Automação de sistemas de energia: APV, AVR, AChP, ARCH e outros tipos de automação
Os principais parâmetros regulados pelos sistemas de controle automático de sistemas de energia são a frequência da corrente elétrica, a tensão dos pontos nodais das redes elétricas, a potência ativa e reativa e as correntes de excitação dos geradores de usinas e compensadores síncronos, os fluxos de potência ativa e reativa em redes elétricas de sistemas de energia e interligações, pressão e temperatura do vapor, carga nas caldeiras, quantidade de ar fornecido, vácuo nos fornos das caldeiras, etc. Além disso, interruptores em redes elétricas e outros dispositivos podem operar automaticamente.
A gestão automática dos modos do sistema elétrico consiste em:
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confiabilidade da automação;
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automação de qualidade de energia;
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automação da distribuição econômica.
Automação de confiabilidade
A Automação de Confiabilidade (AN) é um conjunto de dispositivos automáticos que atuam em caso de avaria de equipamentos de emergência e contribuem para a rápida remoção de um acidente, limitando suas consequências, evitando o desenvolvimento de acidentes no sistema elétrico e minimizando assim as interrupções no fornecimento de energia. .
Os dispositivos AN mais comuns são proteção de relé de equipamentos elétricos, descarga automática de emergência do sistema de energia, reconexão automática, ativação automática da reserva, autosincronização automática, partida automática da frequência de unidades paradas de estações hidráulicas, excitação automática do gerador reguladores.
Descarga automática de emergência de sistemas de energia (AAR) garante que o equilíbrio de energia nos sistemas de energia seja mantido em caso de acidente grave acompanhado de perda de grande capacidade de geração e redução da frequência CA.
Quando o AAA é acionado, vários usuários do sistema de energia são desconectados automaticamente, o que permite manter o equilíbrio de energia e evita uma forte redução de frequência e tensão, o que ameaça interromper a estabilidade estática de todo o sistema de energia, ou seja, , um colapso completo em seu trabalho.
O AAR consiste em várias filas, cada uma das quais opera quando a frequência cai para um determinado valor predeterminado e desliga um determinado grupo de usuários.
Diferentes estágios AAF diferem na configuração da frequência de resposta, bem como em vários sistemas de energia e seu tempo de operação (configuração do relé de tempo).
A destruição de AAA, por sua vez, evita que os usuários sejam desconectados desnecessariamente, pois quando um número suficiente de usuários é desconectado, a frequência aumenta, impedindo a operação das filas AAA subsequentes.
O reengajamento automático se aplica a usuários anteriormente desabilitados por AAA.
Religamento Automático (AR) reativa automaticamente a linha de transmissão após ela ter sido desconectada automaticamente. O religamento automático geralmente é bem-sucedido (falta de energia de curto prazo resulta na autodestruição da emergência) e a linha danificada permanece em serviço.
O fechamento automático é particularmente importante para linhas únicas, pois o fechamento automático bem-sucedido evita a perda de energia para os consumidores. Para linhas multicircuitos, o religamento automático restaura automaticamente o circuito de alimentação normal. Finalmente, o religamento automático das linhas que conectam a usina à carga aumenta a confiabilidade da usina.
O AR é dividido em trifásico (desligando as três fases em caso de falha de pelo menos uma delas) e monofásico (desligando apenas a fase danificada).
O religamento automático de linhas provenientes de usinas é feito com ou sem sincronização. A duração do ciclo de religamento automático é determinada pelas condições de extinção do arco (duração mínima) e pelas condições de estabilidade (duração máxima).
Olhar - Como os dispositivos de religamento automático são organizados em redes elétricas
Chave de transferência automática (ATS) inclui equipamentos de backup em caso de desligamento de emergência do principal.Por exemplo, quando um grupo de linhas de usuário é alimentado por um transformador, quando este é desconectado (por falha ou por qualquer outro motivo), o ATS conecta as linhas a outro transformador, que restabelece a alimentação normal aos usuários.
O ATS é amplamente utilizado em todos os casos onde de acordo com as condições do circuito elétrico pode ser realizado.
A auto-sincronização automática garante que os geradores sejam ligados (geralmente em emergências) usando o método de auto-sincronização.
A essência do método é que um gerador não excitado é conectado à rede e então a excitação é aplicada a ele. A auto-sincronização garante a partida rápida dos geradores e acelera a remoção de emergência, permitindo um curto período de tempo para usar a energia dos geradores que perderam a comunicação com o sistema de energia.
eu estou olhando - Como funcionam os dispositivos automáticos para ligar a reserva nas redes elétricas
Início Automático de Frequência (AFC) os disjuntores hidrelétricos atuam reduzindo a frequência no sistema elétrico, o que ocorre quando há perda de grande capacidade geradora. O AChP aciona as turbinas hidráulicas, normaliza sua velocidade e realiza a autosincronização com a rede.
O AFC deve operar em uma frequência mais alta do que a descarga de emergência do sistema de energia para evitar picos. Reguladores automáticos de excitação de máquinas síncronas proporcionam um aumento na estabilidade estática e dinâmica do sistema de potência.
Automação de qualidade de energia
Power Quality Automation (EQA) suporta parâmetros como tensão, frequência, pressão e temperatura do vapor, etc.
O EQE substitui as ações do pessoal operacional e permite melhorar a qualidade da energia devido a uma reação mais rápida e sensível à deterioração dos indicadores de qualidade.
Os dispositivos ACE mais comuns são reguladores automáticos de excitação de geradores síncronos, dispositivos automáticos para alterar a taxa de transformação de transformadores, transformadores de controle automático, mudanças automáticas de potência de capacitores estáticos, reguladores automáticos de frequência (AFC), reguladores automáticos de frequência e fluxos de potência intersistemas (AFCM ).
O primeiro grupo de dispositivos ACE (excluindo AFC e AFCM) permite a manutenção automática da tensão em vários pontos nodais de redes elétricas dentro de certos limites.
ARCH — dispositivos que regulam a frequência em sistemas de energia, pode ser instalado em uma ou várias usinas. Quanto maior o número de usinas com regulação automática de frequência, mais precisamente a frequência é regulada no sistema de energia e menor a participação de cada usina na regulação automática de frequência, o que aumenta a eficiência da regulação.
O controle automático combinado de frequência e fluxo de energia intersistema usando um sistema de controle automático de frequência é amplamente utilizado para sistemas de energia interconectados.
Automação econômica da distribuição
A Automação da Distribuição Econômica (AED) fornece distribuição ideal de energia ativa e reativa no sistema de energia.
O cálculo da distribuição ideal de energia pode ser realizado continuamente e a pedido do despachante, considerando não apenas as características do consumo de custos em usinas individuais, mas também o efeito das perdas de energia nas redes elétricas, bem como várias restrições na distribuição de cargas de engrenagem, etc.).
A automação de distribuição econômica e os controladores automáticos de frequência podem funcionar independentemente um do outro, mas também podem ser interconectados.
No segundo caso, o AFC evita o desvio de frequência usando para esse fim alterações na capacidade de unidades individuais da planta, independentemente das condições de distribuição econômica, apenas dentro dos limites de uma alteração relativamente pequena na carga total.
Com uma mudança suficientemente significativa na carga total, o AER entra em operação e, de uma forma ou de outra, altera as configurações de energia na regulação automática da frequência de usinas individuais. Se o AER for independente do AER, as configurações do AER são alteradas pelo despachante após receber uma resposta à solicitação do AER.
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