1

Тема: Частотные защиты

Здравствуйте!
Имеется небольшая электростанция в небольшой автономной сети, защита генератора выполнена на современных микропроцессорных терминалах РЗА. Эти устройства позволяют выполнить массу различных функций, в том числе те, которые ПУЭ не регламентируются.
С одной стороны, если по ПУЭ и ПТЭ защита не требуется, её вводить не обязательно. Но с другой стороны в ПУЭ приведены минимальные требования к составу РЗА.
Возник вопрос, нужно ли вводить на генераторах защиты от снижения частоты (ЗСЧ) и от повышения частоты (ЗПЧ) и с какими уставками? В каких случаях они могут быть полезны? Устройств АЧР в сети нет.
Литературы по этому вопросу не нашёл, но в буржуйских проектах видел, что они вводят указанные защиты..

2

Re: Частотные защиты

да мы в забугорье ставим защиты по частоте и автономной сети..
уставкие определяются несколькими параметрами и будет трудновато дать их тут.

скажем приблизительно и очень приблизительно +/- 5% т.е. 47.5Гц, 52.5Гц на время где то 1-2сек.
ну очень приблизительно.

1. не довести до срабатывания механических защит по "превышению скорости" overspeed.
2. без АЧР не удушить мотор такой частотой.

3

Re: Частотные защиты

grsl пишет:

1. не довести до срабатывания механических защит по "превышению скорости" overspeed.
2. без АЧР не удушить мотор такой частотой.

А существует реальная опасность повреждения оборудования (например генератора или в сети чего нибудь) при пониженных/повышенных частотах?
Просто можно обложить машину со всех сторон защитами и она будет работать только в комфортных условиях, а при малейших отклонениях параметров - на останов. Машина конечно никогда не перенапрягётся и будет чувствовать себя хорошо, но есть также и потребитель, достаточно ответственный, и разборы полётов после отключения. То есть вопрос в том, почему нужно отключать машину не дожидаясь действия механических защит?

Для газовых турбин я видел диаграмку - зависимость времени работы турбины от частоты, но к ней нет ни пояснений ни описания... Может встречали что то подобное?

4

Re: Частотные защиты

Мне трудно ответить на ваш вопрос коллега, факторов слишком много и надёжность снабжения один из них.

я понимаю разбор полётов, но пониженая частота может привести к повреждениям и турбины и двигателей, как и повышеная.
как видите уставки и так не очень чувствительные 47.5 и 52.5.

я когда то видел графики, подобные описаные вами, но там с частотой 45 Гц турбина могла работать относительно долго.

в принципе всегда приходится искать компромисс между производителем турбины и потребителем, на сегодня то что я дал тут, в основном, устраивало всех, в случае паровых турбин у меня было и 47Гц 10сек.

5

Re: Частотные защиты

Может стоит ориентироваться на требования завода-изготовителя этого оборудования как к составу защит , так и к возможности его работы при пониженной/повышенной частоте. По идее должны быть требования изготовителя к диапазону частоты, в котором допускается работа оборудования.

Присоединяйтесь!!! Мы в социальных сетях и на Ютуб.

6

Re: Частотные защиты

grsl пишет:

1. не довести до срабатывания механических защит по "превышению скорости" overspeed.
2. без АЧР не удушить мотор такой частотой.

Предлагаю отделить зерна от плевел:

Ок, есть защиты которые защищают приводной механизм турбину/двигатель от негативного влияния скорости вращения машины отличных от номила.
1. Типичный пример ограничения максимальной частоты - автомат безопасности турбины - защита от превышения оборотов, чтобы тупо не разорвало из за центробежных сил.
2. Другой пример для ограничения по минимальной частоте:  наличие резонанса некоторых групп лопаток паровых турбин, а также снижение производительности топливоподачи угольных ТЭЦ/КЭС или жесткие требования по минимальной частоте для работы циркуляционных насосов реакторов АЭС.

Теперь вопрос какие аналогичные ограничения возникают в системе автономного электроснабжения? по приводному механизму который как правило ДГУ/ПГУ это по сути двигатель внутреннего и может менять свои обороты под нагрузкой в пределах 10-20% в обе стороны без каких либо видимых ограничений....
Также генератор, для которого как я понимаю изменение частоты вращения приведет к изменению температурного режима обмоток, и изменению выходного значения тока и напряжение вследствие изменения витковых ЭДС, но в общем то если процесс кратковременный 10-20 секунд учитывая тепловую инерцию не опасный.
Ну и третье ограничение это требовательность потребителя к качеству частоты. Если кратковременные отклонения сверх допустимых по частоте не критичны, считаю защиты по снижению/повышению частоты лишними...

7

Re: Частотные защиты

В обособленном районе правила вроде бы должны соблюдаться, но более благоразумно пользоваться местными понятиями.
Защиты от снижения (или повышения) частоты уместны в тех случаях, когда генерация работает в параллель с ЕЭС со слабыми связями  и ее мощность не сбалансирована с потребляемой мощностью соответствующего энергорайона. Потребляли 1000 МВт, отключились от ЕЭС (не путайте с РАО ЕЭС), осталось мощности 300 МВт (или 3000 МВт). Естественно, дикий небаланс между производством и потреблением. Комплекс ПА (АОСЧ, АОПЧ) должен этот небаланс выправить. Но если это - изолированный район, такого дикого дисбаланса быть не должно. Обычная АРЧМ (автоматика регулирования частоты и мощности) должна с этим справиться. Если не справляется (в работе два генератора, один аварийно вылетает, на другой набрасывается непомерная нагрузка) - здесь уже вопрос к режимщикам. Нет АЧР в прилегающей сети - их про()бел.
Так что без конкретного приложения схемы генерации и сети с возможными балансами мощности в всех разумно возможных режимах особого предмета для обсуждения нет.

8

Re: Частотные защиты

Спасибо, информацию для размышления получил, но выводы пока сделать не могу.
А вообще какие могут быть причины длительного и глубокого повышения или понижения частоты в таких изолированных районах? Если снижается нагрузка, станция способна за короткое время снизить выработку (если конечно скорость не достигнет уставки автомата безопасности). Если наоборот, значительный наброс нагрузки и отсутствуют устройства АЧР, частота будет непрерывно снижаться, пока технологические защиты не отключат машину.

Насколько я понимаю опасна именно длительная работа оборудования со значительным отклонением частоты, например 46 Гц. Могут ли возникать подобные устойчивые отклонения?

9

Re: Частотные защиты

1.резкий наброс и сброс нагрузки.
2. несиправность механики или управления турбины/двигателя.

вот пример поведения в ...скажем изолированом местечке.

размерность графика уже подправлена.
напряжение 90кВ

http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/40000/5000/45151/thumb/p17m8mv7cjnldmb1ld9et1179p1.jpg http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/40000/5000/45151/thumb/p17m8mv7cjnldmb1ld9et1179p1.jpg

10

Re: Частотные защиты

Защита по изменению частоты необходима в сетях, где больше 1 генератора.
Если в сети 2 генератора и больше, и один из них разсинхронизировался, то тогда он начнет работать в режиме двигателя, а другой будет его крутить.
Это серьезная аварийная ситуация в электроснабжении.

Но если у Вас один генератор, то защита по частоте безсмысленна.

11

Re: Частотные защиты

makalex89 пишет:

Но если у Вас один генератор, то защита по частоте безсмысленна.

Резервирование никто не отменял.
В работе был один генератор, АЛАР отказал. Спасла АОПЧ.
http://rzia.ru/post51658.html#p51658

12 (2013-07-18 19:39:28 отредактировано Яков)

Re: Частотные защиты

makalex89 пишет:

Но если у Вас один генератор, то защита по частоте безсмысленна.

Вы не правы. Например, указанная вами ситуация возникает всякий раз при срабатывании ЧДА, когда генератор выделяется на сбалансированную нагрузку или СН.
Ограничения по частоте существуют всегда и их достаточно много. Начиная от снижения производительности механизмов, возникновения механических проблем (вибрация/резонанс элементов турбины, помпаж компрессора ГТУ и т.п.) до возможных нарушений в работе тиристорных преобразователей систем возбуждения.

Будешь тише воды, не заметишь, как окажешься ниже травы.