Приложение А (обязательное). Методика проведения испытаний микропроцессорных устройств автоматической частотной разгрузки

Приложение А
(обязательное)

Методика
проведения испытаний микропроцессорных устройств автоматической частотной разгрузки

А.1 Область применения методики

Методика должна применяться при проведении испытаний микропроцессорных устройств АЧР для проверки их соответствия требованиям настоящего стандарта.

А.2 Этапы подготовки и проведения испытаний устройств АЧР

А.2.1 Испытания устройств АЧР проводят с использованием тестовой модели энергосистемы и ПАК РВ.

А.2.2 Испытания должны содержать следующие этапы:

- сборка тестовой модели энергосистемы и подготовка COMTRADE-файлов;

- установка в устройстве(ах) АЧР предоставленных владельцем параметров настройки устройств(а) АЧР для тестовой модели энергосистемы;

- подключение устройств(а) АЧР к ПАК РВ;

- проведение испытаний устройств(а) АЧР в соответствии с программой испытаний с регистрацией всех опытов;

- анализ результатов испытаний;

- подготовка протокола испытаний с заключением.

А.3 Сборка тестовой модели энергосистемы

А.3.1 Тестовая модель энергосистемы должна быть собрана в соответствии со схемой, приведенной на рисунке А.1.

АД1 - АД10 - асинхронный двигатель, подключаемый под действие каждой ступени АЧР; АД11 - асинхронный двигатель, не подключаемый под действие АЧР; СК - синхронный компенсатор; Н1, Н2 - нагрузка 1 и 2; ПС1, ПС2, ПС3 - подстанции 1, 2, 3; ЭС - энергосистема; ТЭС - тепловая электростанция; Л-2, Л-3 - линии (электропередачи) 2 и 3; T - трансформатор; Т _СК - трансформатор синхронного компенсатора; Т _АД - трансформатор асинхронного двигателя; Т _ТЭС - трансформатор тепловой электростанции; Т _Л-2, Т _Л-3 - трансформаторы линий (электропередачи) 2 и 3; АЧР _1...n - подсистема АЧР

Рисунок А.1 - Схема тестовой модели энергосистемы для проведения испытаний устройств АЧР

А.3.2 Устройства(о) АЧР должны(о) подключаться к трансформаторам напряжения на ПСЗ со стороны высокого напряжения.

А.3.3 Параметры элементов тестовой модели энергосистемы должны соответствовать параметрам, приведенным в таблицах А.1-А.4. Генератор ТЭС должен быть оснащен быстродействующей тиристорной системой возбуждения с автоматическим регулятором возбуждения сильного действия. Турбина генератора ТЭС должна быть автоматическим регулятором скорости со статизмом, равным 5 %.

А.3.4 Механический момент на валу нагрузки АД1-АД11 зависит от частоты вращения согласно следующей формуле

,

(А.1)

где W _АДn - текущая частота вращения асинхронного двигателя;

W _АДном - номинальная частота вращения асинхронного двигателя;

М _АДном - механический момент на валу асинхронного двигателя при номинальной частоте вращения.

А.3.5 Потребление активной мощности нагрузки Н1 и Н2 зависит от частоты и напряжения в месте подключения согласно следующей формуле

,

(А.2)

где Р _ном - величина потребления активной мощности нагрузки при номинальном напряжении и частоте в узле подключения, Р _ном Н1 = 470 МВт, Р _ном Н2 = 500 МВт;

f - текущее значение частоты в узле подключения нагрузки, Гц;

f _ном - номинальное значение частоты в узле подключения нагрузки, Гц;

U - текущее значение напряжения в узле подключения нагрузки, кВ;

U _ном - номинальное значение напряжения в узле подключения нагрузки, кВ.

А.3.6 Тестовая модель энергосистемы должна быть оснащена системой контроля и регистрации параметров электроэнергетического режима, обеспечивающей:

- измерение параметров электроэнергетического режима с дискретностью не более 1 мс;

- запись параметров электроэнергетического режима с дискретностью не более 1 мс;

- запись параметров электроэнергетического режима в течение не менее 30 с в формате COMTRADE (см. стандарт [3]).

А.3.7 Значения параметров исходного режима тестовой модели энергосистемы должны соответствовать значениям, приведенным в таблице А.5.

Таблица А.1 - Параметры генераторов и СК тестовой схемы

Узел	U г.ном	Р г.ном/S ном	X d	X' d	X'' d	T d0	T j
	кВ	МВт/МВА	о.е.	о.е.	о.е.	с	с
ТЭС	20	500	1,8	0,26	0,173	7	4
СК	20	125 (МВА)	1,8	0,26	0,173	5,9	1,875
ЭС	Энергосистема активной мощностью, равной 10 000 МВт
Примечание - U г.ном - номинальное напряжение генератора; Р г.ном - номинальная активная мощность генератора; S ном - номинальная полная мощность генератора; X d - синхронное реактивное сопротивление по продольной оси; X' d - переходное реактивное сопротивление по продольной оси; X'' d - сверхпереходное реактивное сопротивление по продольной оси; T d0 - постоянная времени обмотки возбуждения при разомкнутой обмотке якоря; T j - постоянная времени инерции турбоагрегата.

Таблица А.2 - Параметры трансформаторов тестовой схемы

Узел	Схема соединения	U ВН.ном	U НН.ном	S ном	X mp
		кВ	кВ	МВА	о.е.
Т ТЭС	У0--11	333	20	550	0,1
Т СК	Y0--11	115	20	125	0,132
Т АД	Y0--11	115	20	125	0,132
Т Л-2, Л-3	Y0-Y0-0	330	121	100	0,132
Примечание - Т ТЭС - трансформатор тепловой электростанции; Т СК - трансформатор синхронного компенсатора; Т АД - трансформатор асинхронного двигателя; Т Л-2, Т Л-3 - трансформаторы линий (электропередачи) 2 и 3; U ВН.ном - высшее номинальное напряжение трансформатора; U HH.ном - низшее номинальное напряжение трансформатора; S ном - номинальная мощность; Х mp - реактивное сопротивление.

Таблица А.3 - Параметры ЛЭП тестовой схемы

Номер линии	Номера узлов примыкания	R 1 + j X 1	X 0	b
		Ом	Ом	мкСм
1	1-2	7,5 + j 81,5	210	335
2	1-3	1,05 + j 16,25	40,75	167,5
3	2-3	1,05 + j 16,25	40,75	167,5
Примечание - R - активное сопротивление ЛЭП; X - реактивное сопротивление ЛЭП; j - обозначение мнимой части комплексного числа; Х 0 - реактивное сопротивление нулевой последовательности; b - емкостная проводимость ЛЭП.

Таблица А.4 - Параметры асинхронных двигателей, установленных на ПСЗ

U ном	S ном	x a	r a	x md0	x fd	r fd	Н	D
кВ	МВА	о.е.	о.е.	о.е.	о.е.	о.е.	с	о.е.
20	13,75	0,07	0,003	2,0	0,2	0,07	0,5	0,01
Примечание - U ном - номинальное напряжение; S ном - номинальная мощность; х а - полное индуктивное сопротивление рассеяния; r a - сопротивление обмотки якоря при постоянном токе; x md0 - реактивное сопротивление цепи намагничивания при холостом ходе; х fd - реактивное сопротивление обмотки ротора; r fd - активное сопротивление обмотки ротора; Н - постоянная времени инерции T J/2; D - коэффициент демпфирования.

Таблица А.5 - Ориентировочные значения параметров исходного нормального режима для проведения испытаний устройств АЧР

Параметр режима	Единица измерений	Значение параметра режима
Напряжение тепловой электростанции U ТЭС1	кВ	20,1
Нагрузка тепловой электростанции, отключаемая действием ступени АЧР Р ТЭС	МВт	494
Напряжение подстанции 1 U ПС1	кВ	330
Напряжение подстанции 2 U ПС2	кВ	334
Напряжение подстанции 3 U ПС3	кВ	117
Активная мощность генератора ТЭС Р Н1	МВт	468
Активная мощность генератора ЭС Р Н2	МВт	500
Нагрузка асинхронного двигателя, отключаемая действием ступени АЧР Р АД1-10	МВт	10
Нагрузка асинхронного двигателя, не отключаемая действием ступени АЧР Р АД11	МВт	6,7

А.4 Проведение испытаний

А.4.1 Испытания проводят в соответствии с программой испытаний, разработанной организацией, осуществляющей испытания.

А.4.2 Количество ступеней АЧР и ЧАПВ и условия их срабатывания при проведении испытаний приведены в таблице А.6. Под действие каждой ступени АЧР подключается один асинхронный двигатель (АД1-АД10). Срабатывание ступеней ЧАПВ при проведении испытаний фиксируется, но не приводит к включению присоединений.

А.4.3 Программа испытаний должна включать опыты, приведенные в таблице А.7. Число опытов может быть сокращено, если опыты 1 и 2, приведенные в таблице А.7, проводились в ходе заводских испытаний и подтверждены соответствующими протоколами испытаний. Опыты 4 и 5 могут быть исключены, если устройство по цепям тока не подключается. Опыт 21 проводится только для устройств АЧР в которых блокировка от выбега электродвигателей реализована по скорости снижения частоты.

А.4.4 Программа может быть дополнена с учетом индивидуальных особенностей выполнения устройств(а) АЧР.

Если в устройстве(ах) АЧР предусмотрено несколько возможных вариантов блокировки от выбега электрических двигателей, то в программе должен(ны) быть предусмотрен(ы) опыт(ы), проверяющие корректность функционирования каждой из блокировок.

А.4.5 Проверку работы устройств АЧР осуществляют путем реализации в тестовой модели энергосистемы возмущений и воспроизведений COMTRADE-файлов (см. стандарт [3]).

А.4.6 Настройка испытуемого устройств(а) АЧР должна быть выполнена в соответствии с предоставленными владельцем устройства параметрами настройки устройства АЧР для тестовой модели энергосистемы.

А.4.7 Все опыты, предусмотренные в программе испытаний, должны быть выполнены при неизменных параметрах настройки испытуемого устройств(а) АЧР. Перед проведением опытов 20 и 21 таблицы А.6 уставки по времени ступеней САЧР и АЧР-1 должны быть скорректированы на 0,15 с.

При выявлении в процессе проведения испытаний необходимости корректировки настройки испытуемого устройств(а) АЧР допустимо осуществить корректировку параметров настройки испытуемого устройств(а) АЧР. В указанном случае все опыты, предусмотренные программой испытаний, должны быть выполнены повторно с измененными параметрами настройки устройств(а) АЧР.

А.4.8 Регистрацию параметров электроэнергетического режима необходимо выполнять для каждого опыта.

А.5 Анализ результатов испытаний

А.5.1 Правильный порядок срабатывания ступеней (очередей) устройств(а) АЧР при проведении опытов приведен в таблице А.7 и на рисунках А.2-А.5.

А.5.2 Устройство(а) АЧР считают прошедшим испытания с положительным результатом, если в каждом из опытов оно работало правильно.

А.5.3 Устройство(а) АЧР считают не прошедшим испытания, если хотя бы в одном из опытов оно работало неправильно.

Таблица А.6 - Ступени устройств АЧР и условия их срабатывания

Ступень	Частота, Гц	Время, с
САЧР	49,2	0,3
1 ступень АЧР-1	48,8	0,3
2 ступень АЧР-1	48,6	0,3
3 ступень АЧР-1	48,4	0,3
4 ступень АЧР-1	48,2	0,3
5 ступень АЧР-1	48,0	0,3
1 ступень АЧР-2	49,0	7
2 ступень АЧР-2	48,9	9,5
3 ступень АЧР-2	48,8	12
4 ступень АЧР-2	48,7	14,5
1 ступень ЧАПВ	49,4	10
2 ступень ЧАПВ	49,4	15

Таблица А.7 - Перечень опытов программы испытаний

Номер опыта	Предшествующий режим	Испытания	Корректное действие устройств(а) АЧР
1	2	3	4
1	Нормальный режим	Замыкание клеммы питания "+" устройства на землю	Отсутствие срабатывания
2	Нормальный режим	Замыкание клеммы питания "-" устройства на землю	Отсутствие срабатывания
3	Нормальный режим	Отключение оперативного питания на 60 с и включение оперативного питания	Отсутствие срабатывания. Восстановление работоспособности устройства после подачи питания с сохранением заданных уставок и алгоритма функционирования
4	Нормальный режим	Отключение фазы А вторичных цепей TH1	Отсутствие срабатывания
5	Нормальный режим	Отключение фаз А и В вторичных цепей TH1	Отсутствие срабатывания
6	Нормальный режим	Отключение фаз А, В, С вторичных цепей от обмоток TH1, соединенных "звездой". Если устройство АЧР подключается по цепям напряжения на междуфазное напряжение, то отключаются цепи междуфазного напряжения к которым подключено устройство	Отсутствие срабатывания
7	Нормальный режим	Замыкание фазы А вторичной цепи от TH1 на корпус (землю)	Отсутствие срабатывания
8	Нормальный режим	Замыкание фаз А и С вторичной цепи от TH1 на корпус (землю)	Отсутствие срабатывания
9	Нормальный режим	Смена фаз А и В вторичной цепи от TH1	Отсутствие срабатывания
10	Нормальный режим	Отключение нулевого вывода обмоток TH1, соединенных "звездой"	Отсутствие срабатывания
11	Нормальный режим	Изменение уставок в устройстве АЧР	Отсутствие срабатывания
12	Нормальный режим	Перезагрузка устройства (с помощью кнопки на устройстве, тумблера и т.д.)	Отсутствие срабатывания
13	Л1 и Л2 включены, Л3 отключена	Отключение Л1 без КЗ. Характер переходного процесса приведен на рисунке А.2	Срабатывают ступени АЧР и ЧАПВ в соответствии со своими уставками
14	Л1, Л2 и Л3 включены	Трехфазное КЗ на Л1 вблизи ПС1 с R ш = 0,2 Ом с ее последующим отключением через 0,1 с. Характер переходного процесса приведен на рисунке А.3	Отсутствие срабатывания
15	Л1, Л2 и Л3 включены	Трехфазное КЗ на Л3 вблизи ПС3 с R ш = 0,2 Ом с ее последующим отключением через 0,35 с	Отсутствие срабатывания
16	Л1, Л2 и Л3 включены	Двухфазное КЗ на землю на Л3 вблизи ПС3 с R ш = 0,2 Ом с ее последующим отключением через 0,4 с	Отсутствие срабатывания
17	Л1, Л2 и Л3 включены	Однофазное КЗ на землю на Л3 вблизи ПС3 с R ш = 0,2 Ом с ее последующим отключением через 0,4 с	Отсутствие срабатывания
18	Л1 и Л2 включены, Л3 отключена	Трехфазное КЗ на Л1 вблизи ПС1 с R ш = 0,2 Ом с ее последующим отключением через 0,1 с. Характер переходного процесса приведен на рисунке А.4	Срабатывают ступени АЧР и ЧАПВ в соответствии со своими уставками
19	Л1 и Л2 включены, Л3 отключена	Отключение Л2 без КЗ. Характер переходного процесса приведен на рисунке А.5. Выбег электродвигателей.	Отсутствие срабатывания
20	Генератор переменного синусоидального напряжения с регулируемой частотой, имитирующий выбег электродвигателей. Уставки по времени ступеней устройств АЧР, соответствующие САЧР и АЧР-1, должны быть установлены равными 0,15 с	Выбег электродвигателей. Изменение частоты синусоидального напряжения: - от 50,0 Гц до 47,0 Гц со скоростью 11 Гц/с, - от 47,0 Гц до 45,0 Гц со скоростью 8,0 Гц/с, - от 45,0 Гц до 35,0 Гц со скоростью 7 Гц/с	Отсутствие срабатывания
21	COMTRADE-файл * Уставки по времени ступеней устройств АЧР, соответствующие САЧР и АЧР-1, должны быть установлены равными 0,15 с	Однофазное КЗ в сети 10 кВ с резкой несимметрией фазных напряжений	Отсутствие срабатывания
* COMTRADE-файл предоставляется системным оператором.
Примечание - ТН1 - трансформатор напряжения 1; Л1-Л3 - линии (электропередачи) 1-3; ПС1, ПС3 подстанция 1 и 3; R ш - активное сопротивление шунта КЗ.

Р - соответствующая нагрузка, отключаемая действием ступени АЧР

Рисунок А.2 - Характер переходного процесса и эталонное функционирование АЧР

Р - соответствующая нагрузка, отключаемая действием ступени АЧР

Рисунок А.3 - Характер переходного процесса и эталонное функционирование АЧР

Р - соответствующая нагрузка, отключаемая действием ступени АЧР

Рисунок А.4 - Характер переходного процесса и эталонное функционирование АЧР

Р - соответствующая нагрузка, отключаемая действием ступени АЧР

Рисунок А.5 - Характер переходного процесса и эталонное функционирование АЧР

Таблица А.8 - Обозначения физических параметров, приведенных на рисунках

Обозначение параметра	Наименование параметра
f, Гц	Частота в узле ПС3
САЧР	Дискретный сигнал срабатывания специальной очереди АЧР
1 ступень АЧР-1	Дискретный сигнал срабатывания первой ступени АЧР-1
2 ступень АЧР-1	Дискретный сигнал срабатывания второй ступени АЧР-1
3 ступень АЧР-1	Дискретный сигнал срабатывания третьей ступени АЧР-1
4 ступень АЧР-1	Дискретный сигнал срабатывания четвертой ступени АЧР-1
5 ступень АЧР-1	Дискретный сигнал срабатывания пятой ступени АЧР-1
1 ступень АЧР-2	Дискретный сигнал срабатывания первой ступени АЧР-2
2 ступень АЧР-2	Дискретный сигнал срабатывания второй ступени АЧР-2
3 ступень АЧР-2	Дискретный сигнал срабатывания третьей ступени АЧР-2
4 ступень АЧР-2	Дискретный сигнал срабатывания четвертой ступени АЧР-2