Descărcarea automată în frecvență (AFS) este una dintre metodele de automatizare a regimului care vizează îmbunătățirea fiabilității sistemului de energie electrică prin prevenirea formării unei avalanșe de frecvență și menținerea integrității acestui sistem. Metoda constă în deconectarea celor mai puțin importanți consumatori de energie electrică în cazul unei lipsuri bruște de putere activă în sistem.
Cu o lipsă de putere reactivă, pentru a preveni formarea unei avalanșe de tensiune, se utilizează AOSN .
Conform Decretului Guvernului Federației Ruse din 13 august 2018 N 937 (modificat la 30 ianuarie 2021) „Cu privire la aprobarea Regulilor pentru funcționarea tehnologică a sistemelor de energie electrică și privind modificările la anumite acte ale Guvernului Federația Rusă" 163. sistemele de putere și centralizate pentru controlul automat al fluxurilor de frecvență și putere activă includ: de asemenea dispozitive pentru controlul automat al fluxurilor de frecvență și putere activă instalate la centralele electrice conectate la un sistem central de coordonare pentru controlul automat al frecvenței și al puterii active. fluxuri și sisteme centralizate pentru controlul automat al fluxurilor de frecvență și putere activă;
În funcționarea sistemului de alimentare, accidentele apar adesea din diverse motive, în urma cărora sistemul poate pierde o parte din sursele de energie (accidente la generatoare, transformatoare de alimentare). De obicei, în caz de pierdere a puterii de la sursă, se utilizează ATS , cu ajutorul căruia sunt conectate surse suplimentare la sistem; sau sistemul este conectat la un sistem de operare paralel. Cu toate acestea, în multe cazuri, puterea surselor care alimentează sistemul paralel poate să nu fie suficientă pentru a-și alimenta sarcina proprie și adăugată și, prin urmare, sistemul se confruntă cu o lipsă de putere activă, care se manifestă în primul rând printr-o scădere a frecvenței sistemului.
Reducerea frecvenței cu zecimi de hertz poate duce la o deteriorare a performanței economice a sistemului, dar nu reprezintă un pericol grav. (Frecvența industrială a curentului alternativ în Rusia și un număr de țări europene este de 50 Hz, în SUA - 60 Hz) Reducerea frecvenței cu 1-2 Hz sau mai mult poate duce la consecințe grave pentru funcționarea sistemului de alimentare, deoarece precum și pentru consumatorii săi de energie. Acest lucru se explică prin faptul că odată cu scăderea frecvenței de funcționare, viteza de rotație a motoarelor electrice alimentate de sistem scade . Printre aceste motoare se numără, în special, mecanismele auxiliare ale centralelor termice , care alimentează și acest sistem. Ca urmare, puterea de ieșire generată de centralele termice este redusă, iar frecvența scade și mai repede. Acest proces se numește „avalanșă de frecvență” și duce la distrugerea sistemului.
Reducerea frecvenței este distructivă pentru procese tehnologice complexe, poate duce la o amenințare la adresa siguranței oamenilor, poate duce la dezastre grave provocate de om sau de mediu . În special, în timpul funcționării pe termen lung a turbinelor mari cu abur la o frecvență redusă, în ele apar procese distructive asociate cu coincidența frecvenței de rotație a turbinei cu frecvența de rezonanță a oricăruia dintre grupurile paletelor sale.
Pe lângă frecvență, tensiunea scade în sistem , a cărei lipsă afectează grav și starea consumatorilor de energie electrică .
Pentru a preveni prăbușirea frecvenței în sistem, se obișnuiește să se oprească unele dintre receptoarele de putere, reducând astfel sarcina sistemului. Această oprire se numește retragere automată a sarcinii (AFS).
Conform PUE , toți consumatorii de energie electrică sunt împărțiți în trei categorii: Categoria I - consumatorii din acest grup includ pe cei a căror întrerupere a alimentării cu energie electrică poate duce la pericol pentru viața oamenilor, pagube materiale semnificative, pericol pentru securitatea statului, încălcarea complexului tehnologic. procese etc. Categoria a II-a - acest grup include consumatorii electrici, a căror întrerupere a alimentării cu energie poate duce la o subaprovizionare masivă de produse, timpi de nefuncționare a lucrătorilor, mecanisme, vehicule industriale . Categoria a III-a - toți ceilalți consumatori de energie electrică. Consumatorii de categoria I trebuie să aibă o sursă de alimentare constantă, și din două surse independente. O întrerupere a alimentării de la una dintre surse este permisă numai pe durata ATS. Consumatorii din categoria II permit funcționarea dintr-o singură sursă și o întrerupere a alimentării nu trebuie să depășească timpul necesar pentru ca sursa de așteptare să fie pornită de către personalul de serviciu sau o echipă mobilă. Consumatorii din categoria III permit o întrerupere a alimentării cu energie electrică până la o zi (timpul pentru eliminarea unui accident de către o echipă mobilă de urgență). Astfel, acțiunea ACR vizează deconectarea consumatorilor de categoria a III-a, ca fiind cei mai puțin importanți.
La proiectarea schemei AFC a unui sistem electric, consumatorii ar trebui să fie repartizați între substații și tablouri de distribuție, ținând cont de această împărțire în categorii. În plus, este necesar să se prevadă toate tipurile posibile de accidente și să se asigure o astfel de putere a receptoarelor electrice deconectate, care va fi suficientă pentru a readuce sistemul la o stare normală după ce acestea sunt oprite. Circuitul AFC în sine este realizat în mai multe etape, unde fiecare treaptă diferă de cealaltă prin setarea frecvenței. Adică, atunci când frecvența ajunge sub o anumită valoare determinată de prima setare, prima etapă va funcționa și va opri o parte din consumatori. Apoi, dacă procesul de scădere a frecvenței nu s-a oprit, atunci când frecvența atinge al doilea punct de referință, următorul grup de consumatori se va opri, ceea ce va încetini și mai mult procesul de reducere a frecvenței.
Dispozitivele AChR sunt împărțite funcțional în dispozitive:
ACR cu acțiune rapidă. Sarcina AChR-1: o închidere rapidă a unei părți a consumatorilor pentru a opri procesul de scădere a frecvenței asemănător unei avalanșe în sistem. Setările de frecvență pentru dispozitivele AChR-1 ar trebui să fie în intervalul 46,5 - 48,8 Hz, setările de frecvență pentru dispozitivele din coada specială a AChR - în intervalul 49,0 - 49,2 Hz. Pasul minim de frecvență este de 0,1 Hz. Setările de timp ale dispozitivelor AChR-1 trebuie să fie în intervalul 0,15 - 0,3 secunde și ar trebui să excludă acțiunea dispozitivelor AChR-1 în cazul scurtcircuitelor în rețeaua electrică. Puterea consumatorilor deconectați este distribuită uniform pe trepte.
Sarcina AChR II este de a restabili frecvența după acțiunea dispozitivelor AChR-1 sau cu o scădere lentă a frecvenței.
Dispozitivele AChR-2 sunt împărțite funcțional în dispozitive:
- AChR-2 necombinat;
- AChR-2 combinat.
Volumul sarcinii deconectate AChR-2 combinat este inclus în volumul sarcinii deconectate AChR-1.
AChR-2 începe să funcționeze după ce frecvența este setată la 47,5-48,5 Hz. Setările de frecvență pentru dispozitivele AChR-2 ar trebui să fie în intervalul 48,7–49,1 Hz. Timpul de întârziere dintre pașii AFR II este mai mare decât cel al AFR I și este selectat în intervalul de la 5-10 la 70-90 de secunde. O întârziere atât de mare se datorează faptului că sistemul poate funcționa mult timp la o frecvență peste 49,2 Hz, deci nu are sens să aducem rapid frecvența la valoarea nominală prin oprirea consumatorilor care pot primi energie electrică fără prea mult. daune sistemului.
Există și categorii speciale de AFR care se aplică în diverse cazuri specifice.
Schemele AChR sunt clasificate ca echipamente RZiA (protecție cu relee și automatizare) ale rețelelor electrice și se bazează în mod tradițional pe relee de frecvență (de exemplu, relee de frecvență electronice domestice din seria RF); În prezent, terminalele cu microprocesor RZiA sunt utilizate pe scară largă, realizând simultan multe funcții de protecție și automatizare, inclusiv performanța funcțiilor AChR și CHAPV .
AFC efectuează doar o restabilire de urgență a echilibrului puterii active în sistemul de alimentare cu energie (acționând împreună cu ALAR și protecția la fisiune ), prin urmare, cu o lipsă mare de putere activă în timpul funcționării AFC de consumatori iresponsabili, o creștere automată în generarea de energie electrică are loc la exploatarea unităților centrale subîncărcate (cu ajutorul paletelor de ghidare a turbinei la centralele hidroelectrice, supapele de control pe conductele de abur ale centralelor termice și centralelor nucleare sau prin ridicarea tijelor de întârziere în reactoarele centralelor nucleare), sarcina a unităților care funcționează la ralanti și, în ultimă instanță, punerea în funcțiune a generatoarelor de rezervă ale hidrocentralelor. Pe măsură ce frecvența rețelei de alimentare crește, este necesară restabilirea alimentării cu energie a consumatorilor deconectați de ACR, ceea ce ar trebui să apară treptat și în ordine strictă, pe baza valorii curente a frecvenței, a timpului în care se află la acest nivel (setări pentru functionare in frecventa si timp) si nivelul de responsabilitate al acestui consumator, toate acestea sunt realizate de un alt tip de RZiA - reinchidere automata de frecventa (CHAP).