Понижение частоты тока в энергосистеме

3.1.1 Частота электрического тока в энергосистемах должна поддерживаться на уровне 50 Гц с отклонениями ±0,1 Гц. Понижение частоты в энергосистеме происходит из-за дефицита генерируемой мощности или из-за отключения межсистемных и внутрисистемных электрических связей.

Глубокое понижение частоты ниже 49,0 Гц недопустимо по режиму работы котлов тепловых электростанций, имеющих питательные электронасосы. При длительном (более 1 мин) понижении частоты ниже 48 Гц (уточняется в инструкциях организации) возникает угроза срыва питательных насосов и останова энергоблоков от технологических защит.

Понижение частоты ухудшает режим работы лопаточного аппарата мощных турбин, сокращает срок работы лопаток.

Работа при пониженной частоте может привести к повреждению блочных трансформаторов, узлов системы возбуждения и другого электрооборудования.

3.1.2 Применяется следующая системная автоматика для поддержания частоты и предотвращения развития аварий, о наличии (или отсутствии в данной системе) которой знает оперативный персонал электростанции для принятия правильных решений:

1) система регулирования частоты;

2) устройства автоматического частотного пуска, загрузки и включения резервной мощности электростанций ЧАЛВ (гидроэлектростанций, ГАЭС, ГТУ). Эти операции (вторичное регулирование) могут наряду с загрузкой агрегатов тепловых электростанций и взятием допустимых перегрузок по распоряжению диспетчера выполняться и вручную. Уставки загрузки и включения резервной мощности находятся в диапазоне 49,3 - 49,8 Гц;

3) спецочередь АЧР с уставкой по частоте 49,3 - 49,0 Гц на случай, когда путем действия ЧАПВ либо оперативных действий и регулирования турбин не удается предотвратить понижение частоты (предотвращение понижения частоты до верхних уставок АЧРII);

4) АЧРI (быстродействующая) с разными уставками частоты для прекращения понижения частоты (46 - 47 Гц), АЧРII -медленнодействующая с различными уставками по частоте и времени для повышения частоты после работы АЧРI (после работы АЧРИ частота должна повыситься более 49,3 Гц). Кроме того, применяется дополнительная АЧР по факту местного, локального дефицита мощности (действует, не дожидаясь понижения частоты). Она селективно действует только при местных дефицитах.

Если частота в результате действия АЧР не повышается выше 49,3 Гц, персоналом принимаются дополнительные, экстренные меры;

5) для предотвращения полного погашения района и ликвидации аварии с глубоким понижением частоты (например, для тепловых электростанций с поперечными связями применяются ступени 45 - 46 Гц, 0,5 с и 47 Гц, 30 - 40 с) применяется частотная делительная автоматика (ЧАД). Она обеспечивает сохранение в работе с.н. электростанции, предотвращает ее полный останов. При этом электростанция или ее часть выделяется с примерно сбалансированной нагрузкой либо отдельные агрегаты (агрегат) выделяются на питание с.н.

3.1.3 Для предотвращения возможного понижения частоты или перегрузки межсистемных и внутрисистемных связей от диспетчера получается ожидаемый баланс мощности в период прохождения максимума нагрузок с выполненным анализом этого баланса и рекомендациями по его предотвращению. Для тепловых электростанций в случае ожидаемого дефицита мощности и возможного понижения частоты при необходимости могут быть выполнены следующие мероприятия:

- дана команда на разворот энергетического оборудования из холодного резерва;

- приостановлена подготовка к выводу в ремонт генерирующего оборудования;

- выведено из ремонта в пределах аварийной готовности генерирующее и другое электрооборудование, отсутствие которого снижает выдачу мощности.

3.1.4 Если частота понижается до 49,9 Гц и, несмотря на ввод диспетчером резерва мощности (резервных гидроагрегатов, ГАЭС и т.д.), понижается до 49,8 Гц диспетчер обеспечивает восстановление частоты путем ограничения потребителей согласно инструкции.

В этих условиях персонал электростанции обеспечивает при необходимости увеличение мощности всех работающих генераторов до значения, требующегося для поддержания частоты. При этом следует обращать особое внимание на понижение частоты по сравнению с длительно установившимся пониженным уровнем частоты.

3.1.5 При работе с частотой в пределах от 49,8 до 49,3 Гц, когда должен вводиться автоматически или вручную имеющийся в энергосистеме резерв, и внезапном понижении частоты относительно предшествующего установившегося значения на 0,1 Гц и более НСС немедленно запрашивает у диспетчера разрешение на загрузку ТЭС, принимает меры к выполнению его распоряжения (полная загрузка работающих агрегатов, включение вращающихся резервных агрегатов, см. п. 3.1.3 и т.д.).

3.1.6 При работе с частотой в пределах от 49,3 до 49,1 Гц и внезапном понижении частоты на 0,1 Гц, но не ниже 49,1 Гц (резервирование в энергосистеме, недостаточно или не может быть полностью введено, возможно, сработала спецочередь АЧР) НСС немедленно запрашивает разрешение диспетчера на полную мобилизацию резервов мощности и принимает меры к выполнению его распоряжений (дальнейшее понижение частоты приведет к работе АЧР и потере питания значительного числа потребителей). При отсутствии связи с диспетчером персонал обеспечивает набор полной нагрузки самостоятельно, в том числе и на генераторах, выведенных из резерва. Если после набора мощности частота продолжает понижаться, персонал ТЭС на агрегатах, имеющих вращающий резерв, самостоятельно увеличивает нагрузку вплоть до взятия возможных перегрузок.

Нагружение прекращается по команде диспетчера системы. Обо всех изменениях нагрузок электростанции и о достижении предельных нагрузок на отходящих от ТЭС линиях электропередачи дежурный персонал ТЭС немедленно докладывает диспетчеру энергообъединения. При получении от диспетчера распоряжения приостанавливается нагружение или уменьшается нагрузка агрегатов, дежурный персонал ТЭС немедленно выполняет указание, обеспечив разгрузку с максимально допустимой скоростью.

3.1.7 Если частота, несмотря на принятые меры, не поднимается выше 49,3 Гц, оперативный персонал электростанции самостоятельно с последующим уведомлением диспетчера:

- поднимает, если это еще не сделано, полную электрическую нагрузку на всех агрегатах, работавших ранее и введенных в работу из резерва (в том числе и на агрегатах с теплофикационной нагрузкой);

- берет возможные аварийные перегрузки на генераторах и другом оборудовании;

- вводит в работу электрооборудование, выведенное из ремонта в резерв в пределах аварийной готовности (см. п. 3.1.3);

- задерживает отключение в ремонт и вывод в резерв агрегатов;

- принимает меры к включению отключенных, но еще вращающихся паровых турбин, а также котлов, находящихся под давлением.

3.1.8 При большой потере генерирующей мощности и резком понижении частоты, если несмотря на работу АЧР частота остается на уровне 49 - 48,9 Гц и ниже, снимаются запреты на самостоятельные действия оперативного персонала электростанций по экстренной мобилизации резервной мощности перегрузок агрегатов (если она еще осталась), отключению части механизмов с.н. (мельницы и т.д.) для увеличения мощности.

В этом режиме решающую роль играет диспетчер, ответственный за регулирование частоты, который по истечении 3 - 5 мин (времени, достаточного для использования оставшихся резервов) повышает частоту отключением потребителей, не допуская при этом перегрузки внутрисистемных и межсистемных связей. При этом отключения производятся по указанию диспетчера во всех энергосистемах. По указанию диспетчера с шин электростанции отключаются указанные им потребители.

3.1.9 При понижении частоты до 47,5 Гц и дальнейшем понижении до конкретного значения, указываемого в инструкции организации, для предотвращения полного останова тепловых электростанций выделяются электрические с.н. на несинхронное питание от одного-двух генераторов электростанции, отключенных от сети. Возможно также отделение электростанции или ее части с примерно сбалансированной нагрузкой района электросети, в котором будет восстановлена номинальная частота. Такое выделение производится действием ЧДА или самостоятельно НСС с уведомлением диспетчера энергосистемы. Режимы работы с переводом одного-двух турбогенераторов на питание электрических с.н. оставшихся в работе турбогенераторов или с выделением части турбогенераторов на питание ограниченного района электросети с номинальной частотой, гарантирующей сохранение в работе не менее одного турбогенератора, указываются в инструкции по ликвидации аварий, разработанной в организации.

Условия, при которых необходимо выделить с.н. при понижении частоты, указываются в инструкции электростанции. Там же указывается основная схема электросети и порядок выделения турбогенераторов.

3.1.10 При определении конкретной схемы выделяемой части с.н. учитываются следующие основные положения:

- трансформаторы, питающие с.н. от выделенных генераторов, обеспечивают питание с.н. двух-трех соседних агрегатов;

- в состав выделенных энергоблоков входят энергоблоки, оснащенные РОУ, обеспечивающие паровые с.н.

3.1.11 За работой выделенных турбогенераторов, обеспечивающих электрические с.н. своих и соседних энергоблоков, включенных в сеть, устанавливается особый контроль.

В частности, поддержание номинальной частоты вращения турбогенераторов осуществляется не только автоматическими регуляторами частоты турбин, но контролируется как с БЩУ, так и по месту.

В случае когда создается угроза аварийного останова турбогенераторов, котлов (по давлению и температуре пара или питательной воды, вакууму, по истечении времени работы турбин при пониженной частоте и другим причинам, не связанных по с.н. с выделенными турбогенераторами), они разгружаются и отделяются от электросети вместе с механизмами с.н. и нагрузкой потребителей раньше, чем параметры их потребуют полного отключения.

3.1.12 При резком понижении частоты, сопровождающемся глубоким понижением напряжения, вследствие которого могут создаться условия для отказа в работе автоматической частотной разгрузки (особенно на переменном оперативном токе), НСС самостоятельно проводит мероприятия по выделению с.н. на несинхронное питание (см. п. 3.1.9).

3.1.13 При значительном понижении частоты в энергообъединении и работе автоматической частотной разгрузки, делительной автоматики и противоаварийной автоматики происходит резкое изменение частоты. Оперативный персонал в этом случае:

- удерживает генераторы в сети (либо разделенных участках сети) или, если создается угроза их аварийного останова, разгружает их, отключает от электросети и переводит на нагрузку с.н.;

- участвует в регулировании частоты и напряжения путем экстренного набора или снижения нагрузок (активной и реактивной) с контролем загрузки транзитных линий и автотрансформаторов связи, допустимые перегрузки которых должны быть указаны в инструкции организации;

- исключает при выполнении переключений в электрических схемах объединение цепей с несинхронными напряжениями, которые могут быть на сборных шинах ОРУ разных напряжений или в системах сборных шин одного напряжения, а также на секциях устройств с.н. б и 0,4 кВ;

- не допускает потерю электрических и паровых с.н. электростанции.

3.1.14 Аварийное понижение частоты до 46 Гц и менее может привести к полному останову электростанции. В этом случае персонал, если не работают или отсутствуют устройства ЧДА, принимает меры к сохранению в работе не менее одного энергоблока для обеспечения последующего разворота электростанции согласно противоаварийной инструкции организации.