Режимы работы ЭС, управление ими и противоаварийная автоматика

Процесс производства, передачи и распределения электроэнергии является динамичным, характеризующимся необходимым равенством в каждый момент времени генерируемой и требуемой потребителями электрической энергии (балансом мощности) и подверженным случайным возмущающим воздействиям, относительно слабым (малым), обусловленным случайно изменяющейся нагрузкой, и интенсивным (большим), связанным с повреждениями и отключениями генерирующего и передающего энергию электрооборудования.

Большие собственно возмущающие воздействия вызывают отклонения от динамического равновесия, которые могут привести к нарушениям синхронной параллельной работы электрических станций и развиться в общесистемную аварию с прекращением функционирования тепловых электростанций и полной потерей электроснабжения.

Обычно электроэнергетические системы работают в нормальном режиме, в котором основные режимные параметры: амплитуды (действующие значения)— далее просто напряжение и частота напряжения — при непрерывных изменениях нагрузки остаются практически неизменными, т.е. номинальными; распределение активной и реактивной мощностей между генерирующими электроэнергию управляемыми объектами оптимально, а перетоки мощностей по передающим электроэнергию линиям связи между электроэнергетическими системами и ихобъединениями, образующими единую энергосистему, находятся в пределах, ограничиваемых нормируемым запасом мощности по статической устойчивости параллельной работы электрических станций. К нормальному относится и неоптимальный, обычно кратковременный, режим по мощности, при котором напряжения и частота не выходят за пределы длительно допустимых ГОСТ отклонений.

Нормальный режим обеспечивается автоматическим управлением электроэнергетическими объектами ранее рассмотренным арсеналом управляющих автоматических устройств и систем (см. гл. 1-7).

Основная задача автоматического управления нормальным режимом — обеспечить производство и передачу электроэнергии при минимальных затратах энергоресурсов (условного топлива) и обеспечить надежность электроснабжения потребителей электроэнергией требуемого качества и исправность электроэнергетических управляемых объектов.

Под воздействием внезапных интенсивных возмущений в виде неизбежных коротких замыканий или случайных отключений генерирующих или передающих электроэнергетических объектов ЭЭС, ОЭС или ЕЭС в целом переходят в утяжеленный или в аварийный режим.

Утяжеленный режим характеризуется отклонениями режимных параметров, обычно пониженными значениями напряжений и частоты, допустимыми лишь кратковременно. Перетоки мощностей могут превышать длительно допустимые в нормальном режиме, но не доходить до опасных для статической устойчивости значений. Задача автоматического управления «... в утяжеленном режиме -— не допустить его дальнейшего утяжеления, что может привести к переходу в аварийный режим; устранить причину, вызвавшую...» его и «... восстановить нормальный режим» [39].

Если хотя бы один из режимных параметров достигает недопустимых даже кратковременно значений, режим становится аварийным.

Аварийный режим развивается из утяжеленного или непосредственно вследствие интенсивных возмущающих воздействий. Основными задачами автоматического управления в аварийном режиме являются: выявление и устранение, если возможно, возмущающего воздействия; предотвращение дальнейшего развития аварийной ситуации и ее распространения; восстановление нормального режима.

Автоматическое управление в утяжеленном и, особенно, аварийном режимах производится управляющими автоматическими устройствами противоаварийного управления. В результате противоаварийного управления наступает послеаварийный режим или восстанавливается нормальный режим работы. Задача автоматического управления в послеаварийном режиме состоит в скорейшем восстановлении нормального режима.

При организации противоаварийного управления реализуется еще и ремонтный режим, в частности ремонтная схема ЭЭС, характеризующийся выводом в ремонт отдельных электроэнергетических объектов.