Автоматическая частотная разгрузка (ачр): назначение, применение, принцип действия, классификация

Содержание

АЧР назначение

Устройства АЧР срабатывают при понижении частоты ниже 49 Гц, продолжительность работы электрической системы составляет не больше 40 с. При менее 47 Гц – 10 с., меньше 46 Гц нельзя допустить, так при этом значении происходит явление «лавины напряжения», при котором происходит сбрасывание электростанцией нагрузки.

«Лавина напряжения» способствует повышенному потреблению реактивной мощности что ведет к еще большим осложнениям в системе энергоснабжения.

Пониженная частота может вызвать механический резонанс проточной части турбины, влекущий механические повреждения лопаток турбины.

Снижение частоты влечет снижение скорости вращения асинхронного двигателя и понижение производительности нагрузки, относящейся к собственному потреблению электростанции и питательных электронасосов, что чревато понижением мощности паровых турбин и влечет полное погашение системы. Это действие называется «лавиной частоты», за ней обычно следует появление «лавины напряжения».

При понижении уровня частоты снижается подача давления масла маслонасосом к турбине электростанции, это приводит к посадке стопорных клапанов в аварийном режиме и отключению агрегата.

Изменения параметров частоты всего на 0,2 Гц может способствовать неравномерному и неэкономичному распределению нагрузок агрегатов со статическими характеристиками регулирования. Изменение частоты может привести к непостоянной скорости работы электроприводов механизмов, что может вызвать появление брака производимых деталей.

Аварийная частотная разгрузка является единственным средством поддержания частоты энергосистемы в разрешенных пределах при регулировании отключением потребителей, этот процесс происходит в случае отсутствия восстановления частоты путем применения нормальных средств регулирования частоты.

Неравномерность АЧР, риски возникающие в результате снижения частоты очень важно предотвратить так, как это ведет к длительному процессу восстановления нормированного значения частоты и восстановлению рабочего состояния потребителей, а также появление лишних операций по включению и отключению коммутирующих аппаратов электроприемников, снижает надежную работу энергосистемы электроснабжения

Классификация

Устройства АЧР разделяют на категории:

АЧР I (быстродействующая АЧР)

Задача АЧР-I : быстрое отключение части потребителей с целью остановить лавинообразный процесс падения частоты в системе. Диапазон уставок АЧР-I лежит от 48,5 Гц до 46,5 Гц с шагом в 0,1 Гц. Мощность отключаемых потребителей равномерно распределяют по ступеням. Выдержка по времени у АЧР I лежит в пределах от 0,3 до 0,5 секунды.

АЧР II

Задача АЧР II — поднять частоту в системе после остановки «лавины частоты» выполненной АЧР I до значений выше 49 Гц 1. Она начинает срабатывать после того, как частота установится на уровне 47,5—48,5 Гц. Выдержка времени между ступенями АЧР II больше, чем у АЧР I и выбирается в диапазонах от 5—10 до 70—90 секунд. Такая большая выдержка времени обусловлена тем, что система может длительно работать при частоте выше 49,2 Гц, поэтому быстро доводить значение частоты до номинального путем отключения потребителей, которые могут получать электроэнергию без особого вреда для системы, не имеет смысла.

Существуют также особые категории АЧР, применяемые в различных специфических случаях.

Схемы АЧР собирают с помощью средств РЗиА. В настоящие время широкое распространение получили микропроцессорные терминалы РЗиА, в том числе и такие, основным назначением которых служит выполнение функций АЧР и ЧАПВ.

Схемы АЧР

Согласно установленным нормам, АЧР могут предусматривать выполнение различных защитных функций. Схемы предполагают применение релейных и полупроводниковых элементов.

С одним реле частоты

На приведённой ниже схеме изображён элемент с одним частотным реле:

Подача команды от измерительного модуля производится через промежуточное реле РП на частотное РЧ1.

При падении частотных параметров замыкаются РП1 и РП2, от последнего сигнал передаётся на отключение подачи энергии.

Также читайте: Назначение указателей напряжения

Если частота восстанавливается до стандартной величины, происходит возврат схемы к исходному состоянию. Через РП5 команда подаётся на РП5.1, с отключением катушек РВ1 и РП4.

Если функционирование системы по указанной схеме окажется невозможным, шунтируется РВ1.

С ЧАПВ

Автоматическая частотная разгрузка предполагает следующую схему:

Порядок срабатывания релейной защиты аналогичен предыдущему примеру. Через Р4 команда передаётся на реле времени РВ1, с возбуждением обмоток на промежуточном РП1.

Через РП1.1 и РП2.1 система отключается. Сигнализация об этом обеспечивается посредством РУ1.

При нормализации ситуации через РП1.3 и РП3.2 подаётся ток на обмотку РВ2, с включением реле промежуточной группы РП4. Далее, с помощью РП4.2 и РП 4.3 запускаются потребители, с сигнализацией указательного реле РУ2.

Что такое автоматическая частотная разгрузка и для чего она нужна

В работе энергосистемы нередко случаются аварии, вызванные разного рода причинами, в результате которых система может потерять часть своих источников питания (аварии на генераторах, питающих трансформаторах). Обычно, в случае потери питания от источника, применяется АВР, с помощью которого к системе подключаются дополнительные источники; или систему соединяют с параллельно работающей системой. Однако во многих случаях мощности источников, питающих параллельную систему, может быть недостаточно для питания своей и добавленной нагрузки, в связи с чем в системе возникает дефицит активной мощности, проявляющийся в первую очередь в снижении частоты системы.

Снижение частоты на десятые доли герца могут привести к ухудшению экономических показателей системы, но серьёзной опасности не несет. (Промышленная частота переменного тока в России и ряде стран Европы принята 50 Гц, В США — 60 Гц) Снижение же частоты на 1-2 Гц и более может привести к серьёзным последствиям для работы энергосистемы, а также для ее электроприёмников. Объясняется это тем, что при снижении рабочей частоты снижается скорость вращения питающихся от системы электродвигателей. В число этих двигателей, в частности, входят и механизмы собственных нужд тепловых электростанций, которые также питают данную систему. В результате этого снижается выходная мощность, генерируемая тепловыми электростанциями, и частота падает еще быстрее. Этот процесс называется «лавиной частоты» и приводит к выводу системы из строя.

Снижение частоты несет разрушительные действия для сложных технологических процессов, может привести к угрозе безопасности людей, повлечь за собой серьёзные техногенные или экологические катастрофы. В частности, при долгой работе крупных паровых турбин на пониженной частоте в них возникают разрушительные процессы, связанные с совпадением частоты вращения турбины с резонансной частотой какой-либо из групп ее лопаток.

Кроме частоты, в системе уменьшается напряжение, недостаток которого также серьёзно влияет на состояние потребителей электроэнергии.

Для того, чтобы не допустить обвала частоты в системе, принято отключать часть приёмников электроэнергии, снижая тем самым нагрузку на систему. Подобное отключение называется автоматической частотной разгрузкой (АЧР).

Согласно ПУЭ все потребители электрической энергии делятся на три категории: I категория — к потребителям этой группы относятся те, нарушение электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный материальный ущерб, опасность для безопасности государства, нарушение сложных технологических процессов и пр. II категория — к этой группе относят электроприёмники, перерыв в питании которых может привести к массовому недоотпуску продукции, простою рабочих, механизмов, промышленного транспорта. III категория — все остальные потребители электроэнергии. Потребители I категории должны иметь постоянное электропитание, причем от двух независимых источников. Перерыв в питании от одного из источников допускается только на время действия АВР. Потребители II категории допускают работу от одного источника и перерыв питания не должен превышать время, необходимое для включения резервного источника дежурным персоналом или выездной бригадой. Потребители же III категории допускают перерыв в электропитании до суток (время ликвидации аварии выездной аварийной бригадой). Таким образом, действие АЧР направлено на отключение потребителей III категории, как наименее важных.

При проектировании схемы АЧР электрической системы следует распределять потребителей по подстанциям и распределительным устройствам с учетом этого разделения на категории. Кроме того, следует предусмотреть все возможные виды аварий и предусмотреть такую мощность отключаемых электроприёмников, которой окажется достаточно, чтобы вернуть систему в нормальное состояние после их отключения. Саму схему АЧР делают многоступенчатой, где каждая ступень отличается от другой уставкой по частоте. То есть, при достижении частоты ниже определенного значения, определяемого первой уставкой, сработает первая ступень и отключит часть потребителей. Затем, если процесс падения частоты не остановился, то при достижении частоты значения второй уставки, отключится следующая группа потребителей, что еще больше замедлит процесс снижения частоты.

Схемы АЧР

В соответствии с предъявляемыми требованиями, все типы автоматической частотной разгрузки способны реализовать различные функции защиты. Поэтому для построения тех или иных характеристик устройств АЧР, ступеней в их работе применяются определенные схемы. Также устройство может собираться как на реле, так и на полупроводниковых приборах.

С одним реле частоты

Рисунок 3 Схема АЧР с одним реле

Посмотрите на рисунок, здесь вы видите принципиальную схему автоматической частотной разгрузки, в которой используется одно частотное реле. Посредством контактов промежуточного реле РП к частотному реле РЧ1 подается сигнал от измерительного элемента. Которое при снижения уровня частоты сразу же замыкает контакты РП1 и РП2. От контактов реле РП2 поступает сигнал на отключение нагрузки.

В случае повышения уровня частоты выше уставок срабатывания схема возвращается в исходное положение. При этом от реле РП5 поступает сигнал на контакты РП5.1, которые отключают обмотки РВ1 и РП4. На тот случай, если работа по такой схеме не даст желаемого результата, здесь предусмотрено шунтирование РВ1.

С ЧАПВ

Обратите внимание, в данной схеме автоматической частотной разгрузки, объекты отключаются релейной защитой в том же порядке, что и в предыдущем примере. От Р4 подается сигнал на временное реле РВ1, через контакты которого возбуждаются обмотки промежуточного РП1

Контакты промежуточных РП1.1 и РП2.1 посылают сигнал на отключение. Об этом сигнализирует РУ1.

После нормализации частоты сигнал проходит по контактам РП1.3 и РП3.2 возбуждается обмотка временного РВ2. Через его контакты сигналы возбуждают обмотку промежуточного РП4. А оно, в свою очередь, через контакты РП4.2 и РП4.3 посылает сигнал на частотный пуск потребителей. После чего указательное реле РУ 2 сигнализирует о срабатывании ЧАПВ.

Автоматическая частотная разгрузка (АЧР). Частотное АПВ (ЧАПВ).

Частота в ЭС зависит от баланса Рпотр=Ргенер Если нагрузка больше то она потребляет часть кинетической энергии генератора – генератор замедляется – регулятор скорости управляет подачей энергоносителя – баланс восстанавливается Однако это работает до тех пор пока в системе есть резерв

Коэффициент резервирования эффекта нагрузки, опрделяемый составом нагрузки (от1до 3,5)

При снижении частоты собственные нужды ЭС снижают свою производительность – еще большая нехватка ЭЭ – еще большее снижение частоты – лавина частоты

Автоматическая частотная разгрузка (АЧР) – один из методов противоаварийной автоматики, направленный на повышение надежности работы электроэнергетической системы. Воздействующей величиной устройства АЧР является напряжение, частоту которого контролирует измерительный орган – реле частоты. Реле срабатывает при снижении частоты до заданного значения. Селективность устройств АЧР достигается выбором параметра срабатывания (частоты срабатывания) измерительного органа и выдержкой времени. При срабатывании УАЧР отключает определенную часть потребителей, способствуя восстановлению частоты в системе электроснабжения.

Требования, предъявляемые к устройствам АЧР:

Обеспечивать нормальную работу энергосистемы 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 е должна превышать 20 с, а с частотой f < 48,5 Гц – 60 с;

Обеспечивать отключение потребителей в соответствии с возникшим дефицитом мощности, не допуская возникновения лавины частоты и напряжения; при этом последовательность отключений должна бать такая, чтобы в первую очередь отключались менее ответственные потребители; восстанавливать частоту до уровня, при котором энергосистема может длительно работать; дальнейший подъем частоты до номинальной возлагается на дежурный персонал энергосистемы;

Если восстановление нормального режима после действия УАЧР возлагается на устройства автоматики, то УАЧР должно обеспечить подъем частоты до уровня, необходимого для их срабатывания;

Действовать согласованно с устройствами АПВ и АВР;

Не действовать при кратковременных снижениях частоты.

Категории АЧР:

1). АЧРI. Предназначена для сдерживания снижения частоты в первое время развития аварии, не допуская даже кратковременного опускания ее ниже 45 Гц. Устройство АЧРI, быстродействующее с единой для всех очередей выдержкой времени, не превышающей tАЧРI = 0,3 с, и с разными уставками срабатывания по частоте от fс.р1 = 49…49,2 Гц до fс.рn = 46,5 Гц. Частота срабатывания последующей очереди меньше частоты срабатывания предыдущей очереди на ступень селективности по частоте ∆fc (минимально допустимая ступень селективности 0,1 Гц).75-80% потребителей по АЧР I

2). АЧРII также состоит из очередей, однако с одинаковой уставкой по частоте fАЧРII = 49 Гц; отличается от АЧРI выдержками времени. Минимальная уставка по времени принимается равной tс.р1 = 5…10 с, а максимальная tс.рn = 60…90 с. Ступень селективности ∆tc = 3 с.

Если за указанное время действием АЧРI частоту восстановить не удается и она устанавливается (зависает) на недопустимо низком уровне (48 Гц и ниже), то начинают срабатывать очереди АЧРII и с соответствующими выдержками времени отключают дополнительную нагрузку (АЧРI ≈ 70 % потребителей, АЧРII ≈ 30 % потребителей).

Частотное АПВ (ЧАПВ).

После восстановления частоты повторное включение потребителей должно производиться автоматически. Для этой цели используются имеющиеся на присоединениях устройства АПВ, дополненные реле повышения частоты. Они называются устройства частотного АПВ. Действие ЧАПВ разрешается при восстановлении частоты, что фиксируется замыканием контактов реле частоты. Уставка реле принимается fс.р = 49,5…50 Гц. Минимальная выдержка времени на включение устанавливается tАПВ = 10…20 с, а ступень селективности ∆tc = 5 c.

Схемы устройств АЧР и ЧАПВ:

Имеются различные схемы устройств АЧР и ЧАПВ. Простейшие из них позволяют выполнить одну очередь АЧРI или одну очередь АЧРII с последующим ЧАПВ. В сложных схемах осуществляется автоматическое переключение уставок реле частоты и тем самым с помощью одного реле выполняется несколько очередей АЧР, создается совмещенная очередь, когда отключение одних и тех же присоединений производят и АЧРI и АЧРII с последующим ЧАПВ.

Рис.1. Схемы устройств АЧР и ЧАПВ на Рис.2. Простейшая схема одной

выпрямленном оперативном токе очереди АЧРII с переключением

реле частоты на уставку ЧАПВ

Схемы АЧР

С одним реле частоты

На приведённой ниже схеме изображён элемент с одним частотным реле:

Подача команды от измерительного модуля производится через промежуточное реле РП на частотное РЧ1.

Также читайте: Автоматическое повторное включение — АПВ

Если функционирование системы по указанной схеме окажется невозможным, шунтируется РВ1.

С ЧАПВ

Автоматическая частотная разгрузка предполагает следующую схему:

Через РП1.1 и РП2.1 система отключается. Сигнализация об этом обеспечивается посредством РУ1.

Виды

Строительство подразумевает под собой сочетание огромного количества действий разных направлений с использованием всего разнообразия материалов и специализированного оборудования. СМР — это в строительстве применение различных способов организации производственных процессов.

Проект может быть реализован несколькими различными способами:

заключение договоров, в которых предусмотрено выполнение всех этапов специализированными компаниями;
все работы осуществляются силами собственных подразделений фирмы;
смешанным способом, при котором одна часть работ выполняется подрядчиками, а другая — своими силами.

Исходя из концепции и ожидаемого результата, выделяются следующие основные виды строительно-монтажных работ: общее строительство, транспорт, погрузо-разгрузочные, специальные.

Монтаж осуществляется с использованием сборных деталей, силовой проводки и других кабелей, железобетонных и металлоконструкций.

Общестроительные действия основаны на переработке материалов и возведении конструктивных элементов. Они подразделяются на установленные типы. СМР по видам строительства можно классифицировать так:

Земляные работы. Они включают в себя раскопки ям, траншей для установки ленточных фундаментов и индивидуальных опор, подземных инженерных сетей разной длины.
Свайные. Погружение или забивка свай, подготовка фундамента.
Каменные. Строительство простенков, стен, колонн и других конструкций из блоков, кладка из щебня, кирпича, натуральных и искусственных камней.
Железобетонные и бетонные. Подготовка смеси, ее транспортировка и заливка в опалубку, уход, переработка составов и сборных элементов.
Монтажные. Доставка до места назначения конструкционных деталей, их выверка, установка и крепление.
Столярные и плотничные работы. Они предполагают поставку и установку готовых деревянных деталей (дверей, окон).
Кровельные работы. Они состоят в покрытии крыш асбестоцементными или стальными листами.
Штукатурные. Для больших объемов используется механическая подача и применение раствора для небольших – вручную.
Облицовочные. Они предполагают покрытие вертикальных и горизонтальных поверхностей крупными и малыми плитами, а также листовыми материалами.
Малярные. Состоят из ручной или механической покраски конструкций, а также оклеивания стен обоями.

Некоторые из этих технологических процессов объединены в понятие «нулевой цикл», который является исходной фазой строительства и включает в себя подготовку площадки и подъездных путей к ней, земляные работы, закладывание фундамента. Он завершается, когда подземная часть здания возведена и проложены инженерные сети.

Предъявляемые требования

Для обеспечения нормальной работы, АЧР должны соответствовать следующим требованиям:

успешно ликвидировать аварийные ситуации различного характера – срабатывая, вне зависимости от масштабов повреждения;
выполнять отключение, в соответствии с установленными настройками по времени и величине отклонения характеристик;
обесточивать минимальное количество потребителей;
предусматривать возможность ступенчатого отключения;
исключать самопроизвольное срабатывание, без наличия соответствующих оснований.

Перечисленные условия призваны обеспечить штатную работу оборудование и надлежащую его защиту.

5.4. Автоматическое повторное включение после АЧР

Для ускорения восстановления питания потребителей, отключенных при срабатывании АЧР, применяется специальный вид автоматики – АПВ после АЧР (или ЧАПВ). Устройство ЧАПВ срабатывает после восстановления частоты в энергосистеме и дает импульс на включение отключенных потребителей. В первую очередь ЧАПВ следует выполнять на подстанциях с ответственными потребителями, на подстанциях без постоянного обслуживающего персонала, с дежурством на дому, далеко расположенных от места размещения оперативно-выездных бригад.

Действие ЧАПВ должно осуществляться при частоте 49,5–50 Гц. Начальная уставка по времени ЧАПВ принимается 10–20 с, конечная – в зависимости от конкретных условий. Минимальный интервал по времени между смежными очередями ЧАПВ в пределах энергосистемы или отдельного узла – 5 с. Мощности нагрузки по очередям ЧАПВ распределяются обычно равномерно. Очередность подключения потребителей к ЧАПВ обратно очередности АЧР, т.е. к последним очередям АЧР подключаются первые очереди ЧАПВ.

Доля нагрузки, подключаемой к ЧАПВ, в каждом конкретном случае должна определяться с учетом местных условий (возможности повторного снижения частоты в отделившемся на изолированную работу районе, перегрузки линий электропередачи, восстановления параллельной работы действием АПВ с улавливанием синхронизма и т.д.).

Схемы АЧР

С одним реле частоты

На приведённой ниже схеме изображён элемент с одним частотным реле:

Подача команды от измерительного модуля производится через промежуточное реле РП на частотное РЧ1.

Также читайте: Назначение диэлектрических бот в электроустановках

Если функционирование системы по указанной схеме окажется невозможным, шунтируется РВ1.

С ЧАПВ

Автоматическая частотная разгрузка предполагает следующую схему:

Через РП1.1 и РП2.1 система отключается. Сигнализация об этом обеспечивается посредством РУ1.

Контроль качества

Контракт на строительство налагает большую ответственность на подрядчика, поскольку низкое качество работы, использование низкосортных материалов и несоблюдение утвержденных стандартов могут привести к разрушению объектов, большим финансовым потерям или гибели людей.

Поэтому уровень строительно-монтажных работ на каждом этапе имеет особое значение. Качество материалов влияет на стоимость и эксплуатационные характеристики конструкции.

При строительстве объектов с применением низкосортного сырья растет стоимость всех процессов из-за необходимости постоянно исправлять выявленные недостатки, увеличивать эксплуатационные расходы, и уменьшается уровень комфорта жителей.

Сущность контроля заключается в осуществлении проверки соответствия фактических показателей объекта утвержденным требованиям, изложенным в технических условиях, стандартах, проектах, контрактах, паспортах.

Основная задача заключается в предотвращении брака и дефектов, соблюдении надлежащего качества продукции. Существуют две формы контроля: внутренняя и внешняя.

Первая осуществляется непосредственно сотрудниками предприятий (проектных, промышленных), которые производят необходимые продукты. Фабрики и заводы, изготавливающие строительные материалы, выдают документы и паспорта, которые подтверждают соответствие государственным стандартам. Наличие такого документа при доставке продукции является обязательным.

Внешний контроль качества включает проверки, проводимые организациями, которые имеют право на надзор и являются независимыми.

Автоматическая частотная разгрузка (ачр): назначение, применение, принцип действия, классификация

АЧР назначение

Классификация

АЧР I (быстродействующая АЧР)

АЧР II

Схемы АЧР

С одним реле частоты

С ЧАПВ

Что такое автоматическая частотная разгрузка и для чего она нужна

Схемы АЧР

С одним реле частоты

С ЧАПВ

Автоматическая частотная разгрузка (АЧР). Частотное АПВ (ЧАПВ).

Схемы АЧР

С одним реле частоты

С ЧАПВ

Виды

Предъявляемые требования

5.4. Автоматическое повторное включение после АЧР

Схемы АЧР

С одним реле частоты

С ЧАПВ

Контроль качества

Похожие записи: