Схема АПВ с пуском от несоответствия положения ключа управления и выключателя

Схема АПВ с пуском от релейной защиты

В схемах АПВ с пуском от релейной защиты программа однократного действия автоматики осуществляется с помощью реле времени КТ2 с проскальзывающим контактом (рис. 2.1).

 

Рис.2.1. Схема АПВ с пуском от релейной защиты

 

Схема работает следующим образом. При повреждении на линии срабатывает релейная защита, которая подает сигнал на отключение выключателя. Последовательно с катушкой отключения УАТ включено промежуточное реле КТ1 так, что при подаче сигнала на отключение это реле срабатывает и запускает схему повторного включения - реле КL1, КТ2 и КL2. Как было сказано, реле времени КТ2 является программным устройством схемы, обеспечивающим однократность действия АПВ. Реле КТ2 имеет три пары контактов. Контакты 1 служат для самоудерживания. Проскальзывающий контакт 2, замыкающийся с выдержкой времени t₂, создает импульс на повторное включение. Выдержка времени замыкания третьего контакта t₃ больше выдержки времени замыкания второго контакта t₂. Реле времени возвращается в исходное положение только после замыкания контакта 3, т.е. тогда, когда вся программа цикла выполнена.

Кратко рассмотрим действие схемы при успешном и неуспешном цикле АПВ.

Успешный цикл АПВ. При повреждении на линии срабатывает релейная защита и отключает линию. Одновременно запускаются элементы схемы АПВ. Если на отключенной линии повреждение самоликвидируется, то релейная защита, а также реле КТ1 и КL1 возвращаются в исходное положение. Однако реле КТ2 самоудерживается и обеспечивает выполнение программы повторного включения. По истечении выдержки времени t₂, равной порядка 0,5 с, подается сигнал на реле КL2, которое в свою очередь подает сигнал на включение выключателя. Реле КL2 имеет дополнительную, последовательную обмотку, за счет которой якорь удерживается до момента включения выключателя. По истечении выдержки времени t₃ замыкается третий контакт реле КТ2 и это реле возвращается в исходное положение.

Неуспешный цикл АПВ. Релейная защита отключает линию, а устройство АПВ подает сигнал на включение выключателя. В случае устойчивого повреждения релейная защита вторично отключает линию. Выдержка времени t₃ выбирается больше времени срабатывания релейной защиты и равняется обычно 8¸10 секундам. Поэтому реле времени КТ2, запущенное при первом срабатывании защиты, продолжает работать. Действие проскальзывающего контакта КТ2.2 было использовано, поэтому сигнала на включение не будет. При замыкании контакта КТ2.3 схема возвращается в исходное положение.

Проскальзывающий контакт 2 реле КТ2 может застревать, что является недостатком этой схемы. При этом получается длительный импульс на включение, а следовательно, возможно многократное включение выключателя. Для устранения этого явления цепь включения дополнительно заводится через нормально закрытый контакт реле КL1. При очередном отключении реле КL1 срабатывает и «затянувшийся» сигнал на включение через контакт КL1.2 переведет на себя. В таком случае контакты КL1.1 будут удерживаться в разомкнутом состоянии и сигнал на включение не пройдет.

При отключении линии от ключа управления схема АПВ не запускается и повторного включения не будет.

 

Схема АПВ с пуском от несоответствия положения ключа управления и выключателя

Пуск схемы АПВ производится от несоответствия положения ключа управления и выключателя. Так, если ключ управления SА находится в положении «включено», а выключатель по какой-либо причине отключился, то устройство АПВ будет запущено и подаст сигнал на повторное включение.

Схема автоматики, реализующая рассмотренный алгоритм, показана на рис. 2.2.

 

Рис.2.2. – Схема АПВ с пуском от несоответствия между положениями выключателя и ключа управления

 

Прежде всего, обратим внимание на ручное управление линией, которое осуществляется ключом SА. Рукоятка этого ключа может занимать три положения - нейтральное, левое и правое. Поворот ключа влево соответствует команде «отключено». В правом положении подается команда на включение,

При возвращении ключа SА в нейтральное положение поданная команда может исчезнуть или сохранится. Сохранение (запоминание) команды на схеме ключа SА отмечено точкой на средней пунктирной линии. Контакты 1-2 замыкаются при повороте ручки ключа вправо и после возврата ручки в нейтральное положение остаются замкнутыми.

Рассмотрим действие схемы по рис. 2.2. При включенном положении SА его контакты 1-2 замкнуты и конденсатор С заряжается через сопротивление 1R. Если выключатель отключился, то его вспомогательные контакты В1.1 замыкают цепь реле КL1. Это реле является пусковым реле схемы АПВ. При пуске устройства АПВ срабатывает реле КТ1, которое с выдержкой времени подключает конденсатор С к параллельной обмотке реле КL2, при этом диод не разрешает преждевременную разрядку конденсатора. Срабатывание реле КL2 обеспечивает подачу сигнала на включение выключателя. В случае успешного АПВ линия сохраняется в работе.

Однократность повторного включения обеспечивается за счет цепочки 1R-С. При включении на обмотку реле КL2 конденсатор С разряжается. Время заряда конденсатора через сопротивление 1R выбирается в пределах 15¸20 с. При неуспешном АПВ действием релейной защиты линия вновь отключается. Однако, поскольку конденсатор к этому времени не успевает зарядиться, то очередного повторного включения не произойдет. В отключенном состоянии выключателя конденсатор не может зарядиться, так как он шунтирован обмоткой реле КL2.

В случае ручного отключения выключателя повторное включение не произойдет, поскольку контакты 1-2 ключа управления разомкнуты и, несмотря на возможное срабатывание реле КL1, КТ1 и КL2, сигнала на включение не будет. Конденсатор разряжается через сопротивление 4R.

Следует заметить, что при очередном включении линии устройство АПВ становится готовым к действию через 15¸20 с, т.е. после того как зарядится конденсатор. Поэтому при ручном включении выключателя на поврежденную линию повторного включения не последует.

Реле КLЗ обеспечивает доминирующее действие сигнала на отключение. Так, если релейная защита подаст сигнал на отключение, то это реле сработает. Если при этом существует импульс на включение (например, приварились контакты реле КL2), то он не пройдет через разомкнутые контакты 2 реле КL3, а будет переведен на обмотку этого реле. Таким образом, несмотря на наличие импульса на включение, линия будет отключена.

Рассмотренная схема положена в основу устройств автоматического повторного включения с реле типа АПВ-1 и РПВ-58. На схеме дополнительно показаны цепочки ускорения защиты, запрета действия АПВ и некоторые другие детали устройства.

Схема АПВ с пуском от несоответствия может быть использована и на телеуправляемых подстанциях. Наличие телеуправления привносит некоторую специфику в условия работы устройства АПВ. Так, при отключении выключателя с помощью средств телемеханики, ключ управления на самой подстанции остается в положении «включено». Это обстоятельство приводит к несоответствию положения выключателя и ключа управления и служит пусковым импульсом к повторному включению. Однако повторного включения не должно быть, поскольку телеотключение соответствует ручному отключению с помощью ключа управления. Для устранения повторного включения в рассмотренной ситуации предусмотрен «запрет» действия устройства АПВ. При срабатывании реле телеуправления ТУ одновременно с сигналом на отключение подается минус в точку «а». Конденсатор разряжается, и повторное включение не происходит.

Рассмотренный способ запрета может быть использован и в любом другом случае, когда при отключении выключателя повторное включение не требуется.

 

АПВ НА ЛЭП С ДВУХСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ

КЗ на ЛЭП с двухсторонним питанием подпитывается с двух сторон. Дуга будет гореть до тех пор, пока КЗ не будет отключено с обеих сторон.

Рисунок 10.4

Выдержка времени должна это учитывать. Пусть , тогда:

(10.3)

- третье, дополнительное, условие. Выдержка времени АПВ принимается равной наибольшему из трёх значений.

Для проверки успешности АПВ, вообще говоря, достаточно включения только одного выключателя. Если АПВ неуспешное, то второй выключатель может не включаться для сохранения своего ресурса. Чтобы это осуществить, АПВ второго выключателя дополняется устройством контроля наличия напряжения на линии. Действие АПВ второго выключателя блокируется при отсутствии напряжения на линии.

Рисунок 10.5

 

На линиях с двусторонним питанием за время бестоковой паузы источники питания могут выйти из синхронизма. Поэтому перед повторным включением линии необходимо провести проверку некоторых условий, гарантирующих допустимость повторного включения. Максимальный ток несинхронного включения:

(10.4)

где  - сверхпереходные ЭДС.

В зависимости от структуры сети и типа выключателей на ЛЭП, возможны следующие решения:

1. Линия имеет шунтирующие связи (три, четыре), за счёт которых сохраняется синхронная работа источников питания в цикле АПВ. В этом случае рекомендуется применять устройства АПВ без проверки синхронизма, такие же, как и на линиях с односторонним питанием. При выборе уставки АПВ необходимо учитывать время отключения короткого замыкания с противоположного конца линии.

2. Линия не имеет шунтирующих связей. Если линия оборудована быстро-действующими выключателями и быстродействующей релейной защитой, то рекомендуется применять быстродействующее автоматическое повторное включение (БАПВ). Время полного цикла БАПВ может составлять 0,2¸0,3 с. За это время источники питания по концам линии не успеют выйти из синхронизма, что и служит предпосылкой для включения без проверки синхронности встречных напряжений.

3. Линия не имеет шунтирующих связей. Возможно применять несинхронное автоматическое повторное включение (НАПВ), если сопротивление линии связи между источниками питания велико. Способ рекомендуется использовать тогда, когда величина тока при самом неблагоприятном угле включения не превосходит допустимых для генераторов, синхронных компенсаторов и трансформаторов значений.

(10.5)

Несинхронное АПВ также может привести к неправильному срабатыванию РЗ.

4. Для гидростанций с небольшим числом агрегатов возможно повторное включение линии без проверки синхронности встречных напряжений. В этом случае автоматическое повторное включение сочетают с самосинхронизацией генераторов ГЭС (АПВС).

5. Если на линии недопустимо несинхронное повторное включение и невозможно применять БАПВ, то рекомендуется использовать автоматическое повторное включение с ожиданием или улавливанием синхронизма (АПВУС). Действие реле контроля синхронизма определяется углом d между контролируемыми напряжениями  и .

Рисунок 10.6

В отдельных случаях также учитывается скорость изменения угла d, а также за счет сочетания АПВ с самосинхронизацией генераторов. Комплекс автоматики, осуществляющий такой цикл, сокращенно обозначают АПВС.

Следует иметь в виду, что элементы автоматики по контролю или улавливанию синхронизма затягивают цикл повторного включения. Поэтому применять эти типы АПВ следует в случаях действительной необходимости.

 

Однофазное АПВ

На воздушных линиях электропередачи высокого напряжения наиболее часто происходят однофазные короткие замыкания. Это объясняется тем, что с повышением напряжения увеличивается расстояние между фазами линии и, как следствие этого, уменьшается вероятность повреждения между фазами. При однофазном повреждении представляется целесообразным применять цикл повторного включения только для поврежденной фазы. Такой цикл называют ОАПВ - однофазное (пофазное) автоматическое повторное включение.

ОАПВ имеет определенные преимущества. Так, при отключении одной фазы передача мощности сохраняется по двум другим фазам. Обычно в двухфазном режиме передается около 60¸70 % номинальной мощности. За счет этого устраняется перерыв в питании потребителей, получающих энергию по одиночной линии.

Не менее важно это обстоятельство для одиночных линии с двусторонним питанием. За счет работы двумя фазами сохраняется связь между источниками питания, и последующее повторное включение поврежденной фазы проходит легче, чем в цикле трехфазного АПВ.

С другой стороны ОАПВ присущи определенные недостатки и возникают некоторые затруднения в реализации подобного цикла, а именно:

– выключатели на линии должны иметь пофазный привод;

– схема АПВ усложняется за счет избирателей поврежденной фазы и других блокировок;

– в цикле ОАПВ появляются токи и напряжения нулевой и обратной последовательности. Защиты рассматриваемой линии и прилегающей сети должны быть загрублены или заблокированы от ложного действия в таком режиме;

– двухфазный режим несимметричен и оказывает вредное влияние на работу генераторов и телефонных линий связи;

– непосредственно ОАПВ не действует при междуфазных коротких за-мыканиях, в связи с чем возникает необходимость создания комбинированных устройств, которые при однофазных коротких замыканиях выполняют цикл ОАПВ, а при многофазных - работают как трёхфазное АПВ.

В ряде случаев после неуспешного ОАПВ предусматривается длительная работа линии по схеме две фазы-земля. Такой режим работы выдвигает повышенные требования к релейной защите смежных участков сети в отношении ее селективности. К тому же длительная несимметрия магнитного поля генераторов и двигателей приводит к их повышенному нагреву и вибрации. С учетом этих обстоятельств, возможность длительной работы линии двумя фазами проверяется для каждой линии в отдельности.