М.А.Беркович, В.А.Гладышев, В.А.Семенов. Автоматика энергосистем: Учебник для техникумов

М.А.Беркович В.А.Гладышев, В. А. Семенов

АВТОМАТИКА ЭНЕРГОСИСТЕМ

Допущено Министерством энергетики

и электрификации СССР в качестве учебника

для учащихся энергетических

и энергостроительных техникумов

3-е издание, переработанное и дополненное

МОСКВА ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ

1991

Рецензент: Зуевский энергетический техникум, преподаватель Т.С. Павлова

Беркович М.А. и др.

Автоматика энергосистем: Учебник для техникумов / М.А. Беркович,В.А. Гладышев, В.А. Семенов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 240 с: ил. ISBN 5-283-01004-Х

Приведены сведения об устройствах автоматического управления и регулирования в энергосистемах. Рассмотрены вопросы автоматического регулирования возбуждения синхронных машин и включения их на параллельную работу. Описаны устройства АПВ, АВР, противоаварийной автоматики. Второе издание вышло в 1985 г. В третьем издании описаны новые устройства автоматики, основанные на применении управляющих мини- и микроЭВМ.

Для учащихся техникумов по специальности "Эксплуатация электрооборудования и средств автоматизации энергосистем".

Содежание учебника Автоматика энергосистем

Предисловие
Введение

Глава первая. Общие сведения по автоматике
1.1. Основные понятия и определения теории автоматического управления и регулирования
1.2. Характеристики регулирования

Глава вторая. Автоматическое повторное включение (АПВ)
2.1. Назначение АПВ
2.2. Классификация устройств АПВ. Основные требования к схемам АПВ
2.3. Устройство АПВ однократного действия
2.4. Особенности выполнения схем АПВ на телемеханизированных подстанциях
2.5. Особенности выполнения схем АПВ на воздушных выключателях
2.6. Выбор уставок схем однократных АПВ для линий с односторонним питанием
2.7. Ускорение действия релейной защиты при АПВ
2.8. Выполнение схем АПВ на переменном оперативном токе
2.9. Двукратное АПВ
2.10. Трехфазное АПВ на линиях с двусторонним питанием
2.11. Однофазное автоматическое повторное включение (ОАПВ)
2.12. Автоматическое повторное включение шин

Глава третья. Автоматическое включение резерва (АВР)
3.1. Назначение АВР
3.2. Основные требования к схемам АВР
3.3. Автоматическое включение резерва на подстанциях
3.4. Пусковые органы минимального напряжения
3.5. Автоматическое включение резервных трансформаторов на электростанциях
3.6. Сетевые АВР
3.7. Расчет уставок АВР

Глава четвертая. Автоматическое регулирование напряжения в электрических сетях
4.1. Назначение регулирования напряжения
4.2. Автоматический регулятор напряжения трансформаторов
4.3. Управление батареями конденсаторов

Глава пятая. Интегрированные системы управления подстанциями
5.1. Общие сведения
5.2. Интегрированные системы оперативного и автоматического управления
5.3. Интегрированная система управления подстанцией, реализующая наряду с функциями оперативного и автоматического управления функции релейной защиты

Глава шестая. Автоматическое включение синхронных генераторов на параллельную работу
6.1. Способы синхронизации
6.2. Устройства автоматического включения генераторов на параллельную работу

Глава седьмая. Автоматическое регулирование возбуждения синхронных машин
7.1. Общие сведения о системах возбуждения
7.2. Назначение и виды автоматического регулирования возбуждения (АРВ)
7.3. Релейные устройства быстродействующей форсировки возбуждения (УБФ) и расфорсировки
7.4. Компаундирование возбуждения генераторов
7.5. Электромагнитный корректор напряжения
7.6. Автоматические регуляторы возбуждения с компаундированием и электромагнитным корректором напряжения
7.7. Устройство автоматического регулирования и форсировки возбуждения для генераторов с высокочастотными возбудителями
7.8. Автоматические регуляторы возбуждения сильного действия
7.9. Автоматическое регулирование напряжения на шинах электростанций

Глава восьмая. Автоматическое регулирование частоты и активной мощности
8.1. Общие сведения
8.2. Первичные регуляторы частоты вращения турбин
8.3. Характеристики регулирования частоты вращения турбин и электрической частоты сети
8.4. Способы регулирования частоты в энергосистеме
8.5. Автоматическое регулирование перетоков мощности
8.6. Комплексное регулирование частоты и перетоков мощности
8.7. Микропроцессорный регулятор активной мощности энергоблока

Глава девятая. Автоматическая частотная разгрузка (АЧР)
9.1. Назначение и основные принципы выполнения АЧР
9.2. Предотвращение ложных отключений потребителей при кратковременных снижениях частоты в энергосистеме
9.3. Автоматическое повторное включение после АЧР
9.4. Схемы АЧР и ЧАПВ
9.5. Отделение собственного расхода тепловых электростанций при снижении частоты в энергосистеме
9.6. Дополнительная местная разгрузка по другим факторам
9.7. Автоматический пуск гидрогенераторов при снижении частоты в энергосистеме

Глава десятая. Противоаварийная автоматика (ПА)
10.1. Назначение и классификация устройств противоаварийной автоматики
10.2. Понятие об устойчивости параллельной работы энергосистем
10.3. Средства повышения статической и динамической устойчивости
10.4. Устройства ПА для предотвращения нарушения устойчивости
10.5. Устройство телепередачи аварийных сигналов автоматики (ТСА)
10.6. Асинхронный режим и устройства автоматической ликвидации асинхронного режима
10.7. Автоматическое ограничение повышения напряжения

Глава одиннадцатая. Применение электронно-вычислительных машин в противоаварийной автоматике
11.1. Общие сведения
11.2. Способы применения ЭВМ в устройстве АДВ
11.3. Структура и характеристика управляющей ЭВМ запоминания дозировки управляющих воздействий
11.4. Алгоритм автоматической дозировки управляющих воздействий
Список литературы

ПРЕДИСЛОВИЕ

Энергетическая программа СССР на длительную перспективу преду­сматривает дальнейшее развитие Единой энергосистемы (ЕЭС) СССР. Ввод в эксплуатацию линий электропередачи высокого и сверхвысокого напряжения, электростанций большой мощности, интенсивное развитие основных и распределительных сетей чрезвычайно усложнили проблему управлений нормальными и аварийными режимами. Нормальная работа энергосистем, предотвращение развития аварийных ситуаций обеспечиваются различными устройствами автоматики, эффективность и правильное функционирование которых определяют надежность рабо­ты энергосистем.

Книга является учебником по автоматике энергосистем для сред­них специальных учебных заведений электроэнергетического профиля. Объем и содержание книги соответствуют программе курса "Автомати­ка энергосистем", читаемого по специальности "Эксплуатация электрообрудования и средств автоматизации энергосистем".

Основное отличие третьего издания от предыдущего состоит в том, что в нем наряду с традиционными устройствами автоматики, получив­шими широкое распространение в энергосистемах, описаны системы и устройства автоматического управления, базирующиеся на современных средствах вычислительной техники.

Авторы приносят глубокую благодарность рецензенту Т.С. Павловой за полезные советы при подготовке рукописи к изданию.

Все замечания и пожелания следует направлять по адресу: 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10, Энергоатомиздат.

Авторы

ВВЕДЕНИЕ

Под автоматизацией энергосистем понимается внедрение устройств и систем, осуществляющих автоматическое управление схемой и режи­мами (процессами производства, передачи и распределения электроэнер­гии) энергосистем в нормальных и аварийных условиях. Автоматизация энергосистем обеспечивает нормальное функционирование элементов энергосистемы, надежную и экономичную работу энергосистемы в це­лом, требуемое качество электроэнергии.

Основная особенность энергетики, отличающая ее от других отраслей промышленности, состоит в том, что в каждый момент времени выра­ботка мощности должна строго соответствовать ее потреблению. Поэто­му при увеличении или уменьшении потребления мощности должна не­медленно увеличиваться или уменьшаться ее выработка на электростан­циях. Нарушение нормального режима работы одного из элементов может отразиться на работе многих элементов энергосистемы и привести к нарушению всего производственного процесса. Другая, не менее важ­ная особенность состоит в том, что электрические процессы при наруше­нии нормального режима протекают так быстро, что оперативный пер­сонал электростанций и подстанций не успевает вмешаться в протекание процесса и предотвратить его развитие. Эти особенности энергетики опре­делили необходимость широкой автоматизации энергосистем.

Все устройства автоматики можно разделить на две большие группы: устройства технологической и системной автома­тики. Технологическая автоматика является местной автоматикой, выполняющей функции управления локальными процессами на энерго­объекте и поддержания на заданном уровне или регулирования по опре­деленному закону местных параметров, не оказывая существенного влияния на режим энергосистемы в целом.

Системная автоматика осуществляет функции управления, оказыва­ющие существенное влияние на режим работы всей энергосистемы или ее значительной части. По функциональному назначению системная автоматика разделяется на автоматику управления в нормальных режимах и автоматику управления в аварийных режимах.

К автоматике управления в нормальных режимах относятся устройст­ва автоматического регулирования частоты и активной мощности (АРЧМ), автоматического регулирования напряжения на шинах электростанций и подстанций и др. С помощью устройств автоматики управ­ления в нормальных режимах обеспечиваются установленное качество электроэнергии по частоте и напряжению, повышение экономичности ра­боты и запаса устойчивости параллельной работы.

К автоматике управления в аварийных режимах относятся наряду с устройствами релейной защиты (рассматриваемыми в другом курсе) также сетевая автоматика, осуществляющая включение резерва, повтор­ное включение элементов оборудования (линий трансформаторов, шин), форсировку возбуждения синхронных машин, и противоаварийная авто­матика. С помощью противоаварийной автоматики осуществляются раз­грузка линий электропередачи для предотвращения нарушения устой­чивости параллельной работы, прекращение асинхронного режима деле­нием энергосистем, отключение для предотвращения развития аварии части потребителей по факту недопустимо низкой частоты или напряже­ния, ликвидация кратковременных повышений частоты и напряжения, представляющих опасность для оборудования.

Все устройства автоматики независимо от выполняемых функций можно разделить также на две группы: устройства автоматического управления и устройства автоматического регулирования.

Настоящая книга посвящена рассмотрению главным образом уст­ройств системной автоматики, имеющих массовое применение, и некото­рых устройств технологической автоматики. Основное внимание в книге обращено на рассмотрение физической сущности явлений, происходящих в энергосистемах, а также принципов действия и схем современных уст­ройств автоматики.

Скачать книгу М.А.Беркович, В.А.Гладышев, В.А.Семенов. Автоматика энергосистем: Учеб. для техникумов. Третье издание, переработанное и дополненное. Москва, Энергоатомиздат, 1991