I.4. Параллельная работа ТА

Частота в сети всегда постоянна и поддерживается совокупной работой АСР всех ТА. При медленном (плавном) изменении нагрузки частота вращения роторов всех турбин одинакова и распределение нагрузки между агрегатами зависит от характера протекания статической характеристики.

1. Пусть (для простоты) в энергосистеме в параллель работают два турбоагрегата; их статические характеристики приведены на рис. 7. При частоте n₁ первый турбоагрегат несет нагрузку N^a₁, второй – N^б₁. Суммарная нагрузка составляет N_c1= N^a₁+ N^б₁.

Пусть при подключении новых потребителей частота в системе снизилась с n₁ до n₂. Первый турбоагрегат (рис.7 а) при этом примет нагрузку DN_a, а второй (рис. 7 б) – DN_б. При этом

DN_б>DN_a.

Из этого следует, что большую часть нагрузки взяла на себя турбина, статическая характеристика которой положе (степень неравномерности d_б меньше d_а). Более крутую характеристику имеют базовые турбины, более пологую – пиковые. Суммарная дополнительная нагрузка, принятая системой

DN_c= DN^a+ DN^б.

Степень нагружения каждой из турбин может быть подсчитана по формуле

(1)

Если в системе m агрегатов, то доля участия каждого из них в приеме нагрузки выразится по аналогии с (1) так

(2)

Рассмотренная задача относится к автоматическому распределению нагрузки между параллельно работающими турбоагрегатами при изменении частоты в системе. Это так называемое участие турбоагрегатов в первичном регулировании частоты в системе.

2. Часто приходится решать задачу перераспределения нагрузки между агрегатами, работающими в параллель. При этом DN_c=0.

Поставим задачу нагрузить турбогенератор а) на DN, сняв нагрузку с турбогенератора б) (рис. 8). Сделаем это, воздействуя только на МУТ турбины.

Переместив характеристику АСР турбины а) из положения 1 в положение 2, мы примем на агрегат дополнительную нагрузку DN и тем самым повысим частоту в системе на Dn.

Как видно из рис. 8 при частоте n_c+Dn турбогенератор б) с помощью своей АСР автоматически разгрузится на DN.

Недостатком такого способа перераспределения нагрузки является повышение частоты, что противоречит закону поддержания частоты на постоянном уровне.

Для решения этой задачи при сохранении частоты n_c необходимо одновременно воздействовать на МУТ обеих турбин в противоположных направлениях так, чтобы в итоге каждая из характеристик переместилась в положение 2’.

3. Турбины АЭС и крупные турбины ТЭС в подавляющем большинстве работают в базисном режиме, т.е. при постоянной электрической нагрузке. При этом в ряде случаев ставится задача участия всех турбогенераторов в первичном регулировании частоты энергосистемы при возникновении внезапного дефицита мощности в ней.

В этом случае мощные турбины, “отозвавшись” своими АСР на падение частоты в системе и выдав мгновенно в сеть недостающую мощность, возвращаются медленнодействующими регуляторами мощности к своей заданной нагрузке. Недостающую же часть мощности через свои медленнодействующие МУТ принимают на себя специально выделенные для этого турбоагрегаты тепловых электростанций, работающих на органическом топливе.

Взаимодействие АСР турбоагрегатов базовых и пиковых для данного случая можно рассмотреть на примере двух параллельных турбоагрегатов (рис. 9).

При аварийном снижении частоты в энергосистеме с n₁ до n₂ оба агрегата, участвуя в первичном регулировании частоты, примут на себя дополнительную нагрузку: базовый агрегат – DN_баз, пиковый – DN_пик. Затем базовая с помощью регулятора мощности, воздействуя на МУТ, переведет характеристику из положения 1 в положение 2, вернув турбину к заданной мощности N₁^баз. Одновременно на пиковой ЭС производится воздействие на МУТ турбины таким образом, чтобы снятая с турбины нагрузка DN_баз была воспринята турбиной пиковой. Таким образом, эта турбина догрузится до N₃^ТЭС_баз и обе турбины будут работать при пониженной частоте n₂. Для того, чтобы поднять частоту до прежней n₁, необходимо еще больше открыть регулирующие клапаны пиковой турбины с помощью МУТ, т.е. переместить характеристику из положения 2 в 3, тогда при постоянной мощности N₃^ТЭС частота поднимется до n₁. Это повышение частоты вызовет работу АСР базовой турбины, которая автоматически разгрузится до N₃^баз, а затем регулятор мощности, воздействуя через МУТ на регулирующий клапан этой турбины, переместит характеристику АСР из положения 2 в положение 1 и восстановит мощность турбины до первоначального уровня N₁^баз.