Выбор уставок однократных апв для линий с односторонним питанием.

Выдержка времени АПВ на повторное включение выключателя определяется двумя условиями:

1. Выдержка времени должна быть больше времени готовности привода выключателя, т. е.

где tг.п – время готовности привода, которое может составлять 0,2–1 с, для разных типов приводов; tзап – время запаса, учитывающее погрешности реле времени АПВ, принимается равной 0,3–0,5 с.

2. Для того чтобы повторное включение было успешным, необходимо, чтобы за время от момента отключения линии до момента повторного включения и подачи напряжения не только погасла электрическая дуга в месте КЗ, но и восстановились изоляционные свойства воздуха. Процесс восстановления изоляционных свойств, называемый деионизацией, требует некоторого времени. Следовательно, выдержка времени АПВ на повторное включение должна быть больше времени деионизации, т. е.

где tд – время деионизации, принимаемое равным 0,1–0,3 с.

При выборе уставок принимается большее значение времени из полученных по выражениям (12.1) и (12.2).

В схемах АПВ с использованием комплектных устройств, в которых время готовности реле АПВ к срабатыванию определяется временем заряда конденсатора, оно должно быть не меньше значения, определенного по выражению

где tоткл – время отключения выключателя; tзап – наибольшая выдержка времени срабатывания защиты.

Ускорение действия защиты после АПВ применяется для быстрейшего отключения КЗ и повышения надежности работы энергосистемы и потребителей. Ускорение защиты после АПВ предусматривается директивными материалами не только для линий, не имеющих быстродействующей защиты, но также для линий, имеющих сложные быстродействующие защиты, как мера повышения надежности защиты линии в целом.

Ускорение защиты до АПВ позволяет ускорить отключение КЗ и обеспечить селективную ликвидацию повреждений.

Одним из способов, обеспечивающих быстрое отключение повреждений на линии W1 без применения сложных защит, является ускорение МТЗ этой линии до АПВ. С этой целью защита МТЗ1 выполняется так, что при возникновении КЗ на линиях W1–W3 она первый раз действует без выдержки времени независимо от того, на какой из линий произошло КЗ, а после АПВ действует с нормальной выдержкой времени. Действие защиты и АПВ происходит при этом следующим образом. В случае КЗ на линии W1 срабатывает защита МТЗ1 по цепи ускорения и без выдержки времени отключает эту линию. После АПВ, если повреждение устранилось, линия остается в работе. Если же повреждение оказалось устойчивым, то линия вновь отключится, но уже с выдержкой времени.

Рис. 12.6. Участок сети с односторонним питанием

Поочередное АПВ является более эффективным средством для быстрейшего отключения КЗ. При таком принципе выполнения защиты реле ускорения непосредственно после включения выключателя остается подтянутым и обеспечивает ускорение защиты и после включения выключателя от АПВ. Затем ускорение выводится. Автоматическое повторное включение последующего участка имеет выдержку большую, чем время АПВ и время, в течение которого вводится ускорение на предыдущем участке:

Ускорение защиты вводится снова через время работы АПВ и возврата реле ускорения последнего участка.

Автоматическое повторное включение на линиях с двухсторонним питанием имеет некоторые особенности, что определяется наличием напряжения по обоим концам линии. Первая особенность состоит в том, что АПВ линии должно производиться лишь после того, как она будет отключена с обеих сторон, что необходимо для деионизации воздушного промежутка в месте повреждения. Поэтому при выборе выдержки времени АПВ линии с двухсторонним питанием необходимо кроме условий (12.1) и (12.2) учитывать еще и третье условие:

 

где tвкл1 – включения выключателя на своем конце линии, на котором выбирается выдержка времени АПВ; tзащ2 – выдержка времени второй ступени защиты на противоположном конце линии; tд – время деионизации среды; tзап – дополнительный запас по времени, учитывающий погрешности реле времени устройства АПВ и защиты, отличия времен действия выключателей от расчетных и т. д., принимается равным 0,5–0,7 с.

 

Для линий с двухсторонним питанием разработано и эксплуатируется большое количество ТАПВ разных типов, которые можно объединить в три группы:

1) устройства, допускающие несинхронное включение разделившихся частей энергосистемы, – несинхронное АПВ (НАПВ);

2) устройства, допускающие АПВ, когда напряжения по концам отключившейся линии синхронны, – АПВ с контролем синхронизма (АПВКС) или когда разность частот этих напряжений невелика, т. е. условия близки к синхронным, – быстродействующее АПВ (БАПВ), АПВ с улавливанием синхронизма (АПВУС) и др.;

3) устройства, осуществляющие АПВ после отключения источников несинхронного напряжения или их возбуждения (генераторов или синхронных компенсаторов), с последующей их синхронизацией – АПВ с самосинхронизацией (АПВС). Если источники несинхронного напряжения отключаются с их остановом, выполняется АПВ с контролем отсутствия напряжения (АПВОН).

 

 

58. Автоматический ввод резерва

Назначение автоматического ввода резерва. Схемы электрических соединений энергосистем и отдельных электроустановок должны обеспечивать надежность электроснабжения потребителей. Высокую степень надежности обеспечивают схемы питания одновременно от двух и более источников (линий, трансформаторов), поскольку аварийное отключение одного из них не приводит к нарушению питания потребителей.

Несмотря на эти очевидные преимущества многостороннего питания потребителей, большое количество подстанций, имеющих два источника питания, работают по схеме одностороннего питания.

Недостаток одностороннего питания заключается в том, что аварийное отключение рабочего источника приводит к прекращению питания потребителей. Этот недостаток может быть устранен быстрым автоматическим включением резервного источника или включением выключателя, на котором осуществлено деление сети. Для выполнения этой операции широко используется автоматический ввод резерва (АВР). При наличии АВР время перерыва питания потребителей в большинстве случаев определяется лишь временем включения выключателей резервного источника и составляет 0,3–0,8 с.

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

Основные требования к устройствам АВР. Все устройства АВР должны удовлетворять следующим основным требованиям:

• Схема АВР должна приходить в действие в случае исчезновения напряжения на шинах потребителей 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.

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

• Включение резервного источника имеет смысл только в том случае, если на нем имеется напряжение на уровне не ниже минимально допустимого.

• Действие АВР должно быть однократным для того, чтобы не допускать нескольких включений резервного источника на устойчивое КЗ.

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

• 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.

• Для ускорения отключения резервного источника питания при его включении на устойчивое КЗ должно предусматриваться ускорение действия защиты резервного источника после АВР. Это особенно важно в тех случаях, когда потребители, потерявшие питание, подключаются к другому источнику, несущему нагрузку. Быстрое отключение КЗ при этом необходимо, чтобы предотвратить нарушение нормальной работы потребителей, подключенных к резервному источнику питания

Принцип действия автоматического ввода резерва. Рассмотрим принцип действия АВР на примере двухтрансформаторной подстанции (рис. 12.10). Питание потребителей нормально осуществляется от рабочего трансформатора Т1. Резервный трансформатор Т2 отключен и находится в резерве. При отключении по любой причине выключателя Q1 трансформатора Т1 его вспомогательный контакт QF1-2 разрывает цепь обмотки промежуточного реле KL1 (рис. 12.10, а). В результате якорь реле KL1, подтянутый при включенном положении выключателя, при снятии напряжения отпадает с некоторой выдержкой времени и размыкает контакты.

Пусковые органы минимального напряжения должны выполняться таким образом, чтобы они действовали только при исчезновении напряжения и не действовали при неисправностях в цепях напряжения.