Автоматика разгрузки при отключении линий электропередач

Эта автоматика (АРОЛ) устанавливается на загруженных линиях, отключение которых существенно снижает суммарный предел передаваемой мощности в сечениях, включающих эти линии (рис. 5.14). Выбор уставок и УВ выполняется в два этапа (по условиям СУ и по условиям ДУ).

1-й этап настройки АРОЛ (по условиям СУ). Выбираются уставки и УВ по условиям обеспечения СУ с нормативным запасом в ПАР, вызванном трехфазным отключением контролируемой линии.

Рис. 5.14. Сечение, контролируемое АРОЛ

Выбор производится на основе предварительно проведенных расчетов предельных по СУ режимов. На этом этапе не учитываются переходные режимы, вызываемые собственно отключением ЛЭП, КЗ и АПВ.

Выбор настройки ПАА включает следующие расчеты:

определение максимального объема разгрузки всего сечения;

определение уставок КПР по мощности для всех ступеней АРОЛ;

определение объемов разгрузки при действии каждой ступени.

Максимальный объем разгрузки ( на рис. 5.15), который должна обеспечить автоматика, определяется как разность значений максимально допустимого перетока в исходной схеме и перетока, соответствующего нормативному (8%-ному) запасу СУ в ПАР при отключении рассматриваемой линии:

=

где – максимально допустимый переток в исходном режиме и схеме (тот, который может быть передан при =0,2 или 20 %);

– переток, соответствующий 8 %-му запасу СУ в ПАР;

, – предельные мощности в доаварийном и ПАР ре-жимах;

– коэффициент, учитывающий возможность повышения

(из – за повышения напряжения), =1 – 1,05;

– значение нерегулярных колебаний мощности по ЭП (в частном случае =0).

Следует обратить внимание на то, что фактический объем разгрузки может быть меньше максимального объема, когда < , т.е. при уменьшении перетока объем разгрузки уменьшается.

Рис. 5.15. Определение максимального объема разгрузки АРОЛ

Начальная уставка КПР, т.е. уровень предшествующего перетока мощности в сечении , начиная с которого автоматика подготавливается к работе,

где – коэффициент, учитывающий возможное снижение напряжения, =0,9 – 1,0;

– коэффициент чувствительности, для обеспечения быстроты срабатывания реле мощности (КПР), =1,02 – 1,2;

– коэффициент, учитывающий погрешность реле мощности, измерительных трансформаторов и каналов телемеханики,

=1,1 – 1,2.

Выбранная таким образом уставка КПР обеспечивает нормативный 8 %-й запас СУ по оставшимся линиям в ПАР. Напомним, что автоматика сработает лишь тогда, когда произойдет отключение контролируемой линии, что зафиксируется ПО.

Начальная уставка КПР по перетоку контролируемой линии

где – коэффициент распределения, характеризующий долю от суммарного перетока в сечении , приходящуюся на контролируемую линию ЭП,

< 1 (определяется предварительно по доаварийным режимам).

Необходимый текущий объем разгрузки при перетоках в сечении, превышающих начальные уставки КПР (но меньшие ), определяется линейной зависимостью от контролируемого перетока по линии или в сечении:

или (что то же самое)

.

При большом максимальном объеме разгрузки и выполнении органа КПР на релейной аппаратуре предусматривают несколько ступеней автоматики (две – четыре). Объемы разгрузки каждой ступени выбираются в зависимости от возможностей их реализации:

Уставка КПР каждой последующей ступени определяется начальной уставкой КПР и объемом разгрузки предыдущей ступени:

для линии ( которая контролируется)

Здесь i, i+1 – номера ступеней автоматики. Уставка КПР первой ступени равна начальной уставке, определяемой по приведенным выше выражениям.

Пример выбора настройки АРОЛ по условию обеспечения СУ ПАР

Дана МЭП (рис. 5.16), в сечение которой входят линии: 500 кВ, на которой устанавливается АРОЛ, а также линии 330 и 110 кВ.

Рис. 5.16. Упрощенная схема МЭП

Доаварийный режим (результаты расчетов СУ):

МВт;

МВт;

МВт.

Для сечения МВт ( как сумма);

ПАР (контролируемая линия 500 кВ отключена, результаты расчетов СУ ПАР):

МВт;

МВт.

Для сечения (без ЛЭП-500 кВ) МВт.

Определяется максимальный объем разгрузки (при этом принято, что =1,03; Р =120 МВт):

МВт.

Начальная уставка КПР по сечению определяется следующим образом:

МВт.

При КПР только по линии 500 кВ

МВт,

где , получен по результатам расчетов доаварийных

режимов (но не предельного режима).

По приведенным выше выражениям для определения текущего объема разгрузки для разных значений или можно построить зависимости требуемого объема разгрузки Р от суммарного перетока по сечению и от перетока по контролируемой линии (следует помнить, что речь идет о предшествующем режиме, когда линия 1 еще включена).

Эти зависимости приведены на рис.5.17.

Рис. 5.17. Зависимости объемов разгрузки от перетоков мощности

При выполнении органов КПР на релейной аппаратуре и дискретном (ступенчатом) характере УВ (ОГ, ОН) приведенные характеристики аппроксимируются ступенчатыми линиями. При этом неизбежно появление в настройке области излишнего действия автоматики (заштрихованные площади на рис. 5.17). Автоматика работает при 2 условиях: работа КПР и отключение линии. Если передаваемая мощность по ЭП большая, т.е. сработаны все ступени КПР, при отключении линии все три ступени разгрузки должны реализоваться.

Количество ступеней определяется составом УВ в зоне досягаемости автоматики. В данном случае автоматика выполняется 3-ступенчатой.

Необходимый максимальный объем разгрузки 700 МВт может быть реализован ступенями (ступени заданы в соответствии с имеющимися возможностями их реализации):

170 МВт;

220 МВт;

310 МВт.

Уставки КПР ступеней определяются по приведенному выше выражению:

– для сечения

– для линии

Выбранная настройка ступеней автоматики показана на рис. 5.17.

На рис. 5.17 два КПР (по сечению или по контролируемой линии),. но их работа должна приводить к одному и тому же результату (к одной и той же разгрузке), т.к. авария одна и та же.

Это два ПО:

ПО-1 – это совокупность фиксации отключения линии (ФОЛ) плюс КПР ;

ПО-2 – это ФОЛ плюс КПР-Л.

Они могут работать вместе для надежности, а может один из них.

При этом (рис. 5.17) при передаваемой мощности по сечению 720 МВт или по линии 410 МВт должна сработать 1-ая ступень разгрузки 170 МВт.

При передаваемой мощности по сечению 890 МВт или по линии 500 МВт должна сработать 2-я ступень разгрузки 220 МВт.

При передаваемой мощности по сечению 1100 МВт или по линии 610 МВт должна сработать 3-я ступень разгрузки 310 МВт.

2-й этап настройки АРОЛ (по условиям ДУ).

Предварительно рассмотрим ситуацию (для иллюстрации), когда ПАР существовать не может (рис. 5.18).

Рис. 5.18. Нарушение ДУ при несуществующем ПАР

Очевидно, что в данной ситуации ДУ нарушается при любом возмущении, т.е. если ПАР существовать не может, то никакие меры, повышающие собственно ДУ и не влияющие на ПАР, не будут достаточными.

Итак, выбранные по условию СУ уставки КПР и УВ (объемы разгрузки) принимаются в качестве исходных на 2-м этапе расчетов, когда проверяется сохранение ДУ.

При расчетах ДУ в качестве расчетных рассматриваются следующие аварии:

– однофазное КЗ на линии с успешным и неуспешным ОАПВ;

– трехфазное КЗ на землю с успешным и неуспешным ТАПВ;

– отключение линии тремя фазами без КЗ («простой переход»).

Расчеты при этих возмущениях проводятся в наиболее тяжелых режимах:

вне зоны действия АРОЛ (т.е. при перетоке, меньшем начальной уставки КПР);

при максимально допустимом перетоке с действием АРОЛ в полном объеме.

Если расчеты показывают, что ДУ не обеспечивается при каких- либо условиях, то должны быть определены и затем предусмотрены в АПНУ дополнительные воздействия. Это может быть:

– повышение быстродействия тех же объемов разгрузки, что предусмотрены для СУ;

– увеличение объемов разгрузки;

– использование УВ снимающегося типа, например КРТ, ЭТ.