Что такое апв в энергетике

ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок. Издание 7

3.3.2. Устройства АПВ должны предусматриваться для быстрого восстановления питания потребителей или межсистемных и внутрисистемных связей путем автоматического включения выключателей, отключенных устройствами релейной защиты. ¶

Должно предусматриваться автоматическое повторное включение: ¶

1) воздушных и смешанных (кабельно-воздушных) линий всех типов напряжением выше 1 кВ. Отказ от применения АПВ должен быть в каждом отдельном случае обоснован. На кабельных линиях 35 кВ и ниже АПВ рекомендуется применять в случаях, когда оно может быть эффективным в связи со значительной вероятностью повреждений с образованием открытой дуги (например, наличие нескольких промежуточных сборок, питание по одной линии нескольких подстанций), а также с целью исправления неселективного действия защиты. Вопрос о применении АПВ на кабельных линиях 110 кВ и выше должен решаться при проектировании в каждом отдельном случае с учетом конкретных условий; ¶

2) шин электростанций и подстанций (см. 3.3.24 и 3.3.25); ¶

3) трансформаторов (см. 3.3.26); ¶

4) ответственных электродвигателей, отключаемых для обеспечения самозапуска других электродвигателей (см. 3.3.38). ¶

Для осуществления АПВ по п. 1-3 должны также предусматриваться устройства АПВ на обходных, шиносоединительных и секционных выключателях. ¶

Допускается в целях экономии аппаратуры выполнение устройства группового АПВ на линиях, в первую очередь кабельных, и других присоединениях 6-10 кВ. При этом следует учитывать недостатки устройства группового АПВ, например возможность отказа в случае, если после отключения выключателя одного из присоединений отключение выключателя другого присоединения происходит до возврата устройства АПВ в исходное положение. ¶

3.3.3. Устройства АПВ должны быть выполнены так, чтобы они не действовали при: ¶

1) отключении выключателя персоналом дистанционно или при помощи телеуправления; ¶

2) автоматическом отключении от релейной защиты непосредственно после включения персоналом дистанционно или при помощи телеуправления; ¶

3) отключении выключателя защитой от внутренних повреждений трансформаторов и вращающихся машин, устройствами противоаварийной автоматики, а также в других случаях отключений выключателя, когда действие АПВ недопустимо. АПВ после действия АЧР (ЧАПВ) должно выполняться в соответствии с 3.3.81. ¶

Устройства АПВ должны быть выполнены так, чтобы была исключена возможностью многократного включения на КЗ при любой неисправности в схеме устройства. ¶

Устройства АПВ должны выполняться с автоматическим возвратом. ¶

3.3.4. При применении АПВ должно, как правило, предусматриваться ускорение действия релейной защиты на случай неуспешного АПВ. Ускорение действия релейной защиты после неуспешного АПВ выполняется с помощью устройства ускорения после включения выключателя, которое, как правило, должно использоваться и при включении выключателя по другим причинам (от ключа управления, телеуправления или устройства АВР). При ускорении защиты после включения выключателя должны быть приняты меры против возможного отключения выключателя защитой под действием толчка тока при включении из-за неодновременного включения фаз выключателя. ¶

Не следует ускорять защиты после включения выключателя, когда линия уже включена под напряжение другим своим выключателем (т. е. при наличии симметричного напряжения на линии). ¶

Допускается не ускорять после АПВ действие защит линий 35 кВ и ниже, выполненных на переменном оперативном токе, если для этого требуется значительное усложнение защит и время их действия при металлическом КЗ вблизи места установки не превосходит 1,5 с. ¶

3.3.5. Устройства трехфазного АПВ (ТАПВ) должны осуществляться преимущественно с пуском при несоответствии между ранее поданной оперативной командой и отключенным положением выключателя; допускается также пуск устройства АПВ от защиты. ¶

3.3.6. Могут применяться, как правило, устройства ТАПВ однократного или двукратного действия (последнее — если это допустимо по условиям работы выключателя). Устройство ТАПВ двукратного действия рекомендуется принимать для воздушных линий, в особенности для одиночных с односторонним питанием. В сетях 35 кВ и ниже устройства ТАПВ двукратного действия рекомендуется применять в первую очередь для линий, не имеющих резервирования по сети. ¶

В сетях с изолированной или компенсированной нейтралью, как правило, должна применяться блокировка второго цикла АПВ в случае замыкания на землю после АПВ первого цикла (например, по наличию напряжений нулевой последовательности). Выдержка времени ТАПВ во втором цикле должна быть не менее 15-20 с. ¶

3.3.7. Для ускорения восстановления нормального режима работы электропередачи выдержка времени устройства ТАПВ (в особенности для первого цикла АПВ двукратного действия на линиях с односторонним питанием) должна приниматься минимально возможной с учетом времени погасания дуги и деионизации среды в месте повреждения, а также с учетом времени готовности выключателя и его привода к повторному включению. ¶

Выдержка времени устройства ТАПВ на линии с двусторонним питанием должна выбираться также с учетом возможного неодновременного отключения повреждения с обоих концов линии; при этом время действия защит, предназначенных для дальнего резервирования, учитываться не должно. Допускается не учитывать разновременности отключения выключателей по концам линии, когда они отключаются в результате срабатывания высокочастотной защиты. ¶

С целью повышения эффективности ТАПВ однократного действия допускается увеличивать его выдержку времени (по возможности с учетом работы потребителя). ¶

3.3.8. На одиночных линиях 110 кВ и выше с односторонним питанием, для которых допустим в случае неуспешного ТАПВ переход на длительную работу двумя фазами, следует предусматривать ТАПВ двукратного действия на питающем конце линии. Перевод линии на работу двумя фазами может производиться персоналом на месте или при помощи телеуправления. ¶

Для перевода линии после неуспешного АПВ на работу двумя фазами следует предусматривать пофазное управление разъединителями или выключателями на питающем и приемном концах линии. ¶

При переводе линии на длительную работу двумя фазами следует при необходимости принимать меры к уменьшению помех в работе линий связи из-за неполнофазного режима работы линии. С этой целью допускается ограничение мощности, передаваемой по линии в неполнофазном режиме (если это возможно по условиям работы потребителя). ¶

В отдельных случаях при наличии специального обоснования допускается также перерыв в работе линии связи на время неполнофазного режима. ¶

3.3.9. На линиях, отключение которых не приводит к нарушению электрической связи между генерирующими источниками, например на параллельных линиях с односторонним питанием, следует устанавливать устройства ТАПВ без проверки синхронизма. ¶

3.3.10. На одиночных линиях с двусторонним питанием (при отсутствии шунтирующих связей) должен предусматриваться один из следующих видов трехфазного АПВ (или их комбинаций): ¶

а) быстродействующее ТАПВ (БАПВ) ¶

б) несинхронное ТАПВ (НАПВ); ¶

в) ТАПВ с улавливанием синхронизма (ТАПВ УС). ¶

Кроме того, может предусматриваться однофазное АПВ (ОАПВ) в сочетании с различными видами ТАПВ, если выключатели оборудованы пофазным управлением и не нарушается устойчивость параллельной работы частей энергосистемы в цикле ОАПВ. ¶

Выбор видов АПВ производится, исходя из совокупности конкретных условий работы системы и оборудования с учетом указаний 3.3.11-3.3.15. ¶

3.3.11. Быстродействующее АПВ, или БАПВ (одновременное включение с минимальной выдержкой времени с обоих концов), рекомендуется предусматривать на линиях по 3.3.10 для автоматического повторного включения, как правило, при небольшом расхождении угла между векторами ЭДС соединяемых систем. БАПВ может применяться при наличии выключателей, допускающих БАПВ, если после включения обеспечивается сохранение синхронной параллельной работы систем и максимальный электромагнитный момент синхронных генераторов и компенсаторов меньше (с учетом необходимого запаса) электромагнитного момента, возникающего при трехфазном КЗ на выводах машины. ¶

Оценка максимального электромагнитного момента должна производиться для предельно возможного расхождения угла за время БАПВ. Соответственно запуск БАПВ должен производиться лишь при срабатывании быстродействующей защиты, зона действия которой охватывает всю линию. БАПВ должно блокироваться при срабатывании резервных защит и блокироваться или задерживаться при работе УРОВ. ¶

Если для сохранения устойчивости энергосистемы при неуспешном БАПВ требуется большой объем воздействий от противоаварийной автоматики, применение БАПВ не рекомендуется. ¶

3.3.12. Несинхронное АПВ (НАПВ) может применяться на линиях по 3.3.10 (в основном 110-220 кВ), если: ¶

а) максимальный электромагнитный момент синхронных генераторов и компенсаторов, возникающий при несинхронном включении, меньше (с учетом необходимого запаса) электромагнитного момента, возникающего при трехфазном КЗ на выводах машины, при этом в качестве практических критериев оценки допустимости НАПВ принимаются расчетные начальные значения периодических составляющих токов статора при угле включения 180°; ¶

б) максимальный ток через трансформатор (автотрансформатор) при угле включения 180° меньше тока КЗ на его выводах при питании от шин бесконечной мощности; ¶

в) после АПВ обеспечивается достаточно быстрая ресинхронизация; если в результате несинхронного автоматического повторного включения возможно возникновение длительного асинхронного хода, должны применяться специальные мероприятия для его предотвращения или прекращения. ¶

При соблюдении этих условий НАПВ допускается применять также в режиме ремонта на параллельных линиях. ¶

При выполнении НАПВ необходимо принять меры по предотвращению излишнего срабатывания защиты. С этой целью рекомендуется, в частности, осуществлять включение выключателей при НАПВ в определенной последовательности, например выполнением АПВ с одной из сторон линии с контролем наличия напряжения на ней после успешного ТАПВ с противоположной стороны. ¶

3.3.13. АПВ с улавливанием синхронизма может применяться на линиях по 3.3.10 для включения линии при значительных (примерно до 4%) скольжениях и допустимом угле. ¶

Возможно также следующее выполнение АПВ. На конце линии, который должен включаться первым, производится ускоренное ТАПВ (с фиксацией срабатывания быстродействующей защиты, зона действия которой охватывает всю линию) без контроля напряжения на линии (УТАПВ БК) или ТАПВ с контролем отсутствия напряжения на линии (ТАПВ ОН), а на другом ее конце — ТАПВ с улавливанием синхронизма. Последнее производится при условии, что включение первого конца было успешным (это может быть определено, например, при помощи контроля наличия напряжения на линии). ¶

Для улавливания синхронизма могут применяться устройства, построенные по принципу синхронизатора с постоянным углом опережения. ¶

Устройства АПВ следует выполнять так, чтобы имелась возможность изменять очередность включения выключателей по концам линии. ¶

При выполнении устройства АПВ УС необходимо стремиться к обеспечению его действия при возможно большей разности частот. Максимальный допустимый угол включения при применении АПВ УС должен приниматься с учетом условий, указанных в 3.3.12. При применении устройства АПВ УС рекомендуется его использование для включения линии персоналом (полуавтоматическая синхронизация). ¶

3.3.14. На линиях, оборудованных трансформаторами напряжения, для контроля отсутствия напряжения (КОН) и контроля наличия напряжения (КНН) на линии при различных видах ТАПВ рекомендуется использовать органы, реагирующие на линейное (фазное) напряжение и на напряжения обратной и нулевой последовательностей. В некоторых случаях, например на линиях без шунтирующих реакторов, можно не использовать напряжение нулевой последовательности. ¶

3.3.15. Однофазное автоматическое повторное включение (ОАПВ) может применяться только в сетях с большим током замыкания на землю. ОАПВ без автоматического перевода линии на длительный неполнофазный режим при устойчивом повреждении фазы следует применять: ¶

а) на одиночных сильно нагруженных межсистемных или внутрисистемных линиях электропередачи; ¶

б) на сильно нагруженных межсистемных линиях 220 кВ и выше с двумя и более обходными связями при условии, что отключение одной из них может привести к нарушению динамической устойчивости энергосистемы; ¶

в) на межсистемных и внутрисистемных линиях разных классов напряжения, если трехфазное отключение линии высшего напряжения может привести к недопустимой перегрузке линий низшего напряжения с возможностью нарушения устойчивости энергосистемы; ¶

г) на линиях, связывающих с системой крупные блочные электростанции без значительной местной нагрузки; ¶

д) на линиях электропередачи, где осуществление ТАПВ сопряжено со значительным сбросом нагрузки вследствие понижения напряжения. ¶

Устройство ОАПВ должно выполняться так, чтобы при выводе его из работы или исчезновении питания автоматически осуществлялся перевод действия защит линии на отключение трех фаз помимо устройства. ¶

Выбор поврежденных фаз при КЗ на землю должен осуществляться при помощи избирательных органов, которые могут быть также использованы в качестве дополнительной быстродействующей защиты линии в цикле ОАПВ, при ТАПВ, БАПВ и одностороннем включении линии оперативным персоналом. ¶

Выдержка временем ОАПВ должна отстраиваться от времени погасания дуги и деионизации среды в месте однофазного КЗ в неполнофазном режиме с учетом возможности неодновременного срабатывания защиты по концам линии, а также каскадного действия избирательных органов. ¶

3.3.16. На линиях по 3.3.15 ОАПВ должно применяться в сочетании с различными видами ТАПВ. При этом должна быть предусмотрена возможность запрета ТАПВ во всех случаях ОАПВ или только при неуспешном ОАПВ. В зависимости от конкретных условий допускается осуществление ТАПВ после неуспешного ОАПВ. В этих случаях предусматривается действие ТАПВ сначала на одном конце линии с контролем отсутствия напряжения на линии и с увеличенной выдержкой времени. ¶

3.3.17. На одиночных линиях с двусторонним питанием, связывающих систему с электростанцией небольшой мощности, могут применяться ТАПВ с автоматической самосинхронизацией (АПВС) гидрогенераторов для гидроэлектростанций и ТАПВ в сочетании с делительными устройствами — для гидро- и теплоэлектростанций. ¶

3.3.18. На линиях с двусторонним питанием при наличии нескольких обходных связей следует применять: ¶

1) при наличии двух связей, а также при наличии трех связей, если вероятно одновременное длительное отключение двух из этих связей (например, двухцепной линии): ¶

  • несинхронное АПВ (в основном для линий 110-220 кВ и при соблюдении условий, указанных в 3.3.12, но для случая отключения всех связей);
  • АПВ с проверкой синхронизма (при невозможности выполнения несинхронного АПВ по причинам, указанным в 3.3.12, но для случая отключения всех связей).

Для ответственных линий при наличии двух связей, а также при наличии трех связей, две из которых двухцепная линия, при невозможности применения НАПВ по причинам, указанным в 3.3.12, разрешается применять устройства ОАПВ, БАПВ или АПВ УС (см. 3.3.11, 3.3.13, 3.3.15). При этом устройства ОАПВ и БАПВ следует дополнять устройством АПВ с проверкой синхронизма; ¶

2) при наличии четырех и более связей, а также при наличии трех связей, если в последнем случае одновременное длительное отключение двух из этих связей маловероятно (например, если все линии одноцепные), — АПВ без проверки синхронизма. ¶

3.3.19. Устройства АПВ с проверкой синхронизма следует выполнять на одном конце линии с контролем отсутствия напряжения на линии и с контролем наличия синхронизма, на другом конце — только с контролем наличия синхронизма. Схемы устройства АПВ с проверкой синхронизма линии должны выполняться одинаковыми на обоих концах с учетом возможности изменения очередности включения выключателей линии при АПВ. ¶

Рекомендуется использовать устройство АПВ с проверкой синхронизма для проверки синхронизма соединяемых систем при включении линии персоналом. ¶

3.3.20. Допускается совместное применение нескольких видов трехфазного АПВ на линии, например БАПВ и ТАПВ с проверкой синхронизма. Допускается также использовать различные виды устройств АПВ на разных концах линии, например УТАПВ БК (см. 3.3.13) на одном конце линии и ТАПВ с контролем наличия напряжения и синхронизма на другом. ¶

3.3.21. Допускается сочетание ТАПВ с неселективными быстродействующими защитами для исправления неселективного действия последних. В сетях, состоящих из ряда последовательно включенных линий, при применении для них неселективных быстродействующих защит для исправления их действия рекомендуется применять поочередное АПВ; могут также применяться устройства АПВ с ускорением защиты до АПВ или с кратностью действия (не более трех), возрастающей по направлению к источнику питания. ¶

3.3.22. При применении трехфазного однократного АПВ линий, питающих трансформаторы, со стороны высшего напряжения которых устанавливаются короткозамыкатели и отделители, для отключения отделителя в бестоковую паузу время действия устройства АПВ должно быть отстроено от суммарного времени включения короткозамыкателя и отключения отделителя. При применении трехфазного АПВ двукратного действия (см. 3.3.6) время действия АПВ в первом цикле по указанному условию не должно увеличиваться, если отключение отделителя предусматривается в бестоковую паузу второго цикла АПВ. ¶

Для линий, на которые вместо выключателей устанавливаются отделители, отключение отделителей в случае неуспешного АПВ в первом цикле должно производиться в бестоковую паузу второго цикла АПВ. ¶

3.3.23. Если в результате действия АПВ возможно несинхронное включение синхронных компенсаторов или синхронных электродвигателей и если такое включение для них недопустимо, а также для исключения подпитки от этих машин места повреждения следует предусматривать автоматическое отключение этих синхронных машин при исчезновении питания или переводить их в асинхронный режим отключением АГП с последующим автоматическим включением или ресинхронизацией после восстановления напряжения в результате успешного АПВ. ¶

Для подстанций с синхронными компенсаторами или синхронными электродвигателями должны применяться меры, предотвращающие излишние срабатывания АЧР при действии АПВ. ¶

3.3.24. АПВ шин электростанций и подстанций при наличии специальной защиты шин и выключателей, допускающих АПВ, должно выполняться по одному из двух вариантов: ¶

1) автоматическим опробованием (постановка шин под напряжение выключателем от АПВ одного из питающих элементов); ¶

2) автоматической сборкой схемы; при этом первым от устройства АПВ включается один из питающих элементов (например, линия, трансформатор), при успешном включении этого элемента производится последующее, возможно более полное автоматическое восстановление схемы доаварийного режима путем включения других элементов. АПВ шин по этому варианту рекомендуется применять в первую очередь для подстанций без постоянного дежурства персонала. ¶

При выполнении АПВ шин должны применяться меры, исключающие несинхронное включение (если оно является недопустимым). ¶

Должна обеспечиваться достаточная чувствительность защиты шин на случай неуспешного АПВ. ¶

3.3.25. На двухтрансформаторных понижающих подстанциях при раздельной работе трансформаторов, как правило, должны предусматриваться устройства АПВ шин среднего и низшего напряжений в сочетании с устройствами АВР; при внутренних повреждениях трансформаторов должно действовать АВР, при прочих повреждениях — АПВ (см. 3.3.42). ¶

Допускается для двухтрансформаторной подстанции, в нормальном режиме которой предусматривается параллельная работа трансформаторов на шинах данного напряжения, устанавливать дополнительно к устройству АПВ устройство АВР, предназначенное для режима, когда один из трансформаторов выведен в резерв. ¶

3.3.26. Устройствами АПВ должны быть оборудованы все одиночные понижающие трансформаторы мощностью более 1 MB·А на подстанциях энергосистем, имеющие выключатель и максимальную токовую защиту с питающей стороны, когда отключение трансформатора приводит к обесточению электроустановок потребителей. Допускается в отдельных случаях действие АПВ и при отключении трансформатора защитой от внутренних повреждений. ¶

3.3.27. При неуспешном АПВ включаемого первым выключателем элемента, присоединенного двумя или более выключателями, АПВ остальных выключателей этого элемента, как правило, должно запрещаться. ¶

3.3.28. При наличии на подстанции или электростанции выключателей с электромагнитным приводом, если от устройства АПВ могут быть одновременно включены два или более выключателей, для обеспечения необходимого уровня напряжения аккумуляторной батареи при включении и для снижения сечения кабелей цепей питания электромагнитов включения следует, как правило, выполнять АПВ так, чтобы одновременное включение нескольких выключателей было исключено (например, применением на присоединениях АПВ с различными выдержками времени). ¶

Допускается в отдельных случаях (преимущественно при напряжении 110 кВ и большом числе присоединений, оборудованных АПВ) одновременное включение от АПВ двух выключателей. ¶

3.3.29. Действие устройств АПВ должно фиксироваться указательными реле, встроенными в реле указателями срабатывания, счетчиками числа срабатываний или другими устройствами аналогичного назначения. ¶

В виду большой протяженности электрических сетей их обслуживание и ремонт, в случае повреждения, усложняются необходимостью доставления бригады к месту выполнения работ. Из-за чего большинство внештатных ситуаций, которые приводят к отсутствию напряжения, решает автоматическое повторное включение (АПВ) без необходимости вмешательства работников.

Назначение АПВ

Рис. 1: Назначение АПВ

Автоматическое повторное включение предназначено для включения выключателей после того, как аварийное отключение обесточило линию. При этом АПВ позволяет уменьшить перерывы в электроснабжении на количество кратковременных аварий. Посмотрите на рисунок 1, в случае замыкания в точке К1 с последующим отключением высоковольтного выключателя Q1 происходит срабатывание АПВ1. Допустим, что замыкание самоустранилось и снабжение линии от подстанции ПС1 до ПС2 восстановилось.

В то же время, при замыкании в точках К2 и К3 выключатель Q2 отсекает линию до подстанции ПС3. Допустим, что это устоявшиеся замыкания, при срабатывании АПВ2 напряжение снова будет подано в сеть, но так как в точках К2 и К3 происходит замыкание, Q2 снова отключит линию.

Поэтому все аварийные ситуации по их продолжительности можно условно поделить на:

  • Кратковременные – те, которые обуславливаются относительно непродолжительным фактором (перемещением животных, падением веток и прочих элементов), которые создали протекание токов короткого замыкания на доли или несколько секунд, после чего и причина, и замыкание самоустранились.
  • Устоявшиеся – обусловленные постоянным фактором, который не может самоустраниться без вмешательства персонала (обрыв провода, разрушение изоляции и прочие). В таких ситуациях возникают устойчивые кз, которые устраняются только отключением выключателей и последующим ремонтом.

На практике автоматическое повторное включение срабатывает во всех ситуациях, но успешное включение происходит только в случае, когда причина устранилась, то есть при кратковременных повреждениях. Если же после первой повторной подачи автоматическое восстановление не произошло, в зависимости от типа, могут применяться следующие ступени повторного включения. В соответствии с местными условиями системы АПВ могут иметь различные особенности работы.

Так как 50% всех отключений удается повторно запитать от однократного АПВ, то первая ступень считается наиболее эффективной. Вторая отстраивается с временным промежутком в несколько секунд или десятков секунд, и, как показывает статистика, позволяет запитать потребителя еще в 15% случаев.

Классификация

В зависимости от количества фаз, задействованных для повторного включения все АПВ подразделяют на:

  • Однофазные – предназначены для автоматического ввода только одной фазы, на которой произошло замыкание, как правило, применяются для линий 500кВ и выше;
  • Трехфазные – характеризуются воздействием на привод выключателя, который сразу повторно включает все три фазы;
  • Комбинированные – осуществляют автоматическое включение электрических аппаратов посредством логического выбора одной или всех трех, в зависимости от типа замыкания.

В свою очередь, трехфазные АПВ подразделяются на такие классы:

  • С односторонним питанием – когда линия запитывается только от одного источника, соответственно, оперативный ток запускает цепь повторного включения только для одного высоковольтного выключателя.
  • С двухсторонним питанием – когда участок сети получает электроснабжение сразу от двух источников и система АПВ вынуждена повторно включать сразу два коммутационных аппарата.

Также двухстороннее АПВ подразделяется на:

  • Несинхронное повторное включение, когда система выполняет одновременный ввод выключателей с двух сторон. При этом синхронность включения и процессов в линии не соблюдается.
  • С ожиданием синхронизма – подает питание сначала с одной стороны, а затем с другой.
  • С улавливанием синхронизма – подбирает время включения в соответствии с удаленностью точки замыкания для предотвращения возникновения несимметричных режимов, ударов тока и прочих эффектов.
  • Быстродействующие АПВ – позволяют осуществить повторное включение в максимально короткий промежуток времени.

Помимо вышеизложенных способов классификации, АПВ могут различаться по способу включения – от механического воздействия или посредством электрического сигнала. Также существует разделение по количеству ступеней включения – одна или несколько, в зависимости от того, сколько раз АПВ пытается повторно включить питание. Принцип действия повторного включения может отстраиваться как от наличия напряжения в линии, так и от его отсутствия.

Принцип работы

Рассмотрите принцип работы автоматического повторного включения на примере такой схемы.

Рис. 2: Принципиальная схема АПВ

Как видите на рисунке 2, напряжение подается на шину управления ШУ, на схеме показан пример питания от источника постоянного тока + ШУ и – ШУ. В данном примере устройство АПВ управляется механизмами:

  • контроля синхронизации;
  • положения контактов выключателя;
  • запрета АПВ;
  • разрешения подготовки.

Релейная защита реализуется посредством реле времени РВ и промежуточного РП. Последнее имеет две обмотки: по току РП I и по напряжению РП U. В нормальном режиме к ШУ приложено напряжение, которое заряжает конденсатор С при наличии соответствующего сигнала от цепей разрешения подготовки. Но повторное включение блокируется сигналом цепи запрета АПВ, который отстраивается на основе резисторов R1 и R2, находящихся в последовательном соединении с управленческими цепями.

В случае отключения трансформатора, линии или других участков, сигнал контроля синхронизации замыкает цепь для РВ. Которое при отсчете установленного промежутка времени выполняет замыкание собственных контактов, они, в свою очередь, шунтируют резистор R. После чего происходит разряд конденсатора на обмотку напряжения РП. При этом возбуждается и токовая катушка, которая притягивает контакты реле и замыкает цепь на включение выключателя.

Если трехфазное кз прекратилось и электроснабжение возобновится, то контроль синхронизации подает сигнал на размыкание обмотки РВ. После чего в цепь снова вводится сопротивление R и происходит возврат реле в обесточенное состояние. После возврата устройства в режим ожидания сразу происходит заряд конденсатора С для готовности к последующему повторному включению.

Узел Н позволяет вывести повторное включение на время проведения каких-либо плановых манипуляций оперативным персоналом.

Предъявляемые требования

Для обеспечения заявленных режимов и безопасных условий работы оборудования, к устройствам автоматического повторного включения предъявляется ряд требований:

  • Быстродействие – должна обеспечивать скорость перехода, определяемая типом питаемых устройств и категорией потребителя. Но, при этом, скорость не должна выполнять повторное включение до полного рассеивания электрической дуги. Так как в противном случае, даже при кратковременных повреждениях возможна повторная ионизация изолирующего промежутка.
  • Устойчивость к аварийному режиму – устройства ТАПВ и резервных защит не должны снижать качество и скорость реагирования из-за перепадов электрических величин.
  • Селективность АПВ – система должна отстраивать свою работу в соответствии с другими устройствами аварийной автоматики, не прерывая действия защит. Рисунок 3: Согласование АПВ с другими защитами
  • В случае оперативных отключений с целью проведения плановых работ, АПВ должно выводиться из цепи, чтобы ошибочно не подать напряжение на шины подстанции и не подвергнуть угрозе персонал.
  • После срабатывания повторного включения коммутационное устройство должно возвращаться во включенное положение. При неуспешном АПВ должен происходить автоматический возврат в отключенное положение.
  • Для некоторых видов защит (газовой, дифференциальной и прочих, реагирующих на повреждение трансформатора) должен устанавливаться запрет на повторное включение. Также отключенное положение должно сохранятся при возникновении аварийного режима в силовых электрических машинах.
  • При повторных включениях должны блокироваться неконтролируемые многократные АПВ во избежание разрушающих воздействий устойчивых токов кз на устройства. Рисунок 4: Увеличение тока при кз

Особенности эксплуатации АПВ

Следует отметить, что работа повторного включения должна контролироваться исключительно теми работниками, на балансе которых находятся соответствующие распределительные сети. При этом допуск постороннего персонала может производиться только под надзором ответственного работника.

Помимо того, что все случаи срабатывания АПВ для обратного включения тех же шин, линий или трансформаторов фиксируют приборы учета, они должны регистрироваться оперативными работниками в соответствующем журнале. После чего специалисты, обслуживающие устройства защиты шин, линий и силового оборудования подстанции должны провести анализ работы повторного включения с составлением соответствующих документов.

Периодически, для проверки работоспособности устройств АПВ, персонал обязан вывести его из работы. После чего производится комплекс испытательных мер, как совместно с остальными защитами, так и отдельно. По результатам проверки должен выдаваться протокол об исправности или неисправности АПВ. В последнем случае применяются меры для восстановления или отладки нормальной работы повторного включения, и производится внеочередная проверка.

Если для линии предусмотрено включение резерва, то повторное включение может не использоваться. Чтобы работа АПВ не нарушала переход системы на резервное питание.

3.Назначение и принцип действия апв.

Назначением АПВ является автоматическое восстановление питания потребителей в случае отключения питающей линии устройством релейной защиты путем ее нового (повторного) включения. Возможность восстановления таким образом питания потребителей объясняется тем, что большинство к. з. на воздушных линиях оказываются неустойчивыми и исчезают, если линию кратковременно отключить. По статистическим данным однократное АПВ воздушных линий успешно в 65 – 70% случаев, а при двукратном АПВ удается восстановить в 80 – 90% случаев после отключения линий устройствами релейной защиты.

К устройствам АПВ предъявляется ряд требований:

  • обеспечение установленной кратности действия;

  • исключение возможности действия после отключения выключателя персоналом;

  • исключения возможности действия при аварийном отключении выключателя от устройств защиты сразу после его включения персоналом вручную, дистанционно или телемеханически;

  • автоматический возврат устройства АПВ в исходное состояние.

Выполнение первого требования необходимо для предохранения выключателя от разрушения в случае устойчивого к. з. При увеличении кратности АПВ вероятность исчезновения к. з. возрастает, однако не во всех случаях оно исчезает даже при многократном АПВ. В то же время многократное включение выключателя на к. з. с последующим его отключением приводит к быстрому износу выключателя и потере его работоспособности. В настоящее время чаще всего используется однократное АПВ, реже двукратное.

Третье требование связано с тем, что к. з., возникающие после подключения обесточенной ранее линии к источнику питания, бывают, как правило, устойчивыми (включение на закоротку). Повторное включение линии под напряжение в этом случае оказывается ненужным.

Автоматический возврат устройства АПВ в исходное состояние в случае успешного повторного включения линии обеспечивает его готовность к последующим действиям.

3. Совместное действие релейной защиты и схемы апв. Ускорение защиты до апв, ускорение защиты после апв.

Назначение устройств АПВ. Большинство повреждений воз­душных линий электропередачи возникает в результате схлестывания проводов при сильном ветре и гололеде, нарушения изоля­ции во время грозы, падения деревьев, набросов, замыкания про­водов движущимися механизмами и т.п.

Эти повреждения не­устойчивы и при быстром отключении поврежденной линии само­устраняются. В этом случае при повторном включении линии она остается в работе и электроснабжение потребителей не прекра­щается. Повторное включение осуществляется автоматически уст­ройством автоматического повторного включения (УАПВ).

Классификация АПВ:

— трехфазное (ТАПВ) и однофазное (ОАПВ);

— по способу проверки синхронизма при АПВ — для линий с двусторонним питанием;

— по способу воздействия на привод вы­ключателя — механические и электрические устройства АПВ;

— по кратности действия —АПВ однократного и многократного дейст­вия.

Основным требованиям к устройствам АПВ:

1. Включение АПВ

1.1 Должны находиться в состоянии постоянной готовности действию и

1.2. Не должны приходить в действие при отключениях выключателя дежурным персоналом. Это обеспечивается пуском устройств АПВ от несоответствия положений выключателя и его ключа управления, которое возникает всегда при любом автома­тическом отключении выключателя. 1.3. Схемы АПВ должны допускать возможность ав­томатического вывода их из действия при срабатывании тех или иных защит.

2. Устройства АПВ должны иметь минимально возможное вре­мя срабатывания tАПВ1 для того, чтобы сократить продолжитель­ность перерыва питания потребителей.

Для успешного действия АПВ необходимо, чтобы время срабатывания tАПВ1 было больше:

— времени tг.п, необходимого для восстановления готовности привода к работе на включение (для применяемых типов приводов с уче­том условий их работы tг.п=0,1.. .0,3 с);

— времени tд.с, необходи­мого для деионизации среды в точке повреждения (для установок напряжением до 220 кВ /Д.сtк0,2 с);

-времени готовности выклю­чателя t.в, необходимого для восстановления отключающей спо­собности выключателя после отключения им тока к. з.

Для одно­кратного АПВ время tг.в всегда меньше суммы времени tгп и вре­мени включения выключателя tвв. Поэтому определяющим обычно является условие tАпв1>tг.п При этом с учетом времени запаса tзап=0,4. ..0,5 с время срабатывания УАПВ для линий с односто­ронним питанием

Автоматически с заданной выдержкой времени устройства АПВ должны возвращаться в состояние готовности к новому дей­ствию после включения в работу выключателя. При выборе вы держки времени tАПВ2 на возврат устройства АПВ в состояние готовности к действию должны выполняться следующие требова­ния:

устройство не должно производить многократные включения выключателя на неустранившееся короткое замыкание, что обес­печивается при условии, если релейная защита с максимальной выдержкой времени tс.з max успеет отключить выключатель, вклю­ченный на короткое замыкание, раньше, чем устройство АПВ вернется в состояние готовности к новому действию, т. е. должно быть

где tзап — время, принимаемое равным ступени селективности за­щиты линии;

устройство должно быть готовым к действию не раньше, чем это допускается по условиям работы выключателя после успеш­ного включения его в работу устройством АПВ.

Опыт показывает, что для однократного АПВ оба указанных в пункте 3 требования выполняются, если принять tАПВ2 =15… 25 с. Для УАПВ двукратного действия время возврата в состоя­ние готовности после второго цикла принимается равным t АПВ2= 60…100 с.

Схема устройства АПВ на постоянном оперативном токе

В уст­ройстве АПВ используется комплектное реле РПВ-358.

Реле включает в себя:

1. Реле времени КТ, создающее выдержку времени срабатывания tАПВ1;

2. Промежуточное реле КL1 с двумя об­мотками— последовательной обмоткой тока К.L1.1 и обмоткой напряжения КL1.2;

3. Конденсатор С1, в результате разряда которого срабатывает реле KL1 и обеспечивается однократность действия УАПВ;

4. Резисторы:

— R1, обеспечиваюет термическую стойкость реле вре­мени;

— R2, ограничивает скорость заряда конденсатора С1;

— RЗ,

5. Конденсатор С1

6. Диод VD.

Для питания электромагнита отключения УАТ выключателя ис­пользуется предварительно заря­женный конденсатор С2 блока питания и заряда UGV . Проме­жуточное реле KL2 установлено для разделе­ния оперативных цепей электро­магнита отключения и реле РПВ-358.

Принцип действия схемы. При отключении выключателя по любой причине вследствие замыкания его вспомогательного контакта Q1 срабатывает реле положения выключателя КQТ и замыкает свой контакт КQТ.1 в цепи пуска устройства АПВ. Если оключение произошло не от ключа упправления SА, то он остается в положе­нии «Включено», а его контакт SА.1 замкнут.

Цепь катушки реле времени КТ замыкается. Его кон­такт КТ.1, размыкаясь без выдержки времени, включает резистор R1, обеспечивая термическую стойкость реле, а контакт КТ.2 с заданной выдержкой времени подключает обмотку КL1.2 промежуточного реле к конденсатору С1. Конденсатор разряжается через катушку реле KLI, оно срабатывает и замыкает контакт К.L1.1 в цепи контактора включения выключателя КМ, в которую включе­на последовательная обмотка КL1.1 реле. Она удерживает реле КL в возбуж­денном состоянии до полного включения выключателя. При успешном АПВ выключатель остается во включенном положении. Действие устройства АПВ фиксируется указательным реле кН.

Задача

Билет 1,22,23,24

М1 = 60(Нм) t1 = 60 (с) М2 = 160(Нм) t2 = 20 (с)

М3 = 0(Нм) t3 = 100 (с) М4 = 30 (Нм) t4 = 120 (с)

М5 = 0(Нм) t5 = 250 (с)

Выбираем двигатель 4АС112МВ6У:

Рн = 4,2 кВт Ммах/Мном = 2,1

S =% Мп/Мном = 1,9

КПД = 75 Ммин/Мном = 1,6

СоsФ = 0,79 Iп/Iном = 6,5

Ммах = 2,1*Мн = 2,1*44,1= 92,6 (Нм)<160 (Нм) следовательно выбираем другой двигатель.

Принцип действия однократного АПВ на электромеханических реле

В эксплуатации в настоящее время распространены электромеханические реле повторного включения однократного действия типа РПВ-58 и двукратного действия типа РПВ-258. Принципиальная схема однократного АПВ для линии с масляным выключателем, оснащенным электромагнитным приводом, приведена на рисунке 1.1 .

Рисунок 1.1 – Схема электрического АПВ однократного действия масляного выключателя

В комплектное устройство РПВ – 58 входят: реле времени КТ1 с добавочным резистором R1 для обеспечения термической стойкости реле; промежуточное реле КL1 с двумя обмотками, параллельной и последовательной; конденсатор С, обеспечивающий однократность действия АПВ; зарядный резистор R2 и разрядный резистор R3.

Дистанционное управление выключателем в рассматриваемой схеме производится ключом управления SA, у которого предусмотрена фиксация положения последней операции, и таким образом после операции включения ключ остается в положении включено (В2), а после операции отключения – в положении отключено (О2). Когда выключатель включен и ключ управления SA находится в положении В2, к конденсатору С подводится «плюс» оперативного тока через контакты ключа 1-2, а «минус» — через зарядный резистор R2. При этом конденсатор С заряжен и схема АПВ находится в состоянии готовности к действию.

При включенном выключателе реле положения отключено KQT, осуществляющее контроль исправности цепи включения, током не обтекается, и контакт его в цепи пуска АПВ разомкнут. Пуск АПВ происходит при отключении выключателя под действием релейной защиты или самопроизвольном в результате возникновения несоответствия между положением ключа SA, которое не изменилось, и положением выключателя, который теперь отключен.

Несоответствие положений ключа управления и выключателя характеризуется тем, что через контакты ключа 1 — 2 на схему АПВ по – прежнему подается «плюс» оперативного тока, а ранее разомкнутый блок – контакт выключателя SQТ переключается и замыкает цепь обмотки реле положения отключено KQT, которое срабатывая, подает «минус» оперативного тока на обмотку реле времени КТ1.

При срабатывании реле времени размыкается его мгновенный размыкающий контакт КТ1.1, вводя в цепь обмотки реле резистор R1, что приводит к повышению термической стойкости реле при длительном протекании тока.

По истечении установленной выдержки времени реле КТ1 замыкает контакт КТ1.2 и подключает параллельную обмотку 1 реле KL1 к конденсатору С. Реле KL1 срабатывает от тока разряда конденсатора и, самоудерживаясь через вторую обмотку, включенную последовательно с обмоткой контактора КМ, подает импульс на включение выключателя. Благодаря использованию у реле KL1 последовательной обмотки, обмотка 2, обеспечивается необходимая длительность импульса для надежного включения выключателя, поскольку параллельная обмотка, обмотка 1, этого реле обтекается током кратковременно при разряде конденсатора. Выключатель включается, размыкается его вспомогательный контакт SQТ и возвращаются в исходное положение реле KQT, KL1 и КТ1.

Если повреждение на линии было неустойчивым, то линия остается в работе. После размыкания контакта реле времени КТ1.2 конденсатор С начнет заряжаться через зарядный резистор R2. Сопротивление этого резистора выбирается таким, чтобы время заряда составило 20 – 25 с. Таким образом, спустя указанное время схема АПВ будет автоматически подготовлена к новому действию.

Если повреждение было устойчивым, то выключатель, включившись, вновь отключится защитой и вновь сработают реле KQT и КТ1. Реле KL1, однако, при этом второй раз работать не будет, так как конденсатор С был разряжен при первом действии АПВ и зарядиться еще не успел. Таким образом, рассмотренная схема обеспечивает однократность действия при устойчивом К3 на линии.

При оперативном отключении выключателя ключом управления SA несоответствия между положением ключа управления и выключателя не возникает и АПВ не действует, так как одновременно с подачей импульса на отключение выключателя контактами ключа 7 – 8, через еще замкнутые контакты ключа управления 1–2 и замкнувшиеся контакты 3–4 конденсатор С разряжается через резистор R3. Поэтому срабатывает только реле KQT, а реле КТ1 и KL1 не сработают.

Для предотвращения многократного включения выключателя на устойчивое К3, что может иметь место в случае залипания контактов реле КL1 в замкнутом состоянии, в схеме управления устанавливается специальное промежуточное реле КВS типа РП–232 с двумя обмотками: рабочей последовательной 1 и удерживающей параллельной 2. Реле КВS срабатывает при прохождении тока по катушке электромагнита отключения YАТ и удерживается в сработанном положении до снятия команды на включение. При этом цепь обмотки контактора КМ разомкнута размыкающим контактом КВS.2, чем и предотвращается включение выключателя.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *