Automatisk frekvensavlastning (AFS) är en av regimens automatiseringsmetoder som syftar till att förbättra tillförlitligheten hos det elektriska kraftsystemet genom att förhindra bildandet av en frekvens lavin och bibehålla integriteten hos detta system. Metoden består i att koppla bort de minst viktiga förbrukarna av el vid plötslig brist på aktiv effekt i systemet.
Vid brist på reaktiv effekt, för att förhindra bildandet av en spänningslavin, används AOSN .
Enligt dekret från Ryska federationens regering av den 13 augusti 2018 N 937 (som ändrat den 30 januari 2021) "Om godkännande av reglerna för den tekniska funktionen av elektriska kraftsystem och om ändringar av vissa lagar från regeringen av ryska federationen" 163. kraft- och centraliserade system för automatisk styrning av frekvens och aktiva effektflöden inkluderar: även anordningar för automatisk styrning av frekvens- och aktiva effektflöden installerade vid kraftverk anslutna till ett centralt koordineringssystem för automatisk styrning av frekvens och aktiv effekt flöden och centraliserade system för automatisk styrning av frekvens och aktiva effektflöden;
I driften av kraftsystemet inträffar ofta olyckor på grund av olika orsaker, som ett resultat av vilka systemet kan förlora en del av sina kraftkällor (olyckor med generatorer, matningstransformatorer). Vanligtvis, vid förlust av ström från källan, används ATS , med hjälp av vilka ytterligare källor är anslutna till systemet; eller så är systemet anslutet till ett parallellt operativsystem. Men i många fall kan det hända att effekten från källorna som försörjer det parallella systemet inte räcker till för att driva sin egen och extra belastning, och därför upplever systemet en brist på aktiv effekt, vilket yttrar sig främst i en minskning av systemfrekvensen.
Att minska frekvensen med tiondels hertz kan leda till en försämring av systemets ekonomiska prestanda, men utgör ingen allvarlig fara. (Den industriella frekvensen av växelström i Ryssland och ett antal europeiska länder är 50 Hz, i USA - 60 Hz) Att minska frekvensen med 1-2 Hz eller mer kan leda till allvarliga konsekvenser för driften av kraftsystemet, eftersom såväl som för sina strömförbrukare. Detta förklaras av det faktum att med en minskning av driftsfrekvensen minskar rotationshastigheten för de elektriska motorerna som drivs av systemet . Bland dessa motorer, i synnerhet, är hjälpmekanismerna för termiska kraftverk , som också matar detta system. Som ett resultat minskar den uteffekt som genereras av värmekraftverk, och frekvensen sjunker ännu snabbare. Denna process kallas "frekvensavalanche" och leder till att systemet förstörs.
Att minska frekvensen är destruktivt för komplexa tekniska processer, kan leda till ett hot mot människors säkerhet, leda till allvarliga katastrofer orsakade av människor eller miljö . I synnerhet, under långvarig drift av stora ångturbiner med en reducerad frekvens, inträffar destruktiva processer i dem i samband med sammanträffandet av turbinens rotationsfrekvens med resonansfrekvensen för någon av grupperna av dess blad.
Förutom frekvensen minskar spänningen i systemet , vars brist också allvarligt påverkar elkonsumenternas tillstånd .
För att förhindra en kollaps av frekvensen i systemet är det vanligt att stänga av några av strömmottagarna och därigenom minska belastningen på systemet. Denna avstängning kallas automatisk belastningsavstängning (AFS).
Enligt PUE är alla konsumenter av elektrisk energi indelade i tre kategorier: Kategori I - konsumenter i denna grupp inkluderar de vars strömavbrott kan leda till fara för människors liv, betydande materiella skador, fara för statens säkerhet, brott mot komplexa tekniska processer, etc. II kategori - denna grupp inkluderar elektriska konsumenter, ett avbrott i strömförsörjningen som kan leda till massivt underutbud av produkter, stillestånd för arbetare, mekanismer, industrifordon . III kategori - alla andra konsumenter av el. Kategori I-konsumenter måste ha en konstant strömförsörjning och från två oberoende källor. Ett avbrott i strömförsörjningen från en av källorna är endast tillåten under ATS:s varaktighet. Konsumenter av kategori II tillåter drift från en enda källa och ett strömavbrott bör inte överstiga den tid som krävs för att standbykällan ska slås på av tjänstgörande personal eller ett mobilt team. Konsumenter i kategori III tillåter ett avbrott i strömförsörjningen upp till en dag (tiden för eliminering av en olycka av ett mobilt räddningsteam). Således syftar åtgärden av ACR till att koppla bort kategori III-konsumenter, som den minst viktiga.
När man utformar AFC-schemat för ett elektriskt system, bör konsumenterna fördelas mellan transformatorstationer och ställverk, med hänsyn till denna indelning i kategorier. Dessutom är det nödvändigt att förutse alla möjliga typer av olyckor och tillhandahålla sådan kraft från frånkopplade elektriska mottagare, vilket kommer att räcka för att återställa systemet till ett normalt tillstånd efter att de stängts av. Själva AFC-kretsen är gjord i flera steg, där varje steg skiljer sig från det andra genom frekvensinställningen. Det vill säga, när frekvensen når under ett visst värde som bestäms av den första inställningen, kommer det första steget att fungera och stänga av en del av konsumenterna. Sedan, om frekvensminskningsprocessen inte har stoppat, när frekvensen når det andra börvärdet, kommer nästa grupp av konsumenter att stängas av, vilket kommer att sakta ner frekvensreduktionsprocessen ytterligare.
AChR-enheter är funktionellt uppdelade i enheter:
Snabbverkande ACR. Uppgiften för AChR-1: en snabb avstängning av en del av konsumenterna för att stoppa den lavinliknande processen med frekvensfall i systemet. Frekvensinställningarna för AChR-1-enheterna bör ligga i intervallet 46,5 - 48,8 Hz, frekvensinställningarna för enheterna i specialkön i AChR - i intervallet 49,0 - 49,2 Hz. Minsta frekvenssteg är 0,1 Hz. Tidsinställningarna för AChR-1-enheter bör ligga inom intervallet 0,15 - 0,3 sekunder och bör utesluta verkan av AChR-1-enheter i händelse av kortslutning i det elektriska nätverket. Kraften hos de frånkopplade konsumenterna är jämnt fördelad över stegen.
Uppgiften för AChR II är att återställa frekvensen efter inverkan av AChR-1-enheter eller med en långsam minskning av frekvensen.
AChR-2-enheter är funktionellt uppdelade i enheter:
- AChR-2 okombinerad;
- AChR-2 kombinerat.
Volymen frånkopplad last AChR-2 kombinerat ingår i volymen frånkopplad last AChR-1.
AChR-2 börjar fungera efter att frekvensen är inställd på 47,5-48,5 Hz. Frekvensinställningar för AChR-2-enheter bör ligga inom intervallet 48,7–49,1 Hz. Tidsfördröjningen mellan stegen i AFR II är längre än för AFR I och väljs i intervallet 5–10 till 70–90 sekunder. En så lång fördröjning beror på att systemet kan fungera under lång tid vid en frekvens över 49,2 Hz, så det är inte meningsfullt att snabbt få frekvensen till det nominella värdet genom att stänga av konsumenter som kan ta emot el utan mycket skada på systemet.
Det finns också särskilda kategorier av AFR som gäller i olika specifika fall.
AChR-scheman klassificeras som RZiA-utrustning (reläskydd och automatisering) av elektriska nätverk och är traditionellt baserade på frekvensreläer (till exempel inhemska elektroniska frekvensreläer i RF-serien); För närvarande används RZiA-mikroprocessorterminaler i stor utsträckning, samtidigt som de utför många funktioner för skydd och automatisering, inklusive prestanda för AChR- och CHAPV- funktioner .
AFC utför endast en nödåterställning av balansen mellan aktiv effekt i strömförsörjningssystemet (fungerar i kombination med ALAR och fissionsskydd ), därför, med en stor brist på aktiv effekt under driften av AFC för oansvariga konsumenter, en automatisk ökning vid elproduktion sker vid drift underbelastade kraftverksenheter (med hjälp av turbinledskovlar vid vattenkraftverk, reglerventiler på ångledningar i värmekraftverk och kärnkraftverk eller genom att lyfta bromsstavar i kärnkraftverksreaktorer), belastningen av enheter som arbetar på tomgång och, som en sista utväg, uppstart av reservgeneratorer för vattenkraftverk. När frekvensen för försörjningsnätverket stiger är det nödvändigt att återställa strömförsörjningen till konsumenter som är frånkopplade av ACR, vilket bör ske gradvis och i strikt ordning, baserat på deras nuvarande frekvensvärde, den tid det är på denna nivå (inställningar för drift i frekvens och tid) och nivån på denna konsuments ansvar, allt detta görs av en annan typ av RZiA - frekvens automatisk återstängning (CHAP).