Типові структурні схеми систем управління ГЕС

На рис. 1.3 приведена типова структурна схема системи автоматичного управління пригребельною ГЕС потужністю до 100-200 МВт з відносно невеликим числом гідроагрегатів. Компактність споруд цих ГЕС дозволяє достатньою мірою централізувати управління і контроль роботи устаткування і споруд ГЕС з одного загальностанційного пункту управління, на якому зосереджуються всі засоби, необхідні для цілей управління, регулювання і контролю.

Характерною для ГЕС даного типу є відносно проста первинна схема електричних з'єднань, що дозволяє здійснювати управління режимом роботи гідроелектростанції від загальних для всіх агрегатів автоматичних пристроїв: центрального регулятора активної потужності АРМ, що впливає на регулятори швидкості гідротурбін РС, регулятора реактивної потужності АРРМ, що впливає на автоматичні регулятори збудження АРВ, і пристрої вибору найвигіднішого для даного режиму числа агрегатів АО (автооператора). Ці пристрої, забезпечуючи підтримку заданого режиму роботи ГЕС, проводять також економічний розподіл навантаження між агрегатами. Автооператор здійснює управління агрегатами, подаючи відповідні командні імпульси в системи технологічної автоматики агрегатів ТА. Останні, сприймаючи ці імпульси, забезпечують автоматичне виконання операцій пуску і зупинки агрегатів.

Система автоматичного контролю роботи агрегату і його допоміжних механізмів забезпечує виведення агрегату з роботи при пошкодженнях і подачу застережливих сигналів при виникненні несправності в агрегаті або в його допоміжних механізмах.

Рисунок 1.3 - Структурна схема системи управління гідроелектростанцій середньої потужності

 

Загальностанційні пристрої (АРМ, АРРМ і АО) розміщуються на загальностанційному пункті управління. На цьому ж пункті розміщуються вимірювальні прилади і апаратура дистанційного керування і контролю роботи високовольтного устаткування.

На загальностанційному пункті управління розміщується також апаратура дистанційного керування і контролю режиму роботи агрегатів. При автоматичному управлінні гідроелектростанцією ці засоби є резервними - на випадок, коли загальностанційні регулятори АРМ, АРРМ і автооператор виведені з роботи. У зв'язку з цим на загальностанційний пункт управління виноситься мінімум засобів дистанційного керування і контролю роботи агрегатів: ключі пуску і зупинки агрегату, зміни активного і реактивного навантаження, прилади вимірювання активної і реактивної потужності, а також струмів статора і ротора генератора.

Апаратура автоматичного управління агрегатами розміщується безпосередньо у агрегатів, оскільки це знижує витрату кабелю для здійснення автоматичної системи управління. У агрегатів на місцевих пунктах управління (МПУ) розміщуються також прилади управління і візуального контролю роботи агрегатів і допоміжних механізмів, використовувані для випробування і випробувань після ремонту устаткування.

Для ГЕС невеликій потужності без постійного чергування персоналу загальностанційний пункт управління розміщується безпосередньо в машинному залі. При малому числі агрегатів панелі загальностанційного пункту управління агрегатами компонуються в загальний щит.

Наявність або відсутність постійного чергового персоналу на гідроелектростанції практично мало змінює об'єм засобів автоматики і структуру системи управління. Наявність постійного чергування визначає в основному тільки побудова системи контролю режиму роботи станції і об'єм засобів телемеханіки, що виноситься на диспетчерський пункт енергосистеми або на пункт, з якого управляється дана гідроелектростанція.

На ГЕС потужністю до 100-200 МВт (іноді і більш) і при відносно невеликому числі агрегатів персонал знаходиться на загальностанційному пункті управління. Чергова вахта, як правило, складається з чергового інженера і його помічника. Наявність автоматичного управління і контролю режиму роботи ГЕС зводить роль цього персоналу до періодичних оглядів устаткування станції і лише при виникненні несправності устаткування - до оперативного втручання по її ліквідації або заміні несправного агрегату резервним.

У зв'язку з цим на ГЕС з постійним чергуванням передбачається подача на загальностанційний пункт управління сигналів про аварії і застережливих сигналів про виникнення несправності агрегатів і окремих механізмів, якщо навіть вони автоматично замінюються резервними.

При цьому на загальностанційний пункт, як правило, подаються тільки групові сигнали, що сповіщають, на якому агрегаті і в якій його частині (гідромеханічної або електричної) відбулася несправність. Розшифровка ж сигналу (точна вказівка характеру несправності) проводиться по сигнальних пристроях, розташованих у агрегатів.

На ГЕС з чергуванням вдома застережлива сигналізація подається у випадках несправності, що вимагають обов'язкової присутності персоналу на станції. До таких несправностей можуть бути віднесені зникнення напруги оперативного струму, при якому все устаткування або частина його залишається без захисту і автоматичного управління, несправність загальностанційних пристроїв автоматичного управління і т.п. При несправності окремих механізмів агрегатів, що автоматично замінюються резервними, застережливий сигнал не подається, але несправність фіксується. Маючи на увазі, що вона буде усунена при черговому огляді устаткування черговим персоналом. При несправності агрегату, яка з часом може викликати його аварійне відключення, замість несправного агрегату пускається резервний.

Гідроелектростанції з постійним черговим персоналом, роботи енергосистеми, що беруть участь в регулюванні режиму, в нормальних умовах працюють з регулюванням активної потужності від загальносистемних пристроїв автоматики, здійснюваним шляхом зміни завдання регулятору АРМ за допомогою телемеханічних пристроїв і каналів, що зв'язують ГЕС з диспетчерським пунктом енергосистеми або енергооб'єднання. При виході з роботи засобів телемеханіки завдання регулятору АРМ встановлюється черговим персоналом по вказівці диспетчера. Регулювання реактивної потужності проводиться за допомогою пристроїв регулювання збудження і регулятора АРРМ, завдання яким також встановлюється черговим персоналом по вказівці диспетчера.

За відсутності постійного чергового персоналу на пункті управління ГЕС, енергосистеми, що бере участь в регулюванні режиму повинна бути передбачена можливість зміни диспетчером завдання загальностанційним регуляторам потужності; для цього на диспетчерський пункт виноситься управління задатчиками регуляторів АРМ і АРРМ, а також вимірювання уставки цих регуляторів.

Незалежно від наявності чергового персоналу на ГЕС, якщо остання має істотне значення для енергосистеми, на диспетчерський: пункт енергосистеми передається інформація про основні параметри режиму гідроелектростанції і стан її первинної схеми. У таких, випадках, як правило, на диспетчерський пункт енергосистеми передаються величини сумарної активної потужності ГЕС, реактивній потужності (якщо вона має істотне значення для регулювання напруги в енергосистемі), результати вимірювання рівня верхнього б'єфу ГЕС і у ряді випадків нижнього б'єфу, коли режим роботи ГЕС залежить від нього. Крім того, передається сигналізація стану агрегатів і положення вимикачів головної схеми первинних з'єднань ГЕС.

Структурна схема системи управління багатоагрегатної ГЕС великій потужності істотно відрізняється від описаної вище і визначається наступними умовами:

· розміри споруд і кількість виробничих приміщень і устаткування на гідроелектростанціях настільки великі, що черговий інженер станції не має фізичної можливості безпосередньо спостерігати за роботою устаткування і здійснювати прийом і здачу устаткування по зміні;

· при великому числі агрегатів (10 - 20 і більш) черговий персонал на центральному пункті управління практично не може управляти режимом роботи окремих агрегатів за допомогою засобів дистанційного керування;

· Схема первинних з'єднань ГЕС виконана, як правило, секціонованими системами шин з двома і більш напругами, при цьому передбачається можливість видачі енергії в окремі не синхронно працюючі енергосистеми. У таких умовах роль чергового інженера ГЕС наближається до ролі диспетчера з функціями загального керівництва експлуатацією ГЕС і спостереження за режимом роботи станції в цілому, причому особлива увага приділяється веденню економічного режиму роботи ГЕС - розподілу активного і реактивного навантаження між агрегатами, вибору оптимального числа працюючих агрегатів, розподілу їх по секціях і ін.

Тому на ГЕС даного типу, як правило, створюються пости управління з черговим персоналом як в машинному залі, так і на території розподільних пристроїв.

 

Контрольн і запитання

1. Як діляться виробничі операції по ступеню автоматизації

2. Що таке регулятор?

3. Що входить в систему автоматичного регулювання?

4. Які принципи побудови систем управління ГЕС?

5. Які основні функції систем автоматизації ГЕС?

6. Які автоматичні пристрої використовуються для керування гідроагрегатом ГЕС?