Характер аварийных режимов в энергосистемах

Сфера приложения противоаварийного управления — аварийные режимы, прежде всего переходные электромеханические процессы.

Аварийный режим энергосистемы — режим с параметрами, выходящими за пределы требований технических регламентов, возникновение и длительное существование которого представляют недопустимую угрозу жизни людей, повреждения оборудования и ведут к ограничению подачи электрической и тепловой энергии в значительном объеме.

Аварийные процессы в энергосистеме являются следствием возникновения повреждений оборудования, перекрытия и пробоя изоляции, ложных срабатываний различных устройств и аппаратов, ошибочных действий персонала, в результате которых, как правило, происходят отключения элементов оборудования электростанций, передающей сети или потребителей. Сочетание первоначального возмущения (обычно короткого замыкания) и последующего изменения исходной схемы называется аварийным возмущением.

Аварийное возмущение называется проходящим, если его ликвидация не связана с необходимостью изменения исходной схемы или это изменение столь незначительно, что с ним в расчетах можно не считаться. С другой стороны, достаточно распространенной следует считать ситуацию, когда первоначальная причина (короткое замыкание) оказывает несоизмеримо меньшее воздействие на протекание аварийного процесса, чем следующее за ним отключение генерирующей мощности или ослабление сети. В этих случаях, а также при ложных (ошибочных) отключениях элементов энергосистемы аварийное возмущение сводится к внезапному изменению схемы.

Переходный процесс, который имеет место в результате такого аварийного возмущения, называется простым переходом. Наиболее распространенными аварийными возмущениями, на которые прежде всего ориентируется противоаварийная автоматика, являются следующие три вида аварийных возмущений:

• короткое замыкание с последующим ослаблением сети,
• аварийное ослабление сети,
• аварийный сброс генераторной мощности.

Два последних приводят к простым переходам. Но и при таком ограниченном наборе основных расчетных видов аварийных возмущений в сложных энергосистемах с их многообразием схем и режимов может возникать бесчисленное множество разнообразных аварийных ситуаций.

Особые условия в энергосистеме создаются при нарушении устойчивости и возникновении асинхронного хода, который, как правило, сопровождается глубокими изменениями режимных параметров.

Существующие расчетные методы позволяют в лучшем случае рассчитать изменение основных параметров энергосистемы лишь в начальной стадии развития асинхронного хода и получить некоторые приближенные оценки возможности его развития в результате резонансных явлений и «опрокидывания» нагрузки в отдельных узлах. Однако дальнейшее развитие процесса, особенно в случае многократных нарушений устойчивости (при так называемом многочастотном асинхронном ходе) оказывается весьма трудно прогнозируемым. Вместе с тем по мере распространения асинхронного хода управляемость энергосистемы резко падает, и в результате развития аварии может привести к большему ущербу для народного хозяйства, нарушениям условий безопасности и другим тяжелым последствиям. Поэтому одной из важнейших задач является локализация и скорейшее прекращение асинхронного хода, независимо от вызвавшей его причины.