Проект Приказа Министерства энергетики РФ "Об утверждении требований к системам возбуждения и автоматическим регуляторам возбуждения сильного действия синхронных генераторов" (подготовлен Минэнерго России 17.10.2017)

Досье на проект

Пояснительная записка

В соответствии с пунктом 2 статьи 28 Федерального закона от 26.03.2003 N 35-ФЗ "Об электроэнергетике" (Собрание законодательства Российской Федерации, 2003, N 13, ст. 1177; 2004, N 35, ст. 3607; 2005, N 1, ст. 37; 2006, N 52, ст. 5498; 2007, N 45, ст. 5427; 2008, N 29, ст. 3418; N 52, ст. 6236; 2009, N 48, ст. 5711; 2010, N 11, ст. 1175; N 31, ст. 4156, 4157, 4158, 4160; 2011, N 1, ст. 13; N 7, ст. 905; N 11, ст. 1502; N 23, ст. 3263; N 30, ст. 4590, 4596; N 50, ст. 7336, 7343; 2012, N 26, ст. 3446; N 27, ст. 3587; N 53 (часть I), ст. 7616; 2013, N 14, ст. 1643; N 45, ст. 5797; N 48, ст. 6165; 2014, N 16, ст. 1840 ; N 30 (часть I), ст. 4218; N 42, ст. 5615; 2015, N 1 (часть I), ст. 19; N 27, ст. 3951; N 29 (часть I), ст. 4350, 4359; N 45, ст. 6208; 2016, N 1 (часть I), ст. 70; N 14, ст. 1904; N 18, ст. 2508; N 26 (часть I), ст. 3865; N 27 (часть I), ст. 4201; 2017, N 1 (часть I), ст. 49) и постановлением Правительства Российской Федерации от 02.03.2017 N 244 "О совершенствовании требований к обеспечению надежности и безопасности электроэнергетических систем и объектов электроэнергетики и внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации" (Собрание законодательства Российской Федерации, 2017, N 11, ст. 1562), приказываю:

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

2. В Правилах технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации, утвержденных приказ Минэнерго России от 19 июня 2003 г. N 229 (зарегистрировано в Минюсте России 20 июня 2003 г. N 4799) в пункте 5.1.2:

абзац первый после слов "(ограничение минимального возбуждения" дополнить словами ", каналы стабилизации";

дополнить абзацем третьим следующего содержания:

"Выбор, проверка, корректировка и реализация параметров настройки АРВ сильного действия должны осуществляться в соответствии с требованиями к системам возбуждения и автоматическим регуляторам возбуждения сильного действия синхронных генераторов, утвержденным Министерством энергетики Российской Федерации.".

3. Настоящий приказ вступает в силу по истечении трех месяцев после дня его официального опубликования.

Министр

А.В. Новак

УТВЕРЖДЕНЫ
приказом Минэнерго России
от "__" ____ 2017 г. N_______

Требования к системам возбуждения и автоматическим регуляторам возбуждения сильного действия синхронных генераторов

I. Общие положения

1. Настоящие Требования к системам возбуждения и автоматическим регуляторам возбуждения сильного действия синхронных генераторов (далее - Требования) устанавливают требования к оснащению синхронных генераторов электростанций системами возбуждения и автоматическим регуляторам возбуждения, а также требования к параметрам и характеристикам систем возбуждения и автоматических регуляторов возбуждения (далее - АРВ) синхроных генераторов, 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 сильного действия, а также АРВ сильного действия синхронных генераторов.

3. Соблюдение настоящих Требований является обязательным для субъектов оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике, собственников и иных законных владельцев объектов по производству электрической энергии (генерирующего оборудования), функционирующих в составе Единой энергетической системы России или технологически изолированных территориальных электроэнергетических систем либо присоединяемых к ним, в отношении:

генерирующего оборудования вновь строящихся объектов по производству электрической энергии, технические условия на технологическое присоединение которых к электрической сети выданы после вступления в силу настоящих Требований;

существующего генерирующего оборудования, введенного в эксплуатацию после 01.01.2012;

генерирующего оборудования, введенного в эксплуатацию до 01.01.2012, при реконструкции, модернизации или техническом перевооружении соответствующих электростанций.

5. В настоящих Требованиях использованы понятия в соответствии с нормативными правовыми актами Российской Федерации в области электроэнергетики, а также понятия, указанные в приложении к настоящим Требованиям.

II. Требования к системам возбуждения синхронных генераторов

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 собственных нужд электростанции, при номинальном напряжении статора должна быть не менее 2,5.

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

11. В системе возбуждения синхронных генераторов должны быть организованы:

ведение журналов событий и регистрация осциллограмм аварийных процессов с сохранением данных в энергонезависимой памяти;

передача параметров настройки АРВ, журналов событий, осциллограмм аварийных событий АРВ в информационные системы электростанции по цифровым каналам связи.

12. В системах возбуждения, применяемых в составе синхронных генераторов мощностью 60 MBт и более, 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;

сопротивление изоляции обмотки ротора и цепей возбуждения относительно земли.

13. В системах возбуждения, применяемых в составе синхронных генераторов мощностью менее 60 MBт, 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;

сопротивление изоляции обмотки ротора и цепей возбуждения относительно земли.

III. Требования к автоматическим регуляторам возбуждения синхронных генераторов

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

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;

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;

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 сети с выдержкой времени на ввод, 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 - 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;

устойчивую работу синхронных генераторов в режиме ограничения минимального возбуждения;

ограничение до двукратного значения тока ротора (для тиристорных систем возбуждения; для бесщеточных систем возбуждения, АРВ которых имеют соответствующий ограничитель) при работе в сети с выдержкой времени на ввод, 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. Алгоритмы функционирования АРВ сильного действия должны пройти испытания на модели энергосистемы по программе, согласованной с субъектом оперативно-диспетчерского управления.

19. Выбор, проверку, корректировку и реализацию параметров настройки АРВ сильного действия синхронных генераторов на электростанции должен обеспечивать собственник или иной законный владелец электростанции.

20. Проверка выбранных параметров настройки АРВ сильного действия синхронных генераторов атомных электростанций, синхронных генераторов гидравлических электростанций установленной мощностью 100 МВт и более, синхронных генераторов тепловых электростанций установленной мощностью 500 МВт и более, а также парогазовых энергоблоков суммарной установленной мощностью 500 МВт и более должна быть выполнена на модели энергосистемы по программе, согласованной с субъектом оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике.

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 в электроэнергетике направляет собственнику или иному законному владельцу соответствующей электростанции уведомление о необходимости корректировки параметров настройки АРВ сильного действия синхронного генератора с приложением обосновывающих материалов.

Собственник или иной законный владелец электростанции в срок не более шести месяцев с момента получения указанного уведомления должен осуществить выбор и проверку параметров настройки АРВ сильного действия синхронного генератора электростанции на модели энергосистемы по программе, согласованной с субъектом оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике.

До проверки параметров настройки АРВ сильного действия синхронного генератора, их корректировки и реализации на электростанции ограничение выдаваемой электрической мощности электростанции или нагрузки отдельного синхронного генератора определяется субъектом оперативно-диспетчерского управления на основе расчетов переходных режимов и динамической устойчивости.

22. Параметры настройки АРВ сильного действия синхронных генераторов, выбранные в соответствии с пунктами 19 - 21 настоящих Требований, в пятидневный срок направляются собственником или иным законным владельцем электростанции субъекту оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике.

Приложение
к Требованиям к системам возбуждения
и автоматическим регуляторам возбуждения
сильного действия синхронных генераторов

Понятия, используемые в Требованиях к системам возбуждения и автоматическим регуляторам возбуждения сильного действия синхронных генераторов

Автоматический регулятор возбуждения (АРВ) - устройство, являющееся составной частью системы возбуждения и действующее на возбудитель синхронной машины с целью поддержания напряжения в электрической сети на заданном уровне;

автоматический регулятор возбуждения сильного действия - автоматический регулятор возбуждения, структура которого включает каналы стабилизации (системный стабилизатор) для улучшения демпфирования колебаний в энергосистеме;

бесщеточная система возбуждения - система возбуждения синхронного генератора, в которой передача энергии от возбудителя к обмотке возбуждения синхронной машины осуществляется без посредства скользящего щеточного контакта;

быстродействие системы возбуждения - время достижения 95 %-го потолочного напряжения возбуждения синхронного генератора от исходного номинального значения при форсировке, вызванной регламентированным изменением напряжения на входе автоматического регулятора возбуждения;

быстродействующая система возбуждения - система возбуждения синхронного генератора, быстродействие которой при форсировке, а также полное время расфорсировки не превышает соответствующие значения, регламентированные для таких систем;

возбудитель - устройство, являющееся составной частью системы возбуждения, предназначенное для питания постоянным током обмотки возбуждения синхронного генератора и представляющее электрическую машину постоянного тока либо полупроводниковый преобразователь в комплексе с источником питания переменного тока. Источником переменного тока могут быть электрическая машина переменного тока, трансформатор или сочетание ряда различных трансформаторов или дополнительная обмотка переменного тока в возбуждаемой машине, а также различные сочетания вышеуказанных источников питания;

высокочастотная система возбуждения - система независимого возбуждения синхронного генератора со статическим преобразователем, в котором источник питания преобразователя имеет частоту 100 Гц и более;

диаграмма Потье - метод определения тока ротора синхронного генератора в установившихся и переходных режимах работы синхронного генератора, учитывающего индуктивное сопротивление, характеристики холостого хода и короткого замыкания синхронного генератора, а также состояние насыщения магнитной системы, вызванное действием реакции якоря при нагрузке синхронного генератора;

запаздывание системы возбуждения - интервал времени в секундах от момента подачи на вход автоматического регулятора возбуждения синхронного генератора сигнала, вызывающего необходимость полной форсировки возбуждения (при внезапном коротком замыкании в цепи статора синхронной машины или скачкообразном изменении ее напряжения) до момента, когда в процессе форсировки возбуждения напряжение возбудителя отклонилось от начального на 3 % от разности конечного и начального напряжений в сторону, определяемую поданным сигналом;

кратность форсировки возбуждения по напряжению - потолочное установившееся напряжение системы возбуждения синхронного генератора, выраженное в долях номинального напряжения возбуждения;

кратность форсировки возбуждения по току - потолочный ток возбуждения синхронного генератора, выраженный в долях номинального тока возбуждения;

потолочный (предельный) ток возбуждения - наибольший ток возбуждения синхронного генератора, создаваемый системой возбуждения в конце регламентированной длительности форсировки возбуждения;

потолочное (предельное) напряжение системы возбуждения (потолок возбуждения по напряжению) - наибольшее постоянное напряжение, возникающее на обмотке возбуждения синхронного генератора в процессе форсировки возбуждения при начальном токе, равном номинальному току возбуждения, и начальной температуре обмотки возбуждения синхронной машины, равной рабочей номинальной;

потолочное (предельное) установившееся напряжение системы возбуждения - постоянное напряжение, возникающее при форсировке на обмотке возбуждения синхронного генератора в момент достижения потолочного тока возбуждения при начальной температуре обмотки возбуждения синхронной машины, равной рабочей номинальной. Если система возбуждения оснащена устройством ограничения максимального тока возбуждения, то потолочное установившееся напряжение возбуждения определяется в момент, предшествующий началу работы этого устройства;

расфорсировка возбуждения - принудительное снижение напряжения и тока возбуждения синхронного генератора от потолочного значения до заданного;

релейная форсировка возбуждения - функция автоматического регулятора возбуждения, обеспечивающая увеличение напряжения возбуждения синхронной машины с максимально возможной скоростью до своих потолочных значений и имеющая настраиваемые параметры: напряжение ввода релейной форсировки возбуждения, напряжение снятия релейной форсировки возбуждения, время задержки на снятие релейной форсировки возбуждения;

система возбуждения - комплекс оборудования, устройств, аппаратов и сборных единиц, предназначенных для возбуждения автоматически регулируемым постоянным током синхронных генераторов в нормальных и аварийных режимах;

система параллельного самовозбуждения - система самовозбуждения синхронного генератора, в которой источником энергии возбудителя является напряжение статора возбуждаемой синхронной машины или сети, на которую работает эта машина;

система независимого возбуждения - система возбуждения синхронного генератора, в которой возбудитель получает энергию от источника, не связанного с напряжением и током статора возбуждаемой синхронной машины или сети, на которую она работает;

системный стабилизатор (PSS) - функция, которая обеспечивает дополнительный входной сигнал в автоматическом регуляторе возбуждения для улучшения демпфирования колебаний в энергосистеме;

статическая система возбуждения - система возбуждения синхронного генератора, в состав которой входят только статические источники энергии и статические преобразователи переменного тока в постоянный;

тиристорная система возбуждения - система возбуждения синхронного генератора, в которой переменный ток источника питания преобразуется в постоянный ток возбуждения синхронной машины тиристорными преобразователями;

форсировка возбуждения - переход системы возбуждения в режим выдачи максимального напряжения и тока возбуждения синхронного генератора.