Способы сохранения устойчивой работы газотурбинных и газопоршневых установок

При параллельной работе с энергосистемой газотурбинных и газопоршневых установок одним из основных условий обеспечения их устойчивой работы является быстрое отключение коротких замыканий (КЗ) на всех элементах установки и в зоне, где КЗ сопровождается снижением напряжения ниже критического.

На отходящих линиях напряжением 6-10 кВ, подключенных к подстанции напряжением 35 — 220/6 — 10 кВ. Короткое замыкание отключается максимальной токовой защитой (МТЗ) с выдержкой времени 1-2 с. Короткое замыкание может сопровождаться снижением напряжения ниже критического. Отключение повреждения токовой отсечкой без выдержки времени не представляется возможным, так как при этом не обеспечивается селективность с защитами на предыдущих участках.

Поэтому необходимо при КЗ обеспечить напряжение на шинах установки не ниже критического или неселективно отключить линию, соединяющую установку и подстанцию. При выборе реакторов в цепи этой линии, которые обеспечили бы напряжение на шинах установки не ниже критического, следует исходить из режима работы одной установки. Расчеты показали, что сопротивление реактора может достигать 3 — 10 Ом.

Например, при критическом напряжении, равном 0,5 номинального напряжения, сопротивление реактора должно быть равным сопротивлению обмотки статора установки. Сопротивление генератора, например, мощностью 2,5 МВА напряжением 10 кВ составляет 10 Ом. Следовательно, сопротивление реактора также должно быть 10 Ом. При одновременной работе четырех генераторов потеря реактивной мощности составит 3,6 Мвар. Таким образом, для сохранения устойчивости установок необходимо неселективное отключение линии при КЗ на отходящей линии.

Ток срабатывания неселективной токовой отсечки определяется из выражения:

где:

• Uном — номинальное напряжение генератора;
• Uкр — критическое напряжение, при котором обеспечивается устойчивость работы генератора;
• Xэ — максимальное эквивалентное сопротивление установок;
• Кн — коэффициент надежности (Кн = 1,2).

Из выражения (1) следует, что ток срабатывания отсечки зависит от эквивалентного сопротивления работающих установок.

В связи с возможным резким изменением тока КЗ в зависимости от количества одновременно работающих установок необходимо автоматически или дистанционно действием диспетчера изменять уставки защиты. Неселективное отключение линии можно также осуществить при срабатывании токового реле МТЗ с пуском при снижении напряжения на шинах установки ниже критического. Защита действует на отключение линии со стороны установки. Исправление неселективного отключения линии может быть выполнено устройством АПВ или дистанционно.

При КЗ на линии действует логическая защита, которая может быть выполнена на основе любых стандартных направленных МТЗ, имеющихся в цифровых терминалах, или на электромеханической элементной базе. Для осуществления защиты следует проложить кабель связи.