Принципы использования AVR на примере схем

Принципы использования АВР на примере схем

Рассмотрим  принципы использования АВР на примере  схем, приведенных на рис. 1

1. Питание подстанции А (рис. 1, а) осуществляется по рабочей линии W1 от подстанции Б. Вторая линия, приходящая с подстанции В, является резервной и находится под напряжением (выключатель Q3 линии W2 нормально отключен). При отключении линии W1 автоматически от устройства АВР включается выключатель Q3 и таким образом вновь подается питание потребителям подстанции А. Схемы АВР могут иметь одностороннее или двустороннее действие. При одностороннем АВР линия W1 всегда должна быть рабочей, а линия W2—всегда резервной. При двустороннем АВР любая из этих линий может быть рабочей и резервной.

2. Питание электродвигателей и других потребителей собственных нужд каждого агрегата электростанции осуществляется обычно от отдельных рабочих трансформаторов (Т1 и Т2 на рис. 1, б). При отключении рабочего трансформатора автоматически от схемы АВР включаются выключатель Q5 и один из выключателей — Q8 (при отключении Т1) или Q7 (при отключении Т2) —резервного трансформатора ТЗ.

3. Трансформаторы Т1 и Т2 включены на разные системы шин (рис. 1, б). Шиносоединительный выключатель Q5 нормально отключен. При аварийном отключении любого из рабочих трансформаторов автоматически от схемы АВР включается выключатель Q5, подключая нагрузку шин, потерявших питание, к оставшемуся в работе трансформатору. Если мощность одного трансформатора недостаточна для питания всей нагрузки подстанции, при действии АВР должны приниматься меры для отключения части наименее ответственных потребителей.

 

 

Рис.1

4. Подстанции В и Г (рис. 1, г) нормально питаются радиально от подстанций А и Б соответственно. Линия W3 находится под напряжением со стороны подстанции В, а выключатель Q5 нормально отключен. При аварийном отключении линии W2 устройство АВР, установленное на подстанции Г, включает выключатель Q5, в результате чего питание с подстанции Г переводится на подстанцию В по. линии W3. При отключении линии W1 подстанция В и вместе с ней линия W3 остаются без напряжения. Исчезновение напряжения на трансформаторе напряжения TV также приводит в действие устройство АВР на подстанции Г, которое включением выключателя Q5 подает напряжение на подстанцию В от подстанции Г.

Опыт эксплуатации показывает, что АВР является очень эффективным средством повышения надежности электроснабжения. Успешность АВР составляет 90— 95 %. Простота схем и высокая эффективность обусловили широкое применение АВР на электростанциях и в электрических сетях.

Требования  к схемам АВР.

Все устройства АВР должны удовлетворять следующим  основным требованиям.

1. Схема АВР должна приходить в действие при исчезновении напряжения на шинах потребителя по любой причине, в том числе при аварийном, ошибочном или самопроизвольном отключении выключателей рабочего источника питания, а также при исчезновении напряжения на шинах, от которых осуществляется питание рабочего источника. Включение резервного источника часто допускается также при КЗ на шинах потребителя.

2. Для того чтобы уменьшить длительность перерыва питания потребителей, включение резервного источника питания должно производиться сразу же после отключения рабочего источника.

3. Действие АВР должно быть однократным, чтобы не допускать нескольких включений резервного источника на неустранившееся КЗ.

4. Схема АВР не должна приходить в действие до отключения выключателя рабочего источника, чтобы избежать включения резервного источника на КЗ в неотключившемся рабочем источнике. Выполнение этого требования исключает также в отдельных случаях несинхронное включение двух источников питания.

5. Для того чтобы схема АВР действовала при исчезновении напряжения на шинах, питающих рабочий источник, когда его выключатель остается включенным, схема АВР должна дополняться специальным пусковым органом минимального напряжения,

6. Для ускорения отключения резервного источника при его включении на неустановившееся КЗ должно предусматриваться ускорение защиты резервного источника после АВР. Это особенно важно в тех случаях, когда потребители, потерявшие питание, подключаются к другому источнику, несущему нагрузку. Ускоренная защита обычно действует по цепи ускорения без выдержки времени. В установках же собственных нужд, а также на подстанциях, питающих большое число электродвигателей, ускорение защиты осуществляется до 0,5 с. Такое замедление ускоренной защиты необходимо, чтобы предотвратить ее неправильное срабатывание в случае кратковременного замыкания контактов токовых реле в момент включения выключателя под действием толчка тока, обусловленного сдвигом по фазе между напряжением энергосистемы и затухающей ЭДС тормозящихся электродвигателей, который может достигать 180°.

 

Рис. 2. Схемы  пускового органа АВР:а—цепи переменного  напряжения; б—цепи оперативного тока.

 

Предусмотренные в схеме на рис. 2 блокировки не исключают возможности ложного срабатывания пускового органа в случае перегорания предохранителя в средней фазе на стороне высшего напряжения ТVI, когда могут одновременно сработать оба реле напряжения KV1 и KV4. Для предотвращения в этом случае ложного срабатывания пускового органа схемы АВР плюс на его схему подается через размыкающий контакт фильтр-реле напряжения обратной последовательности KVZ (типа РНФ-1М), установленного в схеме защиты минимального напряжения электродвигателей, подключенных к данной секции шип собственных нужд.

В цепи отключения соответствующего выключателя рабочего трансформатора от пускового органа схемы АВР включены замыкающие контакты промежуточного реле KLV2 или KLV3 (см. рис. 2), замкнутые при наличии напряжения на резервном источнике питания. Промежуточные реле KLV2 (KLV3) приходят в действие от контактов максимального реле напряжения KV2.1 {KV3.1} и служат для размножения контактов последнего с целью использования их в цепях других рабочих трансформаторов.

Реле времени КТ1 и КТ4 замыкают цепь отключения выключателя Q.11 через замыкающие контакты реле KLV2. 1 (KLV3. 1) и KLA2. 1 (KLA3. 1) в зависимости от того, какой трансформатор — Т2 или ТЗ — используется для резервирования рабочего трансформатора Т1.

 

Автоматическое повторное включение. Назначение и область применения АПВ

 

Значительная  часть коротких замыканий (КЗ) на воздушный  линиях электропередачи (ВЛ), вызванных  перекрытием изоляции, схлестыванием  проводов и другими причинами, при  достаточно быстром отключении повреждений релейной защитой самоустраняется. При этом электрическая дуга, возникшая в месте КЗ, гаснет, не успевая вызвать существенных разрушений, препятствующих обратному включению линии под напряжение. Такие самоустраняющиеся повреждения принято называть неустойчивыми. Статистические данные о пов-реждаемости ВЛ за многолетний период эксплуатации показывают, что доля неустойчивых повреждений весьма высока и составляет 50—90%.

Поскольку отыскание  места повреждения на линии электропередачи  путем ее обхода требует длительного времени, а многие повреждения имеют неустойчивый характер, обычно при ликвидации аварийного нарушения режима оперативный персонал производит опробование ВЛ обратным включением под напряжение. Эту операцию называют повторным включением. Линия, на которой произошло неустойчивое повреждение, при повторном включении остается в работе. Поэтому повторные включения при неустойчивых повреждениях принято называть успешными.

Реже на ВЛ возникают  такие повреждения, как обрывы проводов, тросов или гирлянд изоляторов, падение или поломка опор и т. д. Такие повреждения не могут самоустраниться, поэтому их называют устойчивыми. При повторном включении ВЛ, на которой произошло устойчивое повреждение, вновь возникает КЗ, и она вновь отключается защитой. Поэтому повторные включения линий при устойчивых повреждениях называются неуспешными.

Для ускорения  повторного включения линий и  уменьшения времени перерыва электроснабжения потребителей широко используются специальные  устройства автоматического повторного включения (АПВ). Время действия АПВ обычно составляет от 0,5 до нескольких секунд.

Согласно Правилам устройств электроустановок (ПУЭ) обязательно  применение АПВ на всех воздушных  и смешанных (кабельно-воздушных) линиях напряжением выше 1 кВ. Автоматическое повторное включение восстанавливает нормальную схему сети также и в тех случаях, когда отключение выключателя происходит вследствие ошибок персонала или ложного действия релейной защиты.

Как показывает опыт эксплуатации, успешность действия АПВ на ВЛ 110—220 кВ достигает 75—80%, а на линиях сверхвысокого напряжения 330 кВ—65—70%, 500—750 кВ—около 50%. Наиболее эффективно применение АПВ на линиях с односторонним питанием, так как в этих случаях каждое успешное действие АПВ восстанавливает питание потребителей и предотвращает аварию.

Неустойчивые  КЗ часто возникают не только на ВЛ, но и на шинах подстанций. Поэтому  на подстанциях, оборудованных быстродействующей  защитой шин, также Применяется  АПВ, которое производит повторную  подачу напряжения на шины в случае их отключения релейной защитой; АПВ шин имеет высокую эффективность, поскольку каждый случай успешного действия .предотвращает аварийное отключение целой подстанции или ее части. автоматические повторное включение элегаз

Устройствами  АПВ оснащаются также все одиночно работающие трансформаторы мощностью 1000 кВА и более и трансформаторы меньшей мощности, питающие ответственную нагрузку. Устройства АПВ на трансформаторах выполняются так, чтобы их действие происходило при отключении трансформатора максимальной токовой защитой. Повторное включение при повреждении самого трансформатора, когда он отключается защитами от внутренних повреждений, как правило, не производится. Успешность действия устройств АПВ трансформаторов и шин так же высока, как и устройств АПВ ВЛ, и составляет 70—90%.

В ряде случаев  АПВ используется на кабельных и  смешанных кабельно-воздушных тупиковых  линиях 6— 10 кВ. При этом несмотря на то что повреждения кабелей бывают, как правило, устойчивыми, успешность АПВ составляет 40—60%. Это объясняется тем, что АПВ восстанавливает питание потребителей при неустойчивых повреждениях на шинах подстанций, при отключении линий вследствие перегрузки, при ложных и неселективных действиях релейной защиты. Применение АПВ позволяет в ряде случаев упростить схемы релейной защиты и ускорить отключение КЗ в сетях, что также является положительным качеством этого вида автоматики.

 

2. Требования к схемам АПВ, классификация схем АПВ

 

В эксплуатации получили применение следующие виды устройств АПВ: трехфазные, осуществляющие повторное включение трех фаз выключателя после их отключения релейной защитой; однофазные, осуществляющие включение одной фазы выключателя, отключенной релейной защитой при однофазном КЗ; комбинированные, осуществляющие включение трех фаз (при междуфазных повреждениях) или одной фазы (при однофазных КЗ).

Трехфазные  устройства АПВ в свою очередь  подразделяются на несколько видов: простые (ТАПВ), быстродействующие (БАПВ), с проверкой наличия напряжения (АПВНН), с ожиданием синхронизма (АПВОС), с улавливанием синхронизма (АПВУС) и др.

По виду оборудования, на которое действием устройств  АПВ повторно подается напряжение, различают АПВ линий, АПВ шин, АПВ трансформаторов.

По числу  циклов (кратности действия) различают  АПВ однократного действия и АПВ  многократного действия.

Устройства АПВ, выполненные  с помощью специальных релейных схем, называют электрическими, а встроенные в грузовые или пружинные приводы, — механическими.

Схемы АПВ в зависимости  от конкретных условий могут существенно  отличаться одна от другой. Однако все они должны удовлетворять следующим основным требованиям.

1. Схемы АПВ должны приходить в действие при аварийном отключении выключателя (или выключателей), находившегося в работе. В некоторых случаях схемы АПВ должны удовлетворять дополнительным требованиям, при выполнении которых разрешается пуск АПВ: например при наличии или, наоборот, при отсутствии напряжения, при наличии синхронизма, после восстановления частоты и т. д.

2. Схемы АПВ не должны приходить в действие при оперативном отключении выключателя персоналом, а также в тех случаях, когда выключатель отключается релейной защитой сразу после его включения персоналом (т.е. при включении выключателя на КЗ), поскольку повреждения в этом случае обычно бывают устойчивыми. В схемах АПВ должна также предусматриваться возможность запрета действия АПВ при срабатывании отдельных защит. Так, например, как правило, не допускается действие АПВ трансформаторов при внутренних повреждениях в них, когда срабатывает газовая или дифференциальная защита. В отдельных случаях не допускается действие АПВ линий при срабатывании дифференциальной защиты шин.

3. Схемы АПВ должны обеспечивать определенное количество повторных включений, т. е. действие с заданной кратностью. Наибольшее распространение получило АПВ однократного действия. Применяются также АПВ двукратного, а в некоторых случаях и трехкратного действия.

4. Время действия, как правило, должно быть минимально возможным, для того чтобы обеспечить быструю подачу напряжения потребителям и восстановление нормального режима работы. Наименьшая выдержка времени, с которой производится АПВ на линиях с односторонним питанием, принимается 0,3—0,5 с. Вместе с тем в некоторых случаях, когда наиболее вероятны повреждения, вызванные набросами и касаниями проводов передвижными механизмами, целесообразно для повышения успешности АПВ принимать выдержки времени порядка нескольких секунд.