Приложение 1. Требования к системам возбуждения и автоматическим регуляторам возбуждения сильного действия синхронных генераторов

1. Настоящие требования к системам возбуждения и автоматическим регуляторам возбуждения сильного действия синхронных генераторов устанавливают требования к системам возбуждения синхронных генераторов и автоматическим регуляторам возбуждения (далее - АРВ) синхронных генераторов, в том числе к их техническим параметрам и характеристикам, порядку проведения испытаний АРВ сильного действия синхронных генераторов и алгоритмов их функционирования, а также к порядку выбора, проверки, корректировки параметров настройки АРВ сильного действия синхронных генераторов и их реализации на объектах по производству электрической энергии, выполнение которых необходимо для обеспечения надежного функционирования объектов по производству электрической энергии в составе электроэнергетической системы.

2. Настоящие требования распространяются на:

системы возбуждения и АРВ синхронных генераторов номинальной мощностью 60 МВт и более;

системы возбуждения и АРВ синхронных генераторов номинальной мощностью менее 60 МВт в случае, если их системы возбуждения имеют в своем составе АРВ с введенным в работу одним или несколькими каналами стабилизации или введенным в работу системным стабилизатором для улучшения демпфирования колебаний в энергосистеме (далее - АРВ сильного действия);

АРВ сильного действия синхронных генераторов.

3. Соблюдение настоящих требований является обязательным для системного оператора электроэнергетических систем России (далее - субъект оперативно-диспетчерского управления), собственников и иных законных владельцев объектов по производству электрической энергии или входящего в их состав генерирующего оборудования, функционирующих в составе Единой энергетической системы России или технологически изолированных территориальных электроэнергетических систем либо присоединяемых к ним (далее - собственник или иной законный владелец объекта по производству электрической энергии (генерирующего оборудования), в отношении:

4. В случае несоответствия настоящим требованиям систем возбуждения и АРВ генерирующего оборудования, указанного в подпунктах "в", "г", "д" пункта 3 настоящих требований, такие системы возбуждения и АРВ должны быть приведены собственниками или иными законными владельцами соответствующих объектов по производству электрической энергии (генерирующего оборудования в соответствие с настоящими требованиями при реконструкции, модернизации или техническом перевооружении объектов по производству электрической энергии (их генерирующего оборудования), при которых осуществляется замена генератора, и (или) переподключение генератора к системе шин другого класса напряжения, и (или) замена (модернизация) системы возбуждения и (или) АРВ генератора.

5. В настоящих требованиях используются термины и определения в значениях, установленных законодательством Российской Федерации и ГОСТ 21558-2018 "Системы возбуждения турбогенераторов, гидрогенераторов и синхронных компенсаторов. Общие технические условия", принятым протоколом Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации от 20 декабря 2018 г. N 114-П и введенным в действие приказом Росстандарта от 29 января 2019 г. N 9-ст (Стандартинформ, 2019), а также термины и определения, указанные в приложении N 1 к настоящим требованиям.

6. Синхронные генераторы мощностью 60 МВт и более должны быть оснащены быстродействующими системами возбуждения.

7. Системы возбуждения синхронных генераторов мощностью 60 МВт и более, а также системы возбуждения синхронных генераторов мощностью менее 60 МВт в случае, если системы возбуждения таких генераторов имеют в своем составе АРВ сильного действия, должны иметь следующие характеристики:

быстродействие системы возбуждения при форсировке - не более 0,06 секунд для статических систем возбуждения и 0,12 секунд для бесщеточных и высокочастотных систем возбуждения;

полное время расфорсировки - не более 0,12 секунд для статических систем возбуждения и 0,3 секунд для бесщеточных и высокочастотных систем возбуждения;

запаздывание системы возбуждения при форсировке - не более 0,02 секунд.

8. Кратность форсировки возбуждения по напряжению, а также кратность форсировки возбуждения по току систем возбуждения синхронных генераторов должны быть не менее 2.

9. Кратность форсировки возбуждения по напряжению для статических тиристорных систем параллельного самовозбуждения и статических тиристорных систем, получающих питание от распределительных устройств собственных нужд электростанции, при номинальном напряжении статора должна быть не менее 2,5.

10. Системы возбуждения синхронных генераторов должны выдерживать двукратный номинальный ток возбуждения в течение времени не менее 10 секунд для всех типов синхронных генераторов.

11. В системах возбуждения синхронных генераторов должно быть обеспечено:

автоматическое ведение электронных журналов событий и регистрацию осциллограмм аварийных процессов с сохранением данных в энергонезависимой памяти;

передачу параметров настройки АРВ, журналов событий, осциллограмм аварийных событий и процессов в информационные системы электростанции по цифровым каналам связи;

синхронизацию времени АРВ со станционной системой обеспечения единого времени.

12. В системах возбуждения, применяемых в составе синхронных генераторов мощностью 60 МВт и более, а также в системах возбуждения синхронных генераторов мощностью менее 60 МВт в случае, если системы возбуждения таких генераторов имеют в своем составе АРВ сильного действия, должна быть обеспечена возможность измерения, в том числе, следующих параметров:

действующее значение напряжения статора синхронного генератора;

ток возбуждения синхронного генератора (для бесщеточных систем - при наличии технической возможности);

напряжение возбуждения синхронного генератора;

ток возбуждения возбудителя;

напряжение возбуждения возбудителя.

13. В системах возбуждения синхронных генераторов мощностью менее 60 МВт должна быть обеспечена возможность измерения, в том числе, следующих параметров:

действующее значение напряжения статора синхронного генератора;

ток возбуждения синхронного генератора (для бесщеточных систем - при наличии технической возможности);

напряжение возбуждения синхронного генератора.

14. В составе систем возбуждения синхронных генераторов мощностью 60 МВт и более должны применяться АРВ сильного действия.

Для синхронных генераторов мощностью от 5 до 60 МВт целесообразность применения АРВ сильного действия в составе быстродействующей системы возбуждения определяется по результатам расчетов переходных режимов и динамической устойчивости, выполняемых в соответствии с Методическими указаниями по проектированию развития энергосистем, утвержденными приказом Минэнерго России от 6 декабря 2022 N 1286 ¹, с учетом технико-экономического сравнения альтернативных вариантов мероприятий по обеспечению динамической устойчивости и выбора из нескольких технически обоснованных вариантов таких мероприятий наиболее экономически эффективного по критерию минимума суммарных дисконтированных затрат на его реализацию при одинаковых технических эффектах от реализации рассматриваемых вариантов мероприятий.

------------------------------

¹ Зарегистрирован Минюстом России 30 декабря 2022 г., регистрационный N 71920.

------------------------------

15. АРВ сильного действия синхронных генераторов мощностью 60 МВт и более, а также АРВ сильного действия, устанавливаемые в составе систем возбуждения синхронных генераторов мощностью менее 60 МВт, должны обеспечивать:

заданную точность поддержания напряжения на выводах генератора или на шинах высшего напряжения электростанции;

демпфирование колебаний роторов синхронных генераторов в нормальных, ремонтных и послеаварийных режимах энергосистемы, исключающее самораскачивание или возникновение незатухающих колебаний в энергосистеме;

релейную форсировку возбуждения, обеспечивающую увеличение напряжения возбуждения синхронного генератора с максимально возможной скоростью до величины потолочного (предельного) напряжения системы возбуждения и имеющую настраиваемые параметры: напряжение ввода релейной форсировки возбуждения и напряжение снятия релейной форсировки возбуждения, задаваемые относительно исходного (доаварийного) действующего значения напряжения статора генератора, а также время задержки на снятие релейной форсировки возбуждения;

блокировку каналов стабилизации или системного стабилизатора при изменении частоты со скоростью 0,05 Гц в секунду и более с настраиваемой выдержкой времени на ввод и запретом работы блокировки при возникновении в энергосистеме синхронных колебаний параметров электроэнергетического режима;

ограничение минимального возбуждения с уставкой, зависящей от активной мощности синхронного генератора, и устойчивую работу синхронных генераторов в режиме ограничения минимального возбуждения;

ограничение до двукратного значения тока ротора (для тиристорных систем возбуждения; для бесщеточных систем возбуждения, АРВ сильного действия которых имеют соответствующий ограничитель) при работе в электрической сети с выдержкой времени на ввод такого ограничения, задаваемой в диапазоне от 0,1 до 0,6 секунд.

16. В случае применения АРВ сильного действия синхронных генераторов, указанных в пункте 15 настоящих требований, в составе бесщеточных систем возбуждения такие АРВ сильного действия дополнительно к выполнению требований, предусмотренных пунктом 15 настоящих требований, должны обеспечивать:

ограничение максимального напряжения ротора и тока возбуждения бесщеточного возбудителя;

расчет тока ротора по диаграмме Потье, исходя из определения тока ротора синхронного генератора в установившемся режиме, учитывающий насыщение магнитной цепи - в случае использования в АРВ сильного действия тока ротора для формирования параметра стабилизации.

17. АРВ синхронных генераторов мощностью менее 60 МВт должны обеспечивать:

заданную точность поддержания напряжения на выводах генератора или на шинах высшего напряжения электростанции;

релейную форсировку возбуждения, обеспечивающую увеличение напряжения возбуждения синхронного генератора с максимально возможной скоростью до величины потолочного (предельного) напряжения системы возбуждения и имеющую настраиваемые параметры: напряжение ввода релейной форсировки возбуждения и напряжение снятия релейной форсировки возбуждения, задаваемые относительно исходного (доаварийного) действующего значения напряжения статора генератора, а также время задержки на снятие релейной форсировки возбуждения;

ограничение минимального возбуждения с уставкой, зависящей от активной мощности синхронного генератора, и устойчивую работу синхронных генераторов в режиме ограничения минимального возбуждения;

ограничение до двукратного значения тока ротора (для тиристорных систем возбуждения, а также для бесщеточных систем возбуждения, АРВ которых имеют соответствующий ограничитель) при работе в электрической сети с выдержкой времени на ввод такого ограничения, задаваемой в диапазоне от 0,1 до 0,6 секунд.

АРВ синхронных генераторов мощностью менее 60 МВт при применении их в составе бесщеточных систем возбуждения дополнительно к выполнению вышеуказанных требований должны обеспечивать ограничение максимального напряжения ротора и тока возбуждения бесщеточного возбудителя.

18. АРВ сильного действия синхронных генераторов, устанавливаемые на объектах по производству электрической энергии после вступления в силу настоящих требований, в том числе устанавливаемые на введенных в эксплуатацию объектах по производству электрической энергии при реконструкции, модернизации или техническом перевооружении таких объектов (их генерирующего оборудования), при которых осуществляется замена генератора, и (или) переподключение генератора к системе шин другого класса напряжения, и (или) замена (модернизация) системы возбуждения и (или) АРВ генератора, и алгоритмы функционирования таких АРВ должны пройти испытания на физической модели энергосистемы или на математической модели энергосистемы с использованием цифрового программно-аппаратного комплекса моделирования энергосистем в режиме реального времени.

Испытания АРВ сильного действия синхронных генераторов и алгоритмов их функционирования должны проводиться в соответствии с разделами 3 и 5 национального стандарта Российской Федерации ГОСТ Р 70609-2022 "Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Релейная защита и автоматика. Автоматические регуляторы возбуждения сильного действия синхронных генераторов. Испытания и проверка параметров настройки", утвержденного и введенного в действие приказом Росстандарта от 29 декабря 2022 г. N 1681-ст (М., "Стандартинформ", 2023) (далее - ГОСТ Р 70609-2022), и приложениями Г и Д к ГОСТ Р 70609-2022.

Информация о результатах испытаний АРВ сильного действия синхронных генераторов и алгоритмов их функционирования, проведенных в соответствии с настоящим пунктом требований, с указанием наименования АРВ, его типа (марки), организации-изготовителя, номера версии алгоритма функционирования АРВ, в отношении которой проводились испытания, и с приложением копий подтверждающих документов должна быть направлена собственником или иным законным владельцем объекта по производству электрической энергии (генерирующего оборудования) субъекту оперативно-диспетчерского управления не позднее чем за 2 месяца до предполагаемой даты ввода соответствующего объекта по производству электрической энергии (генерирующего оборудования) в работу в составе энергосистемы.

В случае если тип (марка) АРВ сильного действия синхронного генератора, устанавливаемого на объекте по производству электрической энергии, и версия алгоритма его функционирования идентичны типу (марке) АРВ и версии алгоритма его функционирования, ранее успешно прошедшим испытания в соответствии с настоящим пунктом требований, вместо результатов таких испытаний субъекту оперативно-диспетчерского управления могут быть представлены документы, подтверждающие указанные обстоятельства.

19. Выбор параметров настройки АРВ сильного действия синхронного генератора должен обеспечивать собственник или иной законный владелец объекта по производству электрической энергии (генерирующего оборудования), на котором он установлен (будет установлен).

В случаях, предусмотренных пунктами 20, 21 и 23 настоящих требований, собственником или иным законным владельцем объекта по производству электрической энергии (генерирующего оборудования) должны быть обеспечены проверка и корректировка (при необходимости, выявленной в процессе проверки) выбранных параметров настройки АРВ сильного действия синхронных генераторов на модели энергосистемы с соблюдением требований, установленных указанными пунктами.

В период с момента первого включения синхронного генератора в сеть до завершения проверки и корректировки выбранных параметров настройки АРВ сильного действия синхронных генераторов ограничение выдаваемой электрической мощности электростанции или нагрузки отдельного синхронного генератора определяется субъектом оперативно-диспетчерского управления на основе расчетов переходных режимов и динамической устойчивости.

В отношении вновь вводимого (реконструируемого, модернизируемого) генерирующего оборудования, новых (модернизированных) АРВ сильного действия синхронных генераторов проверка и корректировка выбранных параметров настройки АРВ должны быть выполнены до начала комплексного опробования генерирующего оборудования на электростанции.

20. В отношении находящихся в эксплуатации генерирующего оборудования и АРВ сильного действия синхронных генераторов в случае планируемого изменения параметров настройки АРВ или наступления условий, предусмотренных пунктом 21 настоящих требований, а также в отношении вновь вводимого (реконструируемого, модернизируемого) генерирующего оборудования, новых (модернизированных) АРВ сильного действия синхронных генераторов проверка и корректировка выбранных параметров настройки АРВ сильного действия синхронных генераторов (далее - параметры настройки АРВ), указанных в таблице 1 приложения N 2 к настоящим требованиям, должна быть выполнена на модели энергосистемы, определяемой согласно таблице 1 приложения N 2 к настоящим требованиям. Указанные проверка и корректировка выбранных параметров настройки АРВ должны проводиться по программе проверки выбранных параметров настройки АРВ, согласованной собственником или иным законным владельцем объекта по производству электрической энергии (генерирующего оборудования) с субъектом оперативно-диспетчерского управления в установленном пунктом 22 настоящих требований порядке, с соблюдением требований разделов 3 и 4 ГОСТ Р 70609-2022 и приложений А - В к ГОСТ Р 70609-2022.

21. В случае если по результатам расчетов переходных режимов и динамической устойчивости или анализа фактических параметров электрического режима по данным регистраторов аварийных событий и процессов субъектом оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике выявлено отклонение работы АРВ сильного действия синхронного генератора от настоящих требований, субъект оперативно-диспетчерского управления должен в течение 15 рабочих дней со дня выявления такого отклонения направить собственнику или иному законному владельцу соответствующего объекта по производству электрической энергии (генерирующего оборудования) уведомление о необходимости корректировки параметров настройки АРВ с приложением обосновывающих материалов.

Собственник или иной законный владелец объекта по производству электрической энергии (генерирующего оборудования) в срок не более шести месяцев с момента получения указанного уведомления должен осуществить выбор новых параметров настройки АРВ для устранения причин выявленных нарушений и обеспечения соблюдения настоящих требований.

В отношении синхронных генераторов, указанных в таблице 2 приложения N 2 к настоящим требованиям, собственник или иной законный владелец объекта по производству электрической энергии (генерирующего оборудования) должен обеспечить проверку и корректировку (при необходимости, выявленной в процессе проверки) выбранных параметров настройки АРВ на модели энергосистемы, определяемой в соответствии с таблицей 2 приложения N 2 к настоящим требованиям, по программе проверки выбранных параметров настройки АРВ, согласованной с субъектом оперативно-диспетчерского управления в установленном пунктом 22 настоящих требований порядке, и с соблюдением требований разделов 3 и 4 ГОСТ Р 70609-2022 и приложений А - В к ГОСТ Р 70609-2022. До проверки параметров настройки АРВ, их корректировки и реализации на объекте по производству электрической энергии необходимость и величина ограничения выдаваемой электрической мощности электростанции или нагрузки отдельного синхронного генератора определяется субъектом оперативно-диспетчерского управления на основе расчетов переходных режимов и динамической устойчивости.

22. В случаях, указанных в пунктах 20 и 21 настоящих требований, программа проверки выбранных параметров настройки АРВ должна быть согласована с субъектом оперативно-диспетчерского управления.

При получении от собственника или иного законного владельца объекта по производству электрической энергии (генерирующего оборудования) или привлеченного им для целей проведения проверки лица проекта программы проверки выбранных параметров настройки АРВ, субъект оперативно-диспетчерского управления обязан в течение 15 рабочих дней рассмотреть и согласовать его либо направить замечания и предложения к проекту указанной программы.

Рассмотрение и согласование программы проверки выбранных параметров настройки АРВ должно осуществляться субъектом оперативно-диспетчерского управления в части схемы электрической сети, расчетных возмущений, балансов мощности энергосистемы и характерных режимов в нормальной, ремонтных и послеаварийных схемах энергосистемы и соблюдения требований раздела 4 ГОСТ Р 70609-2022 и приложений А - В к ГОСТ Р 70609-2022.

При получении от субъекта оперативно-диспетчерского управления замечаний к программе проверки собственник или иной законный владелец объекта по производству электрической энергии (генерирующего оборудования) обязан их устранить и направить проект программы проверки на повторное согласование субъекту оперативно-диспетчерского управления.

23. Реализацию выбранных параметров настройки АРВ сильного действия синхронных генераторов на объекте по производству электрической энергии должен обеспечивать его собственник или иной законный владелец.

В отношении синхронных генераторов, указанных в таблице 1 приложения N 2 к настоящим требованиям, а также в отношении иных синхронных генераторов в случаях, указанных в пункте 21 настоящих требований, настройка их АРВ сильного действия на объекте по производству электрической энергии должна осуществляться в соответствии с параметрами настройки АРВ, успешно прошедшими проверку и при необходимости корректировку в порядке, предусмотренном пунктами 20 и 21 настоящих требований.

В случае если при реализации параметров настройки АРВ на объекте по производству электрической энергии осуществляющим ее персоналом выявлена техническая необходимость корректировки ранее выбранных параметров настройки АРВ, собственник или иной законный владелец объекта по производству электрической энергии (генерирующего оборудования) обязан в срок не позднее 30 календарных дней со дня выявления такой технической необходимости обеспечить повторную проверку измененных параметров настройки АРВ в порядке, предусмотренном пунктами 20 и 21 настоящих требований.

24. Информация о параметрах настройки АРВ, выбранных, проверенных и скорректированных в соответствии с пунктами 19 - 23 настоящих требований, в пятидневный срок со дня завершения реализации указанных параметров настройки АРВ на объекте по производству электрической энергии должна быть направлена собственником или иным законным владельцем объекта по производству электрической энергии (генерирующего оборудования) субъекту оперативно-диспетчерского управления с приложением копий документов, подтверждающих проверку параметров настройки АРВ на модели энергосистемы в соответствии с настоящими требованиями.

В отношении вновь вводимого (реконструируемого, модернизируемого) генерирующего оборудования, новых (модернизированных) АРВ сильного действия синхронных генераторов, относящихся к объектам диспетчеризации, указанные информация и документы должны быть представлены субъекту оперативно-диспетчерского управления до подачи диспетчерской заявки на включение генерирующего оборудования в работу для проведения его комплексного опробования.

25. Собственником или иным законным владельцем объекта по производству электрической энергии (генерирующего оборудования) должны быть проведены натурные испытания системы возбуждения синхронного генератора с АРВ сильного действия при работе генератора в электрической сети (далее - натурные испытания) в следующих случаях:

при проведении комплексного опробования и наладки генерирующего оборудования электростанций после осуществления строительства, реконструкции, модернизации и технического перевооружения или капитального ремонта оборудования объекта по производству электрической энергии, предусматривающих установку (замену, модернизацию) генерирующего оборудования, системы возбуждения и (или) АРВ сильного действия синхронных генераторов;

при изменении величины установленной генерирующей мощности генерирующего оборудования или изменении схемы выдачи мощности объекта по производству электрической энергии.

При проведении натурных испытаний должна осуществляться проверка корректности работы основных функций системы возбуждения, влияющих на устойчивость параллельной работы синхронного генератора в энергосистеме.

Натурные испытания должны проводиться не менее чем для трех уровней нагрузок генератора по активной мощности, в том числе при номинальной мощности, при минимально допустимой по условиям работы технологического оборудования нагрузке и как минимум для одного промежуточного значения нагрузке генерирующего оборудования.

26. Программа проведения натурных испытаний, разрабатываемая и утверждаемая собственником или иным законным владельцем объекта по производству электрической энергии (генерирующего оборудования), должна предусматривать состав проверок для каждого из каналов регулирования АРВ сильного действия, включая:

проверку устойчивости регулирования возбуждения генератора и эффективности работы каналов системной стабилизации при скачкообразном изменении уставки напряжения генератора с наблюдением за переходными процессами;

проверку устойчивости работы и определение границ вступления и выхода из режима ограничителя минимального возбуждения плавным вхождением в зону работы ограничителя и выхода из нее путем управления уставкой АРВ;

проверку устойчивости работы ограничителя минимального возбуждения скачкообразным изменением уставки напряжения генератора при работе с введенными каналами системной стабилизации, а также при работе с выведенными каналами системной стабилизации (с включенным и отключенным системным стабилизатором);

проверку работоспособности релейной форсировки возбуждения с определением быстродействия системы возбуждения синхронного генератора при условии достижения установленной кратности тока возбуждения.

27. При проведении натурных испытаний не допускается:

одновременное проведение опытов на двух и более АРВ сильного действия синхронных генераторов одного объекта по производству электрической энергии;

проведение опытов с определением границ устойчивости, при которых возникают синхронные качания активной мощности синхронного генератора.

Перед началом проведения натурных испытаний собственником или иным законным владельцем объекта по производству электрической энергии (генерирующего оборудования) должна быть обеспечена реализация в АРВ сильного действия синхронного генератора алгоритма функционирования и параметров настройки, выбранных, проверенных и скорректированных в соответствии с пунктами 19 - 23 настоящих требований.

В случае, если в ходе натурных испытаний выявлено, что выбранные на модели энергосистемы параметры настройки АРВ сильного действия не обеспечивают устойчивость параллельной работы генерирующего оборудования, то изменение указанных параметров настройки АРВ сильного действия должно осуществляться в порядке, аналогичном установленному пунктами 20 - 22 настоящих требований.