Способ противоаварийного управления гидроэлектростанцией

 

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 11 + Та + Тз, где через Ti, определяемое временем достижения углом электропередачи максимального значения ,- подают сигнал на закрытие направляющих аппаратов гидротурбин, что обеспечивает разгрузку на заданную величину . Через время Т2, определяемое временем 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. сл

СО!ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (tt) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4857468/07 (22) 06.08,90 (46) 23.10.92. Бюл. N 39 (71) Научно-исследовательский институт по передаче электроэнергии постоянным током высокого напряжения и Производственное объединение энергетики и электрификации "Таджикглавэнерго" (72) В.С,Котов, Л.А.Кощеев, В.Л.Невельский, P.М.Токов, В.И.Холявкин и M.À.Ýäëèí (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 269270, кл. Н 02 1 3/24, 1968, Кощеев Л.А„Невельский В.Л., Эдлин

М.А. Противоаварийное управление уровнем напряжения на шинах крупных электростанций. — Электрические станции, 1981, N.

4, с. 56 — 59, Авторское свидетельство СССР

¹ 1448381, кл. Н 02 Р 9/14, 1986.

Авторское свидетельство СССР

¹ 824366, кл, Н 02 J 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 возникновении 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 п ри водит к снижен и|о надеж(з()з Н 02 J 3/24; Н 02 Р 9/04 (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 (APB) по напряжению гидрогенераторов на время Т = Т1+ Т2+ Тз, где через

Т>, 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.

1 ности функционирования основного обору- дования ГЭС. (%)1

Разгрузка ГЭС путем закрытия направ-: (Д ляющих аппаратов гидротурбин в качестве противоаварийного мероприятия не применяется из-за действия гидроудара, приводящего к снижению уровня устойчивости в начальной фазе процесса, и из-за малой скорости реализации разгрузки электростанции.

Цель изобретения — повышение эффективности противоаварийного управле. и гидроэлектростанцией.

На чертеже представлена диаграмма изменения режимных параметров и управ1771032 ляющих воздействий в аварийном режиме при действии предлагаемого способа; д — относительный угол по эл ктропередаче, отходящей от шин ГЭС;

U — напряжение на шинах ГЭС.

Y — управляющ-.е воздействие на повышение уставок автоматических регуляторов возбуждения (APB) по напряжению генераторов ГЭС, P — активная мощность электропередачи;

М вЂ” вращающий момент на валах генераторов ГЭС:

PA3 — сигнал. л1ра ел > ощий разгрузкой электростанции по ах гивной мощности и тем закрытия направляющих аппаратсл гидротурбин;

ПΠ— 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 t<) 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 = T> + Т2+ Тз. Этой операцией достигается максимально возмо>кное 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 hP прибли>кенно может быть определена из выражения

ЛР=Ь0ао, где ЛΠ— приращение напряжения на шинах электростанции;

au — 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 электропе25 дыванием Т1, после того как относительный угол по электропередаче достигнет своего максимального значения (момент времени

tz), то момент увеличивается во время торможения генера оров 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 тз), 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 напря>кения на шина", электростанции, становится возможным начать снижение напряжения на шинах электростанции путем снижения уставок APB no 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 APB по напряжению составляет величину Т2.

В том случае, когда требуемая разгрузка электропередачи обеспечивается только за счет повышения напряжения на шинах элоктростанции в начальной фазе процесса. сни30

55 редачи. Однако, несмотря на сравнительно низкие скорости закрытия направляющих аппаратов гидротурбин, в начале процесса разгрузки возникает гидроудар, приводя15 щий к временному увеличению вращающего момента на валах гидрогенераторов, При запуске разгрузки одновременно с повышением уставок АРВ по напряжению увеличение момента на валах гидрогенера20 торов, вызванное гидроударом. поисходит при возрастании относительного угла по электропередаче, что приводит к снижения предела динами еской устойчивости.

Если же разгп:у производят с запаз1771032

dУ 1 оРс

au dt

Т = Т +Т +Тз, жение уставок АРВ следует начинать сразу после прохождения гидроудара, Скорость снижения уставок APB 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 этихуслоdY вий,скорость, снижения уставок APB () определяется выражением

d Pc где — скорость разгрузки электростанции о т по активной мощности.

При практической реализации изменение уставок АРВ по напряжению всех генераторов ГЗС может осуществляться с использованием системы противоаварийного управления уровнем напряжения на шинах электростанции, а разгрузка ГЭС вЂ” с использованием группового регулятора активной мо,цности, Кроме того, дол>кны быть определены проме>кутки времени Т1, Т2, Тз и суммарное время Т = Т1 + Тг + Тз, Этим временем определяется максимально допустимый уровень, до которого мо>кет быть повышено напряжение на шинах ГЭС s начальной фазе процесса при повышении уставок АРВ, Чем меньше Т, тем выше допустимый уровень напряжения в начальной фазе переходного процесса, тем на большее значение могут быть увеличены уставки АРВ и тем выше эффективность противоаварийного управления.

Длительность Т1 зависит от интенсивности аварийного возмущения и режима энергосистемы. Максимальная длительность Т1 может быть определена предварительно расчетным путем для предельного по условиям динамической устойчивости аварийного возмущения, приводящего к наиболее тя>келому послеаварийному режиму.

При этом в большинстве случаев запуск разгрузки производится не в момент достижения относительным углом своего максимального значения, а несколько по10

55 зже, в результате чего может несколько снизиться качество демпфирования послеаварийных колебаний, но суммарный эффект от противоаварийного управления не изменится.

Промежуток времени Т от момента запуска разгрузки электростанции до разгрузки электропередачи на заданную величину (или до начала снижения момента íà валах гидроагрегатов после прохождения гидроудара, 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 GblTb 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 разгрузки 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 ГЗС, 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 для обеспечения устойчивости необходима разгрузка электростанции по активной мощности, повышения уставок автоматических регуляторов возбуждения (АРВ) по напряжению всех гидрогенераторов и разгрузке электростанции по активной мощности. отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности противоаварийного управления, уставки АРВ по напряжению гидрогенератора повышают до величины, соответствующей максимально допустимому уровню напряжения на шинах электростанции в течение заданного времени

1771032 где T> — интервал времени, .определяемый временем достижения относительным углом по электропередаче своего максимального значения; 1

Составитель М,Эдлин

Редактор Г.Бельская Техред М.Моргентал Корректор Н.Милюкова

Заказ 3746 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Tz — интервал времени, определяемый временем разгрузки электропередачи на заданную величину;

Тз — интервал времени, определяемый снижением уставок APB по напряжению с заданной скоростью до величин, соответствующих максимально допустимому уровню напряжения на шинах электростанции в течение длительного времени, 1 через интервал времени Т1 производят закрытие направляющих аппаратов гидротурбин, обеспечивающих разгрузку электропередачи на Заданную величину, че5 реэ интервал времени T> + Tz начинают снижение уставок APB по напряжению гидрогенераторов со скоростью, пропорциональной отношению скорости разгрузки электростанции и регулирующего эффекта

10 местной нагрузки по напряжению, через интервал времени Т Т +.Т2+ Т3 устанавливают напряжение на шинах электростанции, равное максимально допустимому уровню в течение длительного времени.