Деление энергосистемы (ДС) как средство противоаварийной автоматики осуществляется во время переходного процесса* путем отключения линий электропередачи, связывающих отдельные части энергосистемы, либо отключением междушинных выключателей на электрических станциях, подстанциях.
*) Данное мероприятие не следует смешивать с разделением энергосистемы в нормальном режиме, которое может использоваться в частности для предотвращения развития аварийного процесса, однако, по понятным причинам не является предметом рассмотрения наряду с автоматическими средствами управления.
Различаются три вида ДС: деление энергосистемы для предотвращения нарушения устойчивости; деление для прекращения асинхронного хода; деление (выделение энергоблоков) для предотвращения потери собственных нужд при недопустимом снижении частоты в энергосистеме в результате развития аварии.
Для предотвращения нарушения устойчивости (возникновения асинхронного хода) деление осуществляется по факту возникновения опасного аварийного возмущения или по вторичный факторам (наброс мощности, увеличение угла и т.п.), характеризующим опасность нарушения устойчивости.
Два характерных варианта осуществления такого превентивного (упреждающего) ДС иллюстрируются на примере условной схемы энергосистемы (рис .10).
При возникновении опасности нарушения устойчивости связи 1-2 из-за ее ослабления в результате отключения одной из параллельных ЛЭП после короткого замыкания деление осуществляется на шинах электростанции 2 (рис.10,а). Если Р]<Р2+Р3 , то применение только ОГ для предотвращения нарушения устойчивости мало эффективно, а применение ОН в подсистеме I сопряжено с непосредственным ущербом у потребителей. Если же при возникновении аварийного возмущения осуществить ДС отключением выключателя в1, то при условии Р2' в отделившейся части энергосистемы имеет место изменение эквивалентных параметров:
Заметим, что без деления отключение на электростанции 2 генераторной мощности (Р2] - Р2') привело бы к изменению Рт на величину
в
меньшую, чем при ДС. Применение ДС увеличивает
эффективность ОГ. При этом собственно ОГ может и не производиться, если наброс мощности на связь 2-3 при выделении эквивалентного генератора 2" с выдаваемой мощностью, превышающей величину Р23, в исходном режиме на Р21 - Р2' , не представляет опасности для устойчивости этой связи.
Эффективность ДС проявляется и при условии Р2'= Р21, за счет
изменения эквивалентной величины ΔΡΤ. Наиболее существенно эффективность такого деления проявляется при аварийных возмущениях, связанных с возникновением аварийных дефицитов мощности в приемной части системы. При аварийном дефиците ΔΡΓ] ДС приводит к снижению аварийного наброса мощности на связь 1-2 в соответствии с разностью: 
Таким образом, ДС в рассмотренных случаях, хотя и не исключает разделение энергосистемы на несинхронно работающие части, предотвращает возникновение асинхронного хода и повышает эффективность использования таких средств сохранения устойчивости, как ОГ и ОН.
Характерным примером использования такого рода превентивного деления для предотвращения нарушения устойчивости может служить разделение так называемой энергосистемы "Мир" по факту недопустимого наброса мощности на связи между ЕЭС СССР и объединенной энергосистемой Польши, ГДР, Венгрии, Чехословакии, Румынии и Болгарии. Применение ОГ в ЕЭС оказывалось неэффективным, а ОН в перечисленных странах не применялось, потому ДС оказывалось наиболее действенным мероприятием, предотвращающем опасную перегрузку межсистемных связей.* В настоящее время ставится вопрос о воссоздании синхронных связей ЕЭС с энергообъединением европейских стран. При этом вновь может возникнуть необходимость использования ДС в тех или иных режимах и аварийных ситуациях.
* Частое использование ДС было сопряжено с рядом нежелательных проявлений, поэтому в конце 80-х годов было принято решение о сооружении вставок постоянного тока на этих связях. Это решение не было реализовано ввиду последующих событий
Превентивное деление может использоваться также для предотвращения "опрокидывания" нагрузки в момент возникновения асинхронного хода по сетям более низкого напряжения при аварийном отключении шунтирующих их ЛЭП высшего напряжения. Два варианта такого ДС показаны на рис.10,б. При аварийном отключении ЛЭП высшего напряжения между подсистемами I и 3 и возникновении асинхронного хода между ними напряжение в промежуточных узлах сети более низкого напряжения (на рисунке 10,6 - в узле 2) может снизиться до значения, недопустимого по условиям устойчивости нагрузки. Во избежание нарушения устойчивости нагрузки по факту отключения поврежденной ЛЭП высшего напряжения связь более низкого напряжения разрывается отключением выключателя в1 с разделением нагрузки узла 2 между системами I и 3, либо отключением выключателей в2 и в3 с отнесением нагрузки к системе 3. Второй вариант может оказаться предпочтительным при исходном направлении перетока мощности Ρ21 к узлу I, а также при неблагоприятном балансе мощности в системе I после деления.
При сложных схемах современных энергосистем деление далеко не всегда может быть осуществлено отключением одного-двух выключателей. Это, естественно, резко усложняет осуществление и снижает надежность ДС, является одной из основных причин сравнительно редкого применения превентивного деления.
Иная задача решается при использовании ДС для прекращения асинхронного хода. Как уже отмечалось, асинхронный ход представляет большую опасность не только с точки зрения резкого снижения напряжения в отдельных узлах, но и ввиду опасности распространения на другие участки энергосистемы, т.е. возникновения трех и более несинхронно работающих частей. Предотвращение распространения асинхронного хода возлагается на специальную автоматику прекращения асинхронного хода (АПАХ)*, которая использует в качестве управляющего воздействия главным образом ДС. При этом ДС осуществляется в основном отключением тех ЛЭП, которые соединяют несинхронно работающие части энергосистемы.
Выявление границы раздела во многих случаях представляет собой достаточно сложную задачу. Выявительные органы устройства АПАХ строятся на сопоставлении фазовых соотношений токов и напряжений контролируемой линии и сигнал на деление формируется после фиксации двух-трех циклов асинхронного хода. Задача выявления границы раздела усложняется при появлении в энергосистеме более, чем двух несинхронно работающих частей. Поэтому в тех случаях, когда имеется реальная опасность быстрого (в пределах одного-двух циклов) возникновения трехчастотного асинхронного хода, применяются модифицированные устройства АПАХ, называемые в литературе устройствами селективной автоматики прекращения асинхронного хода (САПАХ)*, **). Выявительный орган этого устройства фиксирует не прохождение циклов асинхронного хода, а достижение некоторого критического значения угла по передаче (обычно в пределах 90:180°), по факту достижения которого формируется команда на ДС.
*) Принято также АЛАР - автоматика ликвидации асинхронного режима.
**) Эту модификацию логичнее было бы назвать "неселективной", т.к. она рассчитана на возможность избыточного деления
Создание действительно селективного устройства выявления факта неизбежного асинхронного хода до его возникновения или в самом его начале, пока не началось дальнейшее развитие аварийного процесса, является очень важной и в то же время весьма сложной задачей. Только в самое последнее время появились первые устройства, обеспечивающие решение этой задачи с использованием современной цифровой техники. В настоящее время два типа такого устройства, разработанные в АО «Энергосетьпроект» и АО «НИИПТ», проходят опытную проверку в энергосистемах.
Система устройств АПАХ с воздействием на ДС после нарушения устойчивости имеет исключительно важное значение с точки зрения предотвращения развития аварий и обеспечения живучести энергосистемы.
Наконец, еще одна область использования ДС, также определяемая требованиями живучести энергосистемы, это так называемое частотное деление, т.е. деление, осуществляемое при снижении частоты до критического уровня fmin . По факту срабатывания соответствующих устройств, фиксирующих достижение fmin, осуществляется отделение в заранее подготовленном сечении некоторых энергоблоков или электростанций на сбалансированную по мощности нагрузку. Такое деление часто называют «выделением».
Очевидно, что частотное деление используется при тяжелых аварийных ситуациях, вызванных каскадным развитием аварии и характеризующихся глубоким снижением частоты в энергосистеме, до 45:46 Гц, т.е. практически при "развале" энергосистемы. При этом ставится лишь задача сохранить в работе хотя бы единичные энергоблоки для последующего использования их как источников напряжения при запуске остановленных во время аварии электростанций. Выбор схемы деления и потребителей, которые выделяются вместе с блоком, подчинены лишь задаче сохранения блока в работе при аварийном снижении частоты и в последующем автономном режиме.
