Automatic Frequency Unloading (AFS) je jednou z metod režimové automatizace , jejímž cílem je zlepšit spolehlivost elektrizační soustavy zabráněním vzniku frekvenční laviny a zachováním integrity této soustavy. Metoda spočívá v odpojení nejméně významných spotřebitelů elektřiny při náhlém nedostatku činného výkonu v soustavě.
Při nedostatku jalového výkonu, aby se zabránilo vzniku napěťové laviny, se používá AOSN .
Podle nařízení vlády Ruské federace ze dne 13. srpna 2018 N 937 (ve znění ze dne 30. ledna 2021) „O schválení Pravidel technologického fungování elektroenergetických soustav ao změně některých zákonů vlády č. Ruská federace“ 163. výkonové a centralizované systémy pro automatické řízení toků frekvence a činného výkonu zahrnují: také zařízení pro automatické řízení toků frekvence a činného výkonu instalovaná v elektrárnách napojená na centrální koordinační systém pro automatické řízení frekvence a činného výkonu toky a centralizované systémy pro automatické řízení toků frekvence a činného výkonu;
Při provozu elektrizační soustavy dochází často z různých příčin k haváriím, v jejichž důsledku může soustava přijít o část zdrojů energie (havárii generátorů, napájecích transformátorů). Obvykle se v případě ztráty napájení ze zdroje používá ATS , pomocí kterého se do systému připojují další zdroje; nebo je systém připojen k paralelnímu operačnímu systému. V mnoha případech však výkon zdrojů napájejících paralelní systém nemusí stačit k napájení vlastní i přidané zátěže, a proto dochází v systému k nedostatku činného výkonu, který se projevuje především poklesem frekvence systému.
Snížení frekvence o desetiny hertzů může vést ke zhoršení ekonomické výkonnosti systému, ale nepředstavuje vážné nebezpečí. (Průmyslová frekvence střídavého proudu v Rusku a řadě evropských zemí je 50 Hz, v USA - 60 Hz) Snížení frekvence o 1-2 Hz nebo více může vést k vážným následkům pro provoz elektrizační soustavy, protože i pro jeho energetické spotřebitele. To je vysvětleno skutečností, že s poklesem provozní frekvence klesá rychlost otáčení elektromotorů poháněných systémem . Mezi tyto motory patří zejména pomocné mechanismy tepelných elektráren , které tento systém také napájejí. V důsledku toho se výstupní výkon generovaný tepelnými elektrárnami snižuje a frekvence klesá ještě rychleji. Tento proces se nazývá „frekvenční lavina“ a vede ke zničení systému.
Snížení frekvence je destruktivní pro složité technologické procesy, může vést k ohrožení bezpečnosti lidí, vést k vážným katastrofám způsobeným člověkem nebo ekologickým katastrofám . Zejména při dlouhodobém provozu velkých parních turbín na snížené frekvenci v nich dochází k destruktivním procesům spojeným se shodou frekvence otáčení turbíny s rezonanční frekvencí některé ze skupin jejích lopatek.
Kromě frekvence se v systému snižuje napětí , jehož nedostatek také vážně ovlivňuje stav spotřebitelů elektřiny .
Aby se zabránilo zhroucení frekvence v systému, je obvyklé vypnout některé napájecí přijímače, čímž se sníží zatížení systému. Toto vypnutí se nazývá automatické odlehčení zátěže (AFS).
Podle PUE jsou všichni spotřebitelé elektrické energie rozděleni do tří kategorií: Kategorie I - spotřebitelé této skupiny zahrnují ty, jejichž přerušení dodávky energie může vést k ohrožení života lidí, značným materiálním škodám, ohrožení bezpečnosti státu, porušení složitých technologických procesy atd. kategorie II - do této skupiny patří elektrické spotřebiče, jejichž přerušení napájení může vést k masivnímu nedostatku výrobků, prostojům pracovníků, mechanismů, průmyslových vozidel . III kategorie - všichni ostatní spotřebitelé el. Spotřebitelé kategorie I musí mít stálé napájení ze dvou nezávislých zdrojů. Přerušení napájení z jednoho ze zdrojů je povoleno pouze po dobu trvání ATS. Spotřebiče kategorie II umožňují provoz z jednoho zdroje a přerušení napájení by nemělo překročit dobu potřebnou k zapnutí záložního zdroje pracovníkem ve službě nebo mobilním týmem. Spotřebiče kategorie III umožňují přerušení dodávky proudu až na jeden den (doba pro odstranění havárie mobilním záchranným týmem). Akce AČR tak směřuje k odpojení spotřebitelů III. kategorie jako nejméně důležitého.
Při navrhování schématu AFC elektrického systému by měli být spotřebitelé rozděleni mezi rozvodny a rozvaděče s přihlédnutím k tomuto rozdělení do kategorií. Kromě toho je nutné předvídat všechny možné typy nehod a zajistit takový výkon odpojených elektrických přijímačů, který bude stačit k návratu systému do normálního stavu po jejich vypnutí. Samotný obvod AFC je proveden vícestupňový, kde se každý stupeň od druhého liší nastavením frekvence. To znamená, že když frekvence dosáhne pod určitou hodnotu určenou prvním nastavením, první stupeň bude fungovat a vypne část spotřebičů. Pokud se pak proces poklesu frekvence nezastaví, pak když frekvence dosáhne druhé nastavené hodnoty, vypne se další skupina spotřebičů, což dále zpomalí proces snižování frekvence.
Zařízení AChR se funkčně dělí na zařízení:
Rychle působící ACR. Úkol AChR-1: rychlé odstavení části spotřebičů, aby se zastavil lavinový proces poklesu frekvence v systému. Nastavení frekvence pro zařízení AChR-1 by mělo být v rozsahu 46,5 - 48,8 Hz, nastavení frekvence pro zařízení speciální fronty AChR - v rozsahu 49,0 - 49,2 Hz. Minimální frekvenční krok je 0,1 Hz. Časové nastavení zařízení AChR-1 by mělo být v rozmezí 0,15 - 0,3 sekundy a mělo by vyloučit působení zařízení AChR-1 při zkratech v elektrické síti. Výkon odpojených spotřebičů je rovnoměrně rozložen na stupně.
Úkolem AChR II je obnovit frekvenci po působení zařízení AChR-1 nebo při pomalém poklesu frekvence.
Zařízení AChR-2 se funkčně dělí na zařízení:
- AChR-2 nekombinovaný;
- AChR-2 kombinovaný.
Objem odpojené zátěže AChR-2 se započítává do objemu odpojené zátěže AChR-1.
AChR-2 začne pracovat po nastavení frekvence na 47,5-48,5 Hz. Nastavení frekvence pro zařízení AChR-2 by mělo být v rozsahu 48,7–49,1 Hz. Časová prodleva mezi kroky AFR II je delší než u AFR I a volí se v rozsahu 5–10 až 70–90 sekund. Tak velké zpoždění je způsobeno skutečností, že systém může pracovat po dlouhou dobu na frekvenci nad 49,2 Hz, takže nemá smysl rychle přivádět frekvenci na nominální hodnotu vypínáním spotřebičů, které mohou přijímat elektřinu bez velkého úsilí poškození systému.
Existují také speciální kategorie AFR, které platí v různých specifických případech.
Schémata AChR jsou klasifikována jako zařízení RZiA (ochrana a automatizace relé) elektrických sítí a jsou tradičně založena na frekvenčních relé (například domácích elektronických frekvenčních relé řady RF); V současné době jsou široce používány mikroprocesorové terminály RZiA, které současně vykonávají mnoho funkcí ochrany a automatizace, včetně výkonu funkcí AChR a CHAPV .
AFC provádí pouze nouzové obnovení rovnováhy činného výkonu v napájecí soustavě (působí ve spojení s ALAR a štěpnou ochranou ), proto při velkém nedostatku činného výkonu při provozu AFC nezodpovědných spotřebitelů dochází k automatickému zvýšení při výrobě elektřiny nastává při provozu nedostatečně zatížených elektrárenských bloků (pomocí rozváděcích lopatek turbín u vodních elektráren, regulačních ventilů na parovodech tepelných elektráren a jaderných elektráren nebo zvedáním retardačních tyčí v reaktorech jaderných elektráren), zatížení bloků pracujících naprázdno a v krajním případě spouštění záložních generátorů vodních elektráren. S rostoucí frekvencí napájecí sítě je nutné obnovit napájení spotřebičů odpojených AČR, k čemuž by mělo docházet postupně a v přísném sledu, na základě jejich aktuální hodnoty frekvence, doby, kdy se na této úrovni nachází (nastavení pro provoz ve frekvenci a čase) a míra odpovědnosti tohoto spotřebitele, to vše provádí jiný typ RZiA - frekvenční automatické opětovné zapínání (CHAP).