В отличие от коммутационных управляющих воздействий, эффективность которых при известных собственных временах срабатывания коммутационной аппаратуры определяется последствиями изменения схемы, эффективность воздействий через момент турбины существенным образом зависит от физических характеристик самого объекта воздействия - котлотурбинного агрегата. Для пояснения этих воздействий на рис. 14 приведена упрощенная схема энергоблока, в которой использованы следующие сокращения наименований отдельных агрегатов и устройств регулирования: ЦВД, ЦСД, ЦНД -цилиндры высокого, среднего и низкого давления турбины; БРОУ - быстродействующая редукционно-охладительная установка; КАСП - клапан аварийного сброса пара; АРС - автоматический регулятор скорости вращения турбины; МИСВ - механизм изменения скорости вращения(задания уставки мощности) турбины; ЭГП - электрогидравлический преобразователь (электрический вход в систему управления турбиной); РДП - регулятор давления пара; СРПГ - система регулирования парогенератора (котла).
Каждый энергоблок оснащен автономной системой регулирования скорости вращения, а также может быть включен в систему автоматического регулирования частоты и мощности в энергообъединении (АРЧМ). Оценка действия этих систем регулирования с позиций противоаварийного управления неоднозначна. Так автоматическое регулирование скорости вращения турбины не только обеспечивает необходимое качество электроэнергии, но и предотвращает лавину частоты, являясь тем самым важнейшим мероприятием по обеспечению надежности электроснабжения и живучести энергосистемы
Рис. 14
Вместе с тем в зависимости от характеристик энергоблоков и распределения резерва в энергосистеме регулирование скорости турбин может приводить я неблагоприятному с точки зрения устойчивости параллельной работы перераспределению мощности в послеаварийном режиме, ослабляя или сводя на нет в некоторых случаях воздействия от ОГ или ОН. По тем же причинам, неблагоприятным с точки зрения устойчивости может оказаться действие системы регулирования частоты. Вместе с тем АРЧМ имеет в своем составе систему ограничения перетоков, которая во многих случаях предотвращает нарушение устойчивости при спонтанных, в том числе и аварийных перегрузках линии.
Весьма неблагоприятным оказывается иногда действие котельной автоматики, в частности осуществление регулирования давления пара по принципу "до себя", т.е. на поддержание неизменным давления перед турбиной. При снижении частоты и реализации резерва мощности энергоблока под действием АРС давление пара перед турбиной начинает падать, что приводит в действие регулятор на закрытие клапанов и, соответственно, снижение мощности турбины. Таким образом, по прошествии некоторого времени (обычно нескольких минут) возникает самопроизвольная разгрузка энергоблоков, которая приводит к повторному снижению частоты и чревата опасностью нарушений устойчивости и развития аварии.
Регулирование энергоблока "при скользящем давлении", т.е. при полностью открытых клапанах с управлением мощностью через изменение параметров пара практически исключает непосредственную реакцию энергоблока на колебания частоты. В результате существенно снижается регулирующий эффект генерации в энергосистеме, а решение задачи поддержания частоты в аварийных условиях в большей мере возлагается на средства противоаварийной автоматики и сопряжено с повышением ущерба от ее действия.
Используются и другие виды регулирования, направленные на повышение экономичности энергоблоков, затрудняющие или в лучшем случае не способствующие решению задач обеспечения надежности и живучести энергосистемы в аварийных режимах.
Возможности принудительного изменения мощности энергоблока от противоаварийной автоматики связаны с изменением режима прежде всего турбины. Время изменения режима энергоблока воздействием через котел составляет минуты. Несколькими секундами исчисляется инерционность паровых объемов в паропроводах и турбине. Несколько (иногда десятки) секунд составляет постоянная времени изменения мощности турбины через МИСВ. Постоянная времени воздействия через электрический вход составляет десятые - сотые доли секунды. Воздействия на изменение момента турбины в сторону его понижения и повышения существенно различны, различны и характеристики (скорость и глубина) изменения момента.
В последние годы конденсационные энергоблоки вытесняются энергоблоками с более рациональным использованием теплотворной способности исходного энергоносителя, прежде всего парогазовые установки (ПГУ). Существенно больший КПД, который достигается при использовании ПГУ, послужил стимулом к практически полному отказу от сооружения новых конденсационных энергоблоков.
С точки зрения использования управляющих воздействий изменением момента турбины переход на ПГУ и другие энергоблоки нового типа не привносит принципиальных изменений. Несколько отличным оказываются динамические характеристики. Впрочем, значительными различиями динамических характеристик обладают и разные турбоагрегаты старых типов.
В отечественной практике не принято использовать управляющие воздействия на изменение момента турбин атомных электростанций (АЭС), за исключением случаев воздействия по условиям безопасности собственно АЭС. Вместе с тем эти энергоблоки обладают теми же возможностями для противоаварийного управления, и такое управление используется в энергосистемах некоторых стран, особенно тех, где АЭС составляют значительную часть генерирующих мощностей.
