - повыштивности противоаварийногогидроэлектростанцией.На чертеже представлена диаграмма изменения режимных параметров и управ10 редачи. Однако, несмотря на сравнительно низкие скорости закрытия направляющих аппаратов гидротурбин, в начале процесса разгрузки возникает гидроудар, приводя щий к временному увеличению вращающего момента на валах гидрогенераторов,При запуске разгрузки одновременно сповышением уставок АРВ по напряжению увеличение момента на валах гидрогенера торов, вызванное гидроударом. поисходитпри возрастании относительного угла по электропередаче, что приводит к снижение предела динами еской устойчивости.Если же разгпц ку производят с запаз 25 30 35 40 45 50 55 Р = й 3 ао,ляющих воздействий в аварийном режиме при действии предлагаемого способа;д - относительный угол по эл .ктропередаче, отходящей от шин ГЭС;О - напряжение на шинах ГЭС, У - управляющ-.е воздействие на повышение уставок автоматических регуляторов возбуждения (АРВ) по напряжению генераторов ГЭС,Р - активная мощность электропередачи;М - вращающий момент на валах генераторов ГЭС;РАЗ - сигнал. павел.1 ощий разгрузкой электростанции по ах гивной мощности п тем закрытия направляющих аппаратсл гидротурбин;ПО - выходной сигнал пускового органа, выявляющего аварийный режим для обеспечения устойчивости которого необходима разгрузка ГЭС,Способ осуществляется следующим образом, После возникновения аварийного возмущения пусковой орган с некоторым запаздыванием в момент времени О) Формирует на своем выходе управляющий сигнал, по факту появления которого производится повышение уставок АРВ всех гидрогенераторов до величины, соответствующей максимально допустимому уровню напряжения на шинах электростанции в течение времени Т = Т 1 + Т 2+ Тз. Этой операцией достигается максимально возмокное возрастание предела статической устойчивости электропередачи, причем, как показывают результаты теоретических и экспериментальных исследований, величина возрастания предела устойчивости практически пропорциональна величине приращения напряжения на шинах электростанции; разгрузка электропередачи по активной мощности за счет увеличения потребления местной нагрузкой электростанции. Величина разгрузки ЛР прибликенно может быть определена из выражения где ЬО - приращение напряжения на шинах электростанции;ао - регулирующий эффект активной мощности местной нагрузки по напряжению,Действие указанных факторов обеспечивает полное использование потенциальных возможностей систем возбуждения гидрогенераторов для сохранения устойчивости в начальной фазе аварийного процесса,Для сохранения устойчивости в последующих фазах процесса необходима разгрузка электропередачи по активной мощности, поскольку через промежуток времени Т уровень напряжения на шинах элекгростанции должен быть снижен; соответственно снизится предел передаваемой мощности и увеличится загрузка электропедыванием Т 1, после того как относительный угол по электропередаче достигнет своего максимального значения (момент времени т 2), то момент увеличивается во время торможения генераоров во втором полупериоде синхронных колебаний. При этом отрицательное действие гидроудара на условил динамической устойчивости полностью исключится.После прохождения гидроудара вращающий момент на валах гидроагрегатон начинает снижается момент времени 1 з), соответственно ему разгружается по активной мощности электропередача и увеличивается запас устойчивости энергосистемы, После того как электропередача разгрузится до величины, соответствующей требуемому запасу устойчивости в послеаварийном режиме, определенному для длительно допустимого уровня напряжения на шинах электростанции, становится возможным начать снижение напряжения на шинах электростанции путем снижения уставок АРВ по нап ряжения. Указанная посл едовател ьность операций обеспечивает минимальное время, в течение которого сохраняется максимальный уровень напряжения, при условии сохранения достигнутого запаса устойчивости. Промежуток времени от запуска разгрузки электростанций до начала снижения уставок АРВ по напряжению составляет величину Т 2.В том случае, когда требуемая разгрузка электропередачи обеспечивается только за счет повышения напряжения на шинах электростанции в начальной фазе процесса. сни 1771032жение уставок АРВ следует начинать сразу после прохождения гидроудара,Скорость снижения уставок АРВ должна быть такой, чтобы в момент окончания разгрузки были достигнуты заданные значения уставок в послеаварийном режиме, соответствующие длительно допустимому уровню напряжения на шинах электростанции. Изменение уставок с указанной скоростью позволит произвести переход на послеаварийный уровень напряжения без колебаний активной мощности электропередачи, поскольку снижение загрузки электропередачи, вызываемое разгрузкой электростанции, компенсируется увеличением загрузки за счет снижения потребления мощности местной нагрузкой при снижении напряжения, Исходя из этихуслобУ вий,скорость, снижения уставок АРВ ( )определяется выражением бУ 1 ОРсбт ао ОО Рсгде- скорость разгрузки электростанциидтпо активной мощности,При практической реализации изменение уставок АРВ по напряжению всех генераторов ГЭС может осуществляться с использованием системы противоаварийного управления уровнем напряжения на шинах электростанции, а разгрузка ГЭС - с использованием группового регулятора активной мощности, Кроме того, допкны быть определены промекутки времени Т 1, Т 2, Тз и суммарное время Т = Т 1 + Т 2 + Тз, Этим временем определяется максимально допустимый уровень, до которого мокет быть повышено напряжение на шинах ГЭС в начальной фазе процесса при повь 1 шении уставок АРВ, Чем меньше Т, тем выше допустимый уровень напряжения в начальной фазе переходного процесса, тем на большее значение могут бь 1 ть увеличены уставки АРВ и тем выше эффективность противоаварийного управления.Длительность Т 1 зависит от интенсивности аварийного возмущения и режима энергосистемы, Максимальная длительность Т 1 может быть определена предварительно расчетным путем дпя предельного по условиям динамической устойчивости аварийного возмущения, приводящего к наиболее тякепому послеаварийному режиму. При этом в большинстве случаев запуск разгрузки производится не в момент достижения относительным углом своего максимального значения, а несколько по Т = Т 1+Т 2+Тз,10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 зже, в результате чего может несколько снизиться качество демпфирования послеаварийных колебаний, но суммарный эффект от противоаварийного управления не изменится,Промежуток времени Т 2 от момента запуска разгрузки электростанции до разгрузки электропередачи на заданную величину или до начала снижения момента на валах гидроагрегатов после прохождения гидро- удара, для тех случаев, когда для обеспечения требуемого запаса устойчивости в послеаварийном режиме достаточно разгрузки, достигаемой за счет повышения напряжения) является величиной практически постоянной. Его длительность может быть определена либо расчетным путем, либо экспериментально.Промежуток времени Тз определяется исходя из принятых уровней повышения напряжения в начальной и конечной фазах процесса, величины регулирующего эффекта местной нагрузки по напряжению и скорости разгоузки ГЗС.Из изложенного следует, что предлагаемый способ максимально использует потенциальные возможности возбудительных систем гидрогенераторов для обеспечения динамической устойчивости в начальной фазе аварийного процесса; позволяет использовать разгрузку гидростанций путем закрытия направляющих аппаратов в качестве противоаварийного мероприятия, при этом обеспечивается необходимый запас устойчивости энергосистемы в послеаварийном режиме при максимальной разгрузке ГЭС, исключается отрицательное действие гидроудара и избыточные колебания мощности, вызванные изменением напряжения на шинах ГЭС,Формула изобретения Способ противоаварийного управления гидроэлектростанцией, заключающийся в выявлении аварийного режима, в котором дпя обеспечения устойчивости необходима разгрузка электростанции по активной мощности, повышения уставок автоматических регуляторов возбуждения (АРВ) по напряжению всех гидрогенераторов и разгрузке электростанции по активной мощности. о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности противо- аварийного управления, уставки АРВ по напряжению гидрогенератора повышают до величины, соответствующей максимально допустимому уровню напряжения на шинах электростанции в течение заданного време- ни1771032 оставитель М,Эдлин ехред М.Моргентал Редактор Г,Бельская тор Н,Милюков каз 3746 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гага 101 где Т 1 - интервал времени, определяемый временем достижения относительным углом по электропередаче своего максимального значения; 1 Т 2 - интервал времени, определяемый временем разгрузки электропередачи на заданную величину;Тз - интервал времени, определяемый снижением уставок АРВ по напряжению с заданной скоростью до величин, соответствующих максимально допустимому уровню напряжения на шинах электростанции в течение длительного времени,1 через интервал времени Т 1 производят закрытие направляющих аппаратов гидротурбин, обеспечивающих разгрузку электропередачи на заданную величину, че реэ интервал времени Т 1 + Т 2 начинают снижение уставок АРВ по напряжению гидрогенераторов со скоростью, пропорциональной отношению скорости разгрузки электростанции и регулирующего эффекта 10 местной нагрузки по напряжению, через интервал времени Т - Т+ Т 2+ Тз устанавливают напряжение на шинах электростанции, равное максимально допустимому уровню в течение длительного времени,