3tom240

8. ELEKTROENERGETYCZNA AUTOMATYKA ZABEZPIECZENIOWA 482

się częstotliwości. Natychmiastowe wyrównanie bilansu przez zwiększenie mocy generatorów jest niemożliwe. Równowaga zostaje wiec ustalona przy mniejszej częstotliwości, co oznacza zmniejszenie poboru mocy przez odbiorców. Proces ten przebiega w czasie wg zależności

(8.10)

w której:/— aktualna wartość częstotliwości;/, — częstotliwość przed zaburzeniem; AP*

—    względna wartość różnicy między mocą generowaną a obciążeniem, odniesiona do całej mocy generowanej; k_; — współczynnik określający zmianę poboru mocy przy zmianie częstotoliwości w systemie, kj = 1 -f- 3; y—stała czasowa przebiegu, y = 5-r20 s.

Powyższe równanie nie uwzględnia „efektu napięciowego”, często towarzyszącego temu zaburzeniu. Efekt ten polega na obniżaniu się napięć na szynach odbiorczych systemu, co jest konsekwencją zaistniałych wyłączeń inicjujących zmniejszenie się częstotliwości. Na skutek obniżenia się napięć pobór mocy przez odbiory maleje, przez co niezrównoważenie AP* mocy generowanej i pobieranej jest w istocie mniejsze niż wynika z szacowania dla stanu przcdzakłóceniowego. W związku z tym, awaryjne załamanie się częstotliwości może być nieco mniejsze niż wyznaczone z zależności (8.10).

8.2.10. Wielkie awarie systemowe

W ogromnych współczesnych systemach elektroenergetycznych stopień ich złożoności jest tak duży, że wzrasta prawdopodobieństwo awarii obejmującej znaczną część kraju. Najczęściej jest to wynikiem nałożenia się takich czynników jak:

—    praca systemu z bardzo niewielkim marginesem bezpieczeństwa;

—    szczególnie ciężkie zaburzenie, będące często wynikiem działania sił przyrody;

—    niepotrzebne wyłączenia przez zawodną aparaturę zabezpieczająco-sterującą;

—    błędne decyzje personelu.

Awarie takie trwają szczególnie długo wówczas, gdy ich skutkiem jest przerwa w zasilaniu potrzeb własnych elektrowni. Działania restytucyjne, zmierzające do przywrócenia normalnej struktury systemu oraz zasilania wyłączonych odbiorców, są długotrwałe. Awarie, które wystąpiły w b. ZSRR, USA, Francji, Szwecji i wielu innych krajach spowodowały ogromne koszty, zwłaszcza pośrednie, związane ze stratami u użytkowników energii elektrycznej.

8.3. Obwody pomiarowe w układach automatyki zabezpieczeniowej

8.3.1. Wiadomości wstępne

W skład obwodów pomiarowych mogą wchodzić:

—    przetworniki wielkości pierwotnych na wtórne, będące najczęściej przekładnikami prądowymi i napięciowymi;

—    kable i złącza łączące przekładniki z zabezpieczeniami.

Podstawowe problemy związane z tymi obwodami sprowadzają się do:

—    zapewnienia zadowalającej dokładności transformacji przez przekładniki główne i pośredniczące, w' warunkach gdy sygnały pierwotne (prądy, napięcia) uległy nagłej zmianie i różnią się znacznie od przebiegów znamionowych;

—    uniknięcia przerw i zwarć w kablach obwodów wtórnych i listwach łączeniowych;

—    zminimalizowania zakłóceń, transformujących się do obwodów wtórnych ze strony pierwotnej przez sprzężenie pasożytnicze.

8.3.2. Przekładniki prądowe

Aparaty te można podzielić na następujące trzy grupy:

—    przekładniki prądowe do pomiarów,

—    przekładniki prądowe do zabezpieczeń,

—    przekładniki z sumowaniem magnetycznym (Ferrantiego).

Przekładniki prądowe do pomiarów charakteryzują się następującymi parametrami:

—    napięciem znamionowym pierwotnym,

—    poziomem izolacji,

—    prądem znamionowym pierwotnym i wtórnym,

—    mocą znamionową obciążenia,

—    klasą dokładności,

—    współczynnikiem bezpieczeństwa przyrządów.

Znamionowymi prądami wtórnymi są: 1 A, 2 A, 5 A, przy czym ta ostatnia wartość jest zalecana przez normę.

Moc znamionowa przekladnika jest wyrażona wzorem

(8.11)

przy czym: I_sN — prąd znamionowy wtórny, Z_N — impedancja znamionowa obciążenia, do której odnosi się wymagania z zakresu dokładności transformacji.

Klasy dokładności są związane z błędem transformacji prądowym i kątowym. Błąd prądowy określa wzór gdzie: K, — przekładnia znamionowa, K, = i_pKiLs< 1_pn — znamionowy prąd pierwotny; /_p, /, — rzeczywisty prąd pierwotny i wtórny.

Różnica wskazowa między wskazem prądu jj, oraz prądu /, wyznacza hląd kątowy. Błąd ten uważa się za dodatni, gdy prąd wtórny wyprzedza prąd pierwotny. Norma podaje pięć klas dokładności: 0,1; 0,2; 0,5; 1; 3, dla których formułuje wymaganie dotyczące dokładności. Liczby oznaczające klasę są dopuszczalnymi błędami prądowymi przy znamionowym prądzie i obciążeniu.

Współczynnik bezpieczeństwa przyrządów oznacza stopień ograniczenia prądu wtórnego przy przekroczeniu przez prąd pierwotny określonej granicy. Do jej wyznaczenia niezbędne jest określenie błędu całkowitego, definiowanego jako

(8.13)

gdzie: T—jeden okres składowej podstawowej (20 ms); i_r i_s — chwilowe wartości prądów pierwotnego i wtórnego.

Jeżeli prąd i_s — odkształcony na skutek nieliniowego błędu transformacji w tym zakresie pracy — zastąpić ekwiwalentną sinusoidą i podstawić w postaci wskazowej, to można napisać

(8.13a)

31*