Расчёт времени снижения (восстановления) частоты
Процесс изменения частоты вследствие дефицита (избытка) мощности определяется динамической характеристикой энергосистемы (рис.1.1) и
при снижении частоты описывается уравнением:
(15), а при восстановлении частоты – уравнением:
(16)
где fi - текущее значение частоты; f0 — начальное значение частоты (например, после срабатывания предыдущей очереди АЧР-1 или АЧР-2); fв— значение, до которого частота восстанавливается после работы рассматриваемой ступени АЧР-2; ∆f i = fв− f0.
Из выражения (14) время, за которое частота снизится с f0 до fi , равно:
(17)
Из выражения (15) время, за которое частота восстановится с f0 до fi , будет равно:
(18),
где Тч –частотная постоянная времени, определяемая инерционностью вращающихся масс энергосистемы (турбин, генераторов, двигателей и механизмов, приводимых ими во вращение) и регулирующим эффектом нагрузки: Тч ≈ Тин сист / k рэн.
Обычно Тч=5÷8 с.
Расчёт динамической характеристики энергосистемы при действии АЧР при возникшем дефиците мощности
Под действием дефицита мощности в энергосистеме частота будет снижаться от fо = 50 Гц до fср1 (рис.1.2, кривая 1). Чтобы найти время снижения частоты, необходимо по выражению (5) найти значение Δ f∞:
(19)
Значение k рэн определяется по выражению (2), а время снижения частоты – по выражению (17).
|
|
|
Рис.1.2 - Динамическая характеристика энергосистемы
Экспонента 1 – динамическая характеристика энергосистемы при отсутствии АЧР; 2 – при срабатывании ступени АЧР-1 3 – при восстановлении частоты действием АЧР-2
Кривая изменения частоты в энергосистеме (кривая 2, рис.1.2) может быть построена по интервалам (рис.1.1), в каждом из которых справедливы выражения (4) и (8), где под f0, Рдо, Рно следует понимать начальные значения частоты, дефицита мощности и мощности нагрузки для данного интервала ∆f .
Фактический объем разгрузки, т. е. мощность нагрузки потребителей, которую следует отключить устройствами АЧР при заданном аварийном дефиците мощности, чтобы частота в энергосистеме восстановилась до значения fв, можно определить по формуле[1]:
, (20)
где Рдо% — начальный дефицит активной мощности (до отключения потребителей устройством АЧР) в процентах от мощности энергосистемы.
В (∙) а происходит действие 1-ой очереди АЧР-1 и отключается Ротк1, уменьшая дефицит мощности в энергосистеме: Рд1%= Ротк% – Ротк1%. Значение Ротк1 находится по (9). По новому значению дефицита Рд1 необходимо определить новое значение Δ f∞ для кривой 2 (рис.1.2) и время снижения частоты от fср1 до fср2 (рис.1.1) и т.д. до тех пор, пока не изменится знак Рдi . Изменение знака с “+” на “–” означает переход на кривую 3 динамической характеристики энергосистемы (рис.1.2). Уточнить точку перехода с кривой 2 на кривую 3, т.е. при какой частоте Рдi = 0.
|
|
|
Расчёт кривой 3 ведётся аналогично расчёту кривой 2, но время возрастания частоты необходимо рассчитывать уже по выражению (18) и расчёт вести до тех пор, пока не будет достигнуто значение fв .
Примечания:
1. Рассчитанные мощности отключаемых потребителей являются уставками настройки в исходном, т.е. нормальном режиме (при f=50 Гц).
При снижении частоты в рассматриваемом диапазоне частот генерируемая мощность остаётся постоянной, а мощность нагрузки, в том числе и отключаемой меняется. Поэтому начальная мощность нагрузки при f i:
Рнi = Рном – ΔРнагр(50÷ f i ) – Pотк i ∑ + ΔРотк.i ∑ , МВт (21), где
, МВт (22)
ΔРотк i= kрэн ∙ (50−fi) ∙ Ротк.i / 50 , МВт (23).
Начальный дефицит мощности при f i:
Рдi = Рнi – (Рном – Рдо) , МВт. (24)
2. Частотная постоянная времени энергосистемы определяется:
- при небольших дефицитах мощности приближенно:
|
|
|
(25)
- при больших дефицитах мощности более точно:
, (26)
где Ттг , Тн — постоянные инерции турбогенераторов и нагрузки соответственно; ∆РГ, ∆Рн — изменения генерирующей мощности и мощности нагрузки соответственно (со знаком плюс — при увеличении мощности, со знаком минус — при уменьшении) корректируются на каждом интервале ∆f .
В исходных данных к РГР Тч задана.
Пример расчета
Дано:
1. В энергосистеме 480 Мет имеются нагрузки следующих категорий в долях единицы:
нулевой категории a0 = 0,3,
первой “ a1= 0,2,
второй “ a2 = 0.4,
третьей “ а3= 0,1.
2. Уставка первой очереди устройства АЧР-1 fcp1= 48,5 Гц, а последней
fcp n = 46,5 Гц.. Все ступени избирательности по частоте принимаются равными между собой: ∆fизб = 0,4 Гц.
3. Частота срабатывания реле частоты дополнительной очереди
f ср д = 47 Гц.
4. В результате действия устройства АЧР частота в энергосистеме должна восстановиться до значения f в = 49,2 Гц.Дальнейшее повышение частоты до номинального значения производится по указанию диспетчера системы.
|
|
|
Требуется:
1. Определить число очередей разгрузки АЧР-1 и АЧР-2; уставки срабатывания реле частоты автоматов АЧР-1; уставки срабатывания реле времени автоматов АЧР-2, мощность нагрузки, отключаемой каждой из очередей устройств частотной разгрузки, включая и дополнительную очередь.
2. Построить динамическую частотную характеристику энергосистемы при заданном дефиците мощности.
Решение
1. Выбор числа автоматов, подключаемой к ним мощности потребителей и уставок по времени для АЧР-1
Число очередей разгрузки АЧР-1 согласно формуле (8):
При значении ступени избирательности ∆ fизб = 0,4 Гц , уставки срабатывания реле частоты при шести очередях разгрузки будут:
для первой очереди f ср1= 48.5 Гц
“ второй “ fcp2 = 48,1 “
“ третьей “ fср3 = 47,7 “
“ четвертой “ fcp4 = 47,3 “
“ пятой “ fcp5 = 46,9 “
“ шестой “ fcp6 = 46,5 “
Коэффициент k рэн , характеризующий регулировочный эффект согласно формуле (2):
k рэн=a1+2a2+3a3+…+nan=0,2+2∙0,4+3∙0,1=1,3
(нагрузка с коэффициентом a0 = 0,3 от частоты не зависит).
Мощность потребителей, отключаемая каждым из автоматов АЧР-1 согласно выражениям (9):
Ротк1 % = 2 k рэн (f в – fcpl) = 2 ∙ 1,3 (49,2 – 48,5) = 1,82%,
или
450 ∙ 1,82 /100 =8,19 МВт
Ротк2% = 2 k рэн ( f в – fcp2)[1– Ротк1] = 2 ∙ 1,3 (49,2 – 48,1) [1 – 1,82/100]=2 ∙ 1,3 ∙ 1,1 ∙ 0,9818 = 2,8%
или
450 ∙ 2,8 / 100 = 12,6 МВт
Ротк3% = 2 k рэн ( f в – fcp3)[1 – (Ротк1 + Ротк2)] = 2 ∙ 1,3 (49.2 – 47,7) ∙ [1 – (1,82 + 2,8)/100] = 2 ∙ 1,3 ∙ 1,5 ∙ 0,9538 = 3,72%
или
450 ∙ 3,72 /100=16,74 МВт
Ротк4% =2 k рэн ( f в – fcp4)[1 – (Ротк1 + Ротк2 + Ротк3)]=2 ∙ 1,3 ∙(49.2-47,3) ∙ [1–(1,82+2,8+3,72)/100]=4,53%
или 450 ∙ 4,53/100=20,38 МВт
Аналогично находим:
=
=2∙1,3∙(49,2–46,9)[1–(1,82+2,8+3,72+4,53)/100] = 5,21%
или
450∙5,21/100 = 23,45 МВт
= 2∙1,3∙(49,2–46,5)[1–(1,82+2,8+3,72+4,53+5,21)/100] = 5,75%
или
450∙5,75/100=25,87 МВт
Суммарная мощность потребителей, отключаемая всеми семью основными очередями при значительных снижениях частоты, достигает значения:
= 1,82+2,8+3,72+4,53+5,21+5,75= 23,83%
или 450∙23,83/100=107,23 МВт
Мощность потребителей, отключаемая ДАР, по выражению (14) с учётом отключившихся 4-х очередей АЧР-1:
= 2∙1,3(49,2-47)[1-(1,82+2,8+3,72+4,53)/100] = 5,0%
или 450∙5,0/100=22,5 МВт
Уставку срабатывания по времени для всех автоматов АЧР-1 принимаем
0,2с. Уставку срабатывания по времени для ДАР принимаем 20 с, а по скорости снижения частоты – 1,7 Гц/с.
Дата добавления: 2019-02-13; просмотров: 646; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!