Захист від зміни частоти

Зміст

Введення

1.1 Частотна розвантаження АЧР-1

1.2 Частотна розвантаження АЧР-2

1.3 Частотна розвантаження АЧР-С

1.4 Суміщена частотна розвантаження

1.5 Включення навантаження за частотою (ЧАПВ)

1.6 Обмеження підвищення частоти (АОПЧ)

2.1 Розрахунок потужності навантаження, що підключається до АЧР

3.1 Сучасні пристрої частотного розвантаження

Література

Введення

Частота змінного електричного струму є одним з головних показників якості електричної енергії, що виробляється генераторами електростанцій і поставляється споживачам. Від частоти змінного струму залежить частота обертання електродвигунів, а, отже, і продуктивність обертаються ними механізмів (верстатів, насосів, вентиляторів і т.д.). При зниженні частоти їх продуктивність знижується. Підвищення ж частоти призводить до перевитрати електроенергії. Таким чином, будь-яке відхилення частоти від номінального значення завдає шкоди народному господарству. Тому, а також по ряду інших важливих причин частота змінного струму нормується.

Номінальне значення частоти змінного струму становить 50 Гц. Допустиме відхилення від номінального значення становить ± 0,2 Гц. Допускається короткочасна робота з відхиленням ± 0,4 Гц.

За умови балансу вироблення і споживання активної потужності частота залишається незмінною. Проте навантаження енергосистеми, яка в кожний момент часу залежить від кількості включених споживачів та їх завантаження, практично не залишається постійною, а безперервно змінюється, що приводить до порушення балансу.

Поки в енергосистемі є обертовий резерв активної потужності, системи регулювання частоти та потужності будуть підтримувати заданий рівень частоти. Після того як обертовий резерв буде вичерпано, дефіцит активної потужності, викликаний відключенням частини генераторів або підключенням нових споживачів, спричинить за собою зниження частоти в енергосистемі.

Невелике зниження частоти (на кілька десятих герца) не представляє небезпеки для нормальної роботи енергосистеми, хоча, як вже зазначалося вище, і тягне за собою погіршення економічних показників. Зниження ж частоти більш ніж на 1-2 Гц представляє серйозну небезпеку і може призвести до повного розладу роботи енергосистеми. Це в першу чергу визначається тим, що при зниженні частоти знижується частота обертання електродвигунів, а, отже, і продуктивність наведених ними механізмів власного витрати теплових електростанцій. Внаслідок зниження продуктивності механізмів власного витрати різко зменшується наявна потужність теплових електростанцій, особливо електростанцій високого тиску, що тягне за собою подальше зниження частоти в енергосистемі. Таким чином, відбувається лавиноподібний процес - "лавина частоти", який може призвести до повного розладу роботи енергосистеми. Слід також зазначити, що сучасні великі парові турбіни не можуть довго працювати у низькій частоті з-за небезпеки пошкодження їх робочих лопаток.

Процес зниження частоти в енергосистемі супроводжується також зниженням напруги, що відбувається внаслідок зменшення частоти обертання збудників, розташованих на одному валу з основними генераторами. Якщо регулятори збудження генераторів і синхронних компенсаторів не зможуть утримати напругу, то також може виникнути лавиноподібний процес - "лавина напруги", тому що зниження напруги супроводжується збільшенням споживання реактивної потужності, що ще більше ускладнить становище в енергосистемі.

Аварійне зниження частоти в енергосистемі, викликане раптовим виникненням значного дефіциту активної потужності, протікає дуже швидко - протягом декількох секунд. Тому черговий персонал не встигає прийняти будь-яких заходів, внаслідок чого ліквідація аварійного режиму має покладатися на пристрої автоматики. Для запобігання розвитку аварії повинні бути негайно мобілізовані всі резерви активної потужності, наявні на електростанціях. Усі обертові агрегати завантажуються до межі з урахуванням допустимих короткочасних перевантажень.

При відсутності обертового резерву єдино можливим способом відновлення частоти є відключення частини найменш відповідальних споживачів. Це і здійснюється за допомогою спеціальних пристроїв автоматичного частотного розвантаження (АЧР), що спрацьовують при небезпечному зниженні частоти.

Слід зазначити, що дія АЧР завжди пов'язане з певним народногосподарським збитком, оскільки відключення ліній, що живлять електроенергією промислові підприємства, сільськогосподарських та інших споживачів, тягне за собою недовиробіток продукції, поява шлюбу і т.п. Незважаючи на це АЧР широко використовується в енергосистемі як засіб запобігання значно більших збитків через повного розладу роботи енергосистеми, якщо не буде вжито термінових заходів з ліквідації дефіциту активної потужності.

1.1 Частотна розвантаження АЧР-1

Частотної розвантаження АЧР-1 прийнято називати таку розвантаження за частотою, коли відключення черг навантаження відбувається в міру зниження частоти (іноді таке розвантаження називають швидкодіючої).

Частотно-тимчасова характеристика такого розвантаження показана на рис. 1.1, де лінією 1 зображено зміна частоти f в часі при дефіциті активної потужності в енергосистемі.

Спрацювання алгоритму АЧР-1 має відбуватися при досягненні контрольованої частотою значення F _{п АЧР-1} - уставки пуску алгоритму АЧР-1. Після досягнення цього значення через деякий проміжок часу Т _АЧР-1, званий часом спрацьовування, відбувається відключення відповідної черги навантаження. Таким чином, пристрій, що реалізує функцію АЧР-1, має містити елементи, що вимірюють поточне значення контрольованої частоти і порівнюють його із заданою уставкою по частоті.

Розглядаючи роботу пристрою частотного розвантаження в умовах дефіциту активної потужності, необхідно звернути увагу ще на один параметр, що характеризує роботу енергосистеми в цих умовах, - швидкість зміни контрольованої частоти f _АЧР. На рис. 1.1 цей параметр показаний у вигляді дотичній f _'1, проведеної в точці перегину лінії 1, що характеризує зміну частоти в часі. Принципово можливий і інший варіант зниження частоти, коли при втраті живлення з боку системи напругу в контрольованому вузлі підтримується за рахунок підживлення від працюючих в режимі "вибігу" асинхронних двигунів. У цьому випадку зміна частоти відбувається по лінії 2 зі швидкістю f _'2> f' _1.

Щоб не допустити зайвих відключень навантаження при втраті живлення, в алгоритм АЧР-1 необхідно ввести спеціальні елементи, які повинні враховувати швидкість зміни частоти при формуванні сигналу на відключення навантаження і не виробляти відключень навантаження в тих випадках, коли швидкість зміни частоти перевищує деякий заздалегідь встановлене значення f _'2> f' _бл.

Ці елементи повинні забезпечувати:

• вимір швидкості зміни частоти;

• порівняння поточного значення швидкості з наперед заданою уставкою f _'бл.

Все сказане дозволяє скласти узагальнену функціональну схему алгоритму АЧР-1 (рис. 1.2).

Контрольоване напруга U _K надходить через розділовий і масштабуючий трансформатор Т на входи двох вимірювальних елементів А1 і А2, а поточні значення вимірюваних величин - на входи відповідних порогових елементів A3 і А4.

Рис. 1.1. Графіки зміни частоти, що характеризують роботу алгоритму АЧР-1

Рис. 1.2. Узагальнена функціональна схема алгоритму АЧР-1

У зв'язку з тим що введення заборони на відключення навантаження по швидкості зміни частоти визначається характеристиками тієї чи іншої енергосистеми, у схемі передбачено функціональний блок, що дозволяє виключити сигнал по швидкості з алгоритму АЧР-1. На рис. 1.2 цей блок показаний у вигляді ключа SA1.

Підсумовування сигналів від порогових елементів здійснюється за логічною схемою І - НЕ елементом А5. Поява на виході елемента А5 сигналу дозволяє формувати команду на відключення черг навантаження, однак для виключення помилкових спрацьовувань і недопущення зайвих відключень навантаження у функціональну схему алгоритму АЧР-1 включений елемент А6, забезпечує деякий проміжок часу між моментом виконання розглянутих вище умов АЧР-1 і часом включення виконавчого реле К. Згідно з діючими нормативними документами цей проміжок часу може змінюватися від 0,15 до 0,3 с.

При налаштуванні пристроїв частотного розвантаження для алгоритму АЧР-1 повинні бути задані:

F _{п АЧР-1} - частота пуску алгоритму (елемент А3);

Т _АЧР-1 - час спрацьовування алгоритму (елемент А6);

f _'бл - швидкість зміни частоти.

1.2 Частотна розвантаження АЧР-2

Частотної розвантаження АЧР-2 прийнято називати відключення навантаження після досягнення заданої уставки за частотою з деякою, досить тривалою, уставкою за часом спрацьовування, або, як сказано в ПУЕ, відключення навантаження у міру збільшення тривалості існування зниженої частоти.

Частотна розвантаження АЧР-2 призначена для відновлення значення частоти та недопущення роботи генераторів при частоті нижче 49 Гц.

Розвантаження за алгоритмом АЧР-2 відбувається при повільному зниженні частоти після дії розвантаження за алгоритмом АЧР-1 або зависанні на рівні нижче 50 Гц.

Для запобігання зайвих відключень опис алгоритму АЧР-2 має бути доповнено умовою: навантаження не повинна відключатися, якщо до закінчення проміжку часу Т _АЧР-2 контрольована частота стане рівною частоті повернення алгоритму АЧР-2 f _{У АЧР-2.}

Графічно це показано на рис. 1.3 у вигляді лінії 1, що відображає процес зміни частоти, відповідний викладеному вище умові.

Рис. 1.3. Графіки зміни частоти, що характеризують роботу алгоритму АЧР-2

Лінія 2 на цьому ж малюнку представляє такий процес зміни контрольованої частоти, при якому її значення до моменту розвантаження t ₃ не встигає повернутися до f _{У АЧР-2.}

Функціональна схема розглянутого алгоритму представлена ​​на рис. 1.4.

Рис. 1.4. Узагальнена функціональна схема алгоритму АЧР-2

На відміну від раніше розглянутої схеми (див. рис. 1.2) тут не передбачений контроль швидкості зміни частоти, а зайві відключення навантаження запобігають великою витримкою часу на спрацьовування.

Для повернення алгоритму при відновленні значення контрольованої частоти до заздалегідь встановленого значення F _B передбачений другий пороговий елемент А4, яка формує сигнал, що поступає на вхід R тригера А8.

В алгоритм АЧР-2 введено канал, формує сигнал на відключення навантаження до завершення витримки часу, що задається реле часу А10, якщо при наявності команди Пуск АЧР-2 напругу, що надходить на вхід порогового елемента А5, стане нижче заздалегідь заданої уставки.

У назву алгоритму розвантаження, що використовує інформацію про значення напруги, прийнято додавати слова "з прискоренням по напрузі" і позначати як АЧР-Н.

Для виключення помилкових спрацьовувань при короткочасних провалів напруги і частоти в функціональній схемі передбачені елементи А6, А7 з фіксованим часом спрацьовування.

При налаштуванні пристроїв частотного розвантаження задають:

F _{п АЧР-2 <-частоту} пуску алгоритму (елемент A3);

F _{B АЧР-2>} - частоту повернення алгоритму (елемент А4);

Т _АЧР-2 - час спрацювання алгоритму (елемент А10);

U _< - Напруга, при якому прискорення спрацьовування алгоритму при замкнутому положенні програмного ключа S2 відбувається раніше моменту часу, що задається елементом А10.

1.3 Частотна розвантаження АЧР-С

Використання алгоритму частотного розвантаження за швидкістю зміни частоти (АЧР-С) дозволяє значно поліпшити роботу енергосистем при великих дефіцитах потужності, тому що дає можливість відключати навантаження з випередженням, не допускаючи глибокого зниження частоти.

На рис. 1.5 графічно представлений процес роботи даного алгоритму.

Горизонталь 1 відповідає верхній межі значення частоти f _{p АЧР-С,} починаючи з якої дозволяється дію алгоритму.

Похилі лінії 2 - 4 являють собою графіки змін частоти f при швидкості більшої, рівної і меншою уставки F _'yст відповідно.

Рис. 1.5. Графіки зміни частоти, що характеризують роботу алгоритму АЧР-С

Рис. 1.6. Узагальнена функціональна схема алгоритму АЧР-С

Пуск алгоритму повинен відбуватися при дотриманні двох умов:

• значення контрольованої частоти досягло заданого рівня f _{p АЧР-С;}

• швидкість зміни частоти дорівнює уставці F _'yст.

Для графіка 3 ці умови виконуються в момент часу t _2. За фактичної швидкості зміни частоти, що перевищує F _'yст пуск алгоритму відбудеться при тому ж значенні частоти f _{p АЧР-С,} але раніше, в момент t _1.

Наведеним умовам відповідає узагальнена функціональна схема алгоритму АЧР-С, наведена на рис. 1.6. Виходи вимірювальних елементів А1 і А2 з'єднані з входами відповідних порогових елементів A3 і А4, а виконання умов для пуску алгоритму контролює елемент А5.

Для недопущення випадкових відключень навантаження при короткочасних спрацюваннях порогових елементів у функціональну схему запроваджено елемент затримки А6. Значення F _<і час затримки є фіксованими і не змінюються.

Для забезпечення декількох черг розвантаження за алгоритмом АЧР-С функціональна схема може бути доповнена ще одним (див. реле К2) або кількома вихідними реле і одним (див. елемент А7) або кількома елементами затримки, витримка часу у яких перевищує витримку часу елемента А6.

При налаштуванні пристроїв, що реалізують алгоритм АЧР-С, необхідно задати уставку F _'>.

1.4 Суміщена частотна розвантаження

Для більш раціонального відключення черг навантаження передбачають об'єднання дії всіх розглянутих раніше алгоритмів на один виконавчий орган (вихідне реле) або, як прийнято говорити, поєднують в будь-якому поєднанні дію різних алгоритмів на одну і ту ж ступінь навантаження.

Процес роботи такого алгоритму ілюструє рис. 1.7, на якому поєднані всі три раніше розглянутих графіка зміни частоти, що характеризують роботу алгоритмів АЧР-1, АЧР-2 і АЧР-С.

Якщо зміна контрольованої частоти в системі буде відбуватися по лінії 3, коли f '> F', то відключення навантаження відбувається в момент часу t _1.

При зміні частоти по лінії 2 запуск алгоритму АЧР-С не відбувається через зміну частоти зі швидкістю, меншою уставки спрацьовування цього алгоритму. Однак при досягненні частотою значення F _{п АЧР-1} (момент t ₃₎ алгоритм АЧР-1 запускається. Через проміжок часу Т _АЧР-1 (момент спрацьовування t _cp) алгоритм АЧР-1 спрацьовує і відбувається відключення навантаження.

Рис. 1.7. Графіки зміни частоти, що характеризують роботу алгоритму суміщеної частотного розвантаження

Рис. 1.8. Узагальнена функціональна схема алгоритму суміщеної частотного розвантаження

Останній з розглянутих алгоритмів - АЧР-2 діє аналогічно і, якщо значення контрольованої частоти не повернулося до F _{B АЧР-2,} спрацьовує в момент t _5.

Все сказане дозволяє уявити узагальнену функціональну схему алгоритму суміщеної частотного розвантаження у вигляді, показаному на рис. 1.8. Фактично вона являє собою об'єднання раніше розглянутих узагальнених функціональних схем окремих алгоритмів.

При налаштуванні пристроїв частотного розвантаження для алгоритму суміщеної частотного розвантаження задають:

F _{п АЧР-1} - частоту пуску алгоритму АЧР-1 (елемент А4);

F _{п АЧР-2} - частоту пуску алгоритму АЧР-2 (елемент А6);

F _{B АЧР-2} - Частоту повернення алгоритму АЧР-2 (елемент А 7);

F _бл - Швидкість зміни частоти, при досягненні якої блокується робота алгоритму АЧР-1 при замкнутому положенні програмного ключа SA1 (елемент А5);

F _'> - Швидкість зміни частоти, при якій відбувається запуск алгоритму АЧР-С (елемент А10);

T _АЧР-1 - час спрацьовування алгоритму АЧР-1 (елементі А15);

T _АЧР-2 - час спрацювання алгоритму АЧР-2 (елементі А16);

U _< - Напруга, при якому відбувається прискорення спрацьовування алгоритму АЧР-2 (раніше моменту часу, що задається елементом А16) при замкнутому положенні програмного ключа SA2.

1.5 Включення навантаження за частотою (ЧАПВ)

У результаті спрацьовування алгоритмів частотного розвантаження відбувається відновлення частоти (див. графіки зміни частоти у часі, показані рис. 1.7) до значення F _ЧАПВ (моменти часу t _4, t _7, t ₈ на рис. 1.7 для ліній 2, 3 та 1 відповідно ), що дозволяє включити навантаження, відключену раніше за сигналами алгоритмів АЧР. Виконання умов, що дозволяють включити навантаження, контролює алгоритм включення навантаження за частотою (ЧАПВ) (рис. 1.9). Цей же алгоритм формує відповідні сигнали на включення навантаження.

Рис. 1.9. Узагальнена функціональна схема алгоритму ЧАПВ

Для виключення спрацьовування алгоритму ЧАПВ при зниженій напрузі мережі до узагальненої функціональну схему алгоритму повинен бути введений елемент, який контролює напругу мережі і дає дозвіл на включення навантаження тільки при певному значенні _U>.

В узагальненій функціональній схемі алгоритму ЧАПВ (рис. 1.9) передбачений спеціальний ключ SA1, що дозволяє доповнити даний алгоритм вузлом контролю напруги і тим самим врахувати особливості роботи енергосистеми.

У функціональній схемі передбачено використання зовнішнього, не пов'язаного з роботою алгоритму, сигналу "Заборона ЧАПВ", що блокує роботу алгоритму ЧАПВ.

При налаштуванні роботи алгоритму в реальних умовах необхідно поставити такі уставки:

F _ЧАПВ> - за частотою запуску (повернення) алгоритму ЧАПВ (елемент A3);

_U> - За напругою дозволу спрацювання алгоритму ЧАПВ при нижньому положенні контакту програмного ключа SA1 (елемент A4);

T - з витримки часу алгоритму ЧАПВ (елемент А6).

Витримка часу каналу за напругою (елемент A5) не регулюється і призначена для усунення спрацьовувань при короткочасних змінах напруги U _K.

1.6 Обмеження підвищення частоти (АОПЧ)

Відділення надлишкової за навантаженням енергосистеми або її частини, а також відключення значної навантаження призводить до підвищення частоти в енергосистемі. Разом з генераторами ГЕС збільшують частоту обертання і працюють паралельно з ними на загальну мережу турбогенератори, що становить небезпеку для турбін, що приводять їх в обертання. Спрацювання автоматів безпеки турбін часто не запобігає збільшення частоти їх обертання понад допустиму, так як після припинення подачі пари генератори можуть перейти в режим синхронного двигуна і почати обертати турбіни з частотою, що відповідає частоті мережі, що задається гідрогенераторами.

Нехай частота змінюється відповідно до лінії 2 (рис. 1.10), досягаючи значення F _{п аопч} в момент t _3, що призводить до пуску алгоритму обмеження підвищення частоти. Якщо і далі частота в енергосистемі буде підвищуватися, то після закінчення витримки часу Т _аопч в момент часу t ₇ алгоритм сформує сигнал на виконавчий елемент для відключення генераторів електростанції.

Рис. 1.10. Графіки зміни частоти, що характеризують роботу алгоритму АОПЧ

Рис. 1.9. Узагальнена функціональна схема алгоритму АОПЧ

Можливо і інший розвиток подій. Частота f, змінюючись відповідно до лінії 4 на рис. 1.10, в момент часу t ₆ досягає значення F _{п аопч,} але через проміжок часу t <Т _аопч зменшиться до значення F _{в аопч} (момент часу t _8), що має привести до блокування пристрою, так як умова формування сигналу виконавчого елемента з цього моменту відсутня.

Якщо врахувати сказане раніше про доцільність контролю такого параметра енергосистеми, як швидкість зміни частоти, то при складанні узагальненої функціональної схеми алгоритму АОПЧ необхідно розглянути ще два варіанти зміни частоти (див. графіки 1 і 3 на рис. 1.10).

Нехай при розвантаженні частота в системі змінюється відповідно до лінії 1, тоді в момент часу t ₁ буде виконана умова f '> F' _п і алгоритм АОПЧ повинен подати сигнал на виконавчий орган. Можна уявити й інший процес зміни частоти - монотонне її зростання з невеликою швидкістю до значення F _{п аопч} (лінія 3 на рис. 1.10, момент t _4), коли запускається алгоритм АОПЧ, а потім швидке зниження зі швидкістю f '> F' _в. У цьому випадку роботу алгоритму необхідно зупинити в момент часу t _5.

Узагальнена функціональна схема алгоритму АОПЧ, що відповідає розглянутим умов, наведена на рис. 1.11. У ній можна виділити дві частини - одна з них забезпечує включення АОПЧ, а друга - відключення.

Елементи, що вимірюють частоту і швидкість її зміни, є загальними для цих частин, тому сигнали з їх виходів надходять на всі порогові елементи (елементи А3 - А7) виділених частин.

Для виключення помилкових спрацьовувань алгоритму до узагальненої функціональну схему введені не тільки традиційні елементи тимчасових затримок (А8, А10-А12), але і граничний елемент А4. Тому алгоритм не реагує на швидкість зміни частоти в тих випадках, коли абсолютне значення частоти, що вимірюється цим елементом , менше 50,3 Гц.

У схему введені ключі SA1 і SA2 для того, щоб при необхідності можна було виключати з алгоритму АОПЧ канал по швидкості зміни частоти.

При налаштуванні цього алгоритму в реальних енергосистемах необхідно поставити такі уставки:

F _{п АОПЧ вкл} - за частотою пуску алгоритму АОПЧ (елемент A3);

F _{АОПЧ вимк} - за частотою пуску алгоритму АОПЧ (елемент А6);

F _'> - По швидкості збільшення частоти (елемент А5);

F _'< - За швидкістю зменшення частоти (елемент А7);

Т _вкл - За часом спрацьовування алгоритму АОПЧ (елемент А8);

Т _вимк - За часом спрацьовування алгоритму АОПЧ (елемент А10).

Незмінні тимчасові затримки, створювані елементами А11 і А12, призначені для виключення випадкових спрацьовувань алгоритму при короткочасних коливаннях швидкості зміни частоти.

2.1 Розрахунок потужності навантаження, що підключається до АЧР

У разі виникнення аварійного дефіциту активної потужності обмеження режиму споживання, включаючи використання протиаварійної автоматики, визначено Федеральним законом "Про електроенергетику" (стаття 38, пункт 8).

При цьому участь навантаження споживачів в автоматичній розвантаженні при аварійному дефіциті активної потужності має відображатися в договорах на технологічне приєднання до електричних мереж та електропостачання.

Споживачів, включених у графіки обмежень та аварійних відключень, по можливості слід підключати до перших черг АЧР.

Пристрої АЧР, встановлені у споживачів, рекомендується резервувати на живильних енергооб'єктах пристроями з меншими уставками за частотою чи великими уставками за часом спрацьовування. При цьому в сумарних звітних даних одна і та ж навантаження, підключена до основного і резервного пристроїв АЧР, повинна враховуватися лише один раз.

Дія пристроїв автоматичного включення резерву (АВР) повинно бути пов'язане з дією АЧР таким чином, щоб дією АВР не відновилося харчування відключеною від АЧР навантаження від тих же або інших електрично пов'язаних джерел живлення.

Забороняється перемикати навантаження, відключені пристроями АЧР, на що залишилися в роботі електрично пов'язані джерела живлення. Навантаження споживачів, що не допускають тривалої перерви в електропостачанні, повинна бути переключена на автономні (незалежні) джерела живлення.

При наявності в енергосистемі великих споживачів теплової енергії від турбін електростанцій слід, по можливості, не підключати до АЧР споживачів пари від електростанцій з-за небезпеки зменшення генерованої потужності внаслідок повного або часткового припинення споживання пари.

Тривалість відключення споживачів дією автоматичного розвантаження визначається часом ліквідації аварійної ситуації і повинна бути мінімально можливою.

Потужність навантаження, що підключається до АЧР, повинна вибиратися з умов ліквідації розрахункових дефіцитів активної потужності та прийматися з деяким запасом, необхідність якого зумовлена:

· Можливістю виникнення аварійного дефіциту активної потужності, що перевищує розрахунковий;

• можливістю зниження потужності навантаження в режимах вихідних та святкових днів, нічних і денних годин і т.д.

Розрахунок аварійної розвантаження та визначення розрахункових дефіцитів активної потужності здійснюється на основі послідовного аналізу схем і режимів, починаючи з аварійного відділення енергорайона, двох суміжних енергорайонов і т.д., аж до поділу ЄЕС на частини. При цьому повинні бути розглянуті реально можливі аварійні режими в нормальній і ремонтних схемах.

При виборі розрахункових умов, як правило, слід виходити:

а) для ізольовано працюючих енергосистем - з можливості відключення найбільш потужної електростанції;

б) для невеликого енергорайона - з можливості його аварійного відділення з дефіцитом потужності внаслідок відключення живильних зв'язків і / або найбільш потужного генератора (енергоблока);

в) для більшого енергорайона або кількох суміжних енергорайонов - з можливості аварійного відділення з дефіцитом потужності внаслідок відключення живильних зв'язків і / або найбільш потужної електростанції;

г) для ЄЕС ​​в цілому - з можливості аварійного її поділу на частини з дефіцитом потужності в відділилася, внаслідок відключення живлять міжсистемних зв'язків та генерується потужності (у тому числі розвантаження і відключення енергоблоків АЕС відповідно до технологічного регламенту при зниженні частоти нижче 49,0 Гц ).

Потужність, що підключаються до АЧР1 споживачів у будь-якому енергорайоне з урахуванням запасу визначається за виразом:

Р _(АЧР1) ³ D Р _р + 0,05;

де D Р _г і 0,05 - відповідно розрахунковий дефіцит активної потужності і необхідний запас (у відносних одиницях від сумарного споживання у вихідному режимі).

Як розрахунковий приймається максимально можливий для енергорайона аварійний дефіцит потужності.

Підключається до АЧР потужність навантаження повинна розподілятися рівномірно по чергах.

Допускається незначна нерівномірність розподілу по чергах потужності навантаження за умови збільшення її частки на чергах більш високих уставок за частотою АЧР.

Потужність навантаження, що підключається до несуміщення АЧР2, розраховується за умовою достатності для підйому частоти від нижньої межі уставок АЧР1 до заданої частоти повернення несуміщення АЧР2 (вище 49,0 Гц).

З урахуванням запасу до черг несуміщення АЧР2 повинна підключатися потужність споживачів:

Р _(АЧР2) ³ 0,1.

Сумарна потужність, яка підключається до АЧР навантаження (АЧР1 і несуміщення АЧР2), з урахуванням запасів складає:

Р _(АЧР) = Р _(АЧР1) + Р _(АЧР2) ³ (D Р _р + 0,05) + 0,1 = D Р _р + 0,15

Сумарна потужність навантаження споживачів, яка підключається до АЧР в окремих енергорайонах, приймається по найбільш найжорсткішого з вимог ліквідації місцевого та системного дефіциту потужності.

ЧАПВ відновлює живлення відключених від АЧР споживачів при підйомі частоти в результаті мобілізації резервів генеруючої потужності і відновлення відключившись зв'язків.

Сумарна потужність підключається до ЧАПВ навантаження не регламентується і визначається за місцевими умовами роботи енергорайона.

Пристрої ЧАПВ встановлюються, в першу чергу, у випадках неможливості швидкого відновлення живлення споживачів оперативним шляхом після дії пристроїв АЧР (на віддалених підстанціях без постійного чергового персоналу).

Черговість включення споживачів пристроями ЧАПВ має бути зворотною черговості відключення їх пристроями АЧР.

При підключенні до однієї черги ЧАПВ декількох приєднань, їх вимикачі повинні включатися по черзі з інтервалами часу не менше 1 сек (якщо це потрібно за режиму роботи джерел оперативного струму).

Додаткова автоматичне розвантаження (ДАР) застосовується при ліквідації великих місцевих відносних дефіцитів активної потужності (більше 45% від споживання [3]) зі швидкістю зниження частоти більш 1,8-2,0 Гц / сек, при якій дія АЧР може виявитися неефективним. Тому ДАР повинна бути швидкодіючою та спрацьовувати на початку процесу зниження частоти - до початку роботи АЧР1 або в процесі спрацьовування її перших черг.

ДАР забезпечує прискорене відключення заданої потужності навантаження споживачів і сприяє зменшенню глибини і швидкості зниження частоти, чим покращує умови дії АЧР.

ДАР здійснює автоматичне відключення великої навантаження споживачів за факторами, що характеризує виникнення місцевого дефіциту активної потужності, без фіксації зниження частоти. Запуск автоматики здійснюється за фактом відключення генеруючих джерел, що живлять ліній, силових трансформаторів і т.д. з контролем напрямку та величини попередньої потужності.

Потужність, що підключається до ДАР навантаження споживачів, вибирається такої величини, щоб після дії ДАР залишковий дефіцит активної потужності не перевищував допустимий, при якому забезпечується ефективність роботи АЧР.

Величина дефіциту активної потужності, який може бути ліквідований сумарною дією ДАР і АЧР в енергорайоне, залежить від постійної часу механічної інерції району, часу відключення споживачів пристроями АЧР і ДАР і визначається розрахунками.

Допускається підключення одних і тих самих споживачів до АЧР і ДАР. При цьому сумарна потужність розвантаження повинна бути достатньою для підйому частоти вище 49,0 Гц після спрацьовування ДАР і АЧР при розрахунковому дефіциті активної потужності.

Табл. 2.1 Рекомендовані значення уставок для системи частотного розвантаження.