Апв линии с двухсторонним питанием

 

КЗ на линии с двухсторонним питанием (Л1), работающей в одноцепном режиме, приведёт к отключению этой линии. Во время бестоковой паузы вектора ЭДС систем С1 и С2 сдвинутся относительно друг друга, и при включении Л1 по электрической сети потечёт уравнительный ток, обусловленный разностью ЭДС двух систем. Рассмотрим применение на Л1 НАПВ.

Несинхронное АПВ является наиболее простым устройством, допускающим включение частей энергосистемы без ограничения по углу включения, в том числе и при углах 120-130 градусов, когда синхронные машины испытывают максимальные динамические воздействия. Возможность такого включения обосновывается на определении допустимого тока включения с углом 180 градусов. На основании теоретических и экспериментальных исследований предложена следующая норма, определяющая допустимость НАПВ (для турбогенераторов с непосредственным охлаждением обмоток):

 

.

 

Здесь  - максимальный ток (периодическая составляющая) несинхронного включения с углом 180 градусов, определённый по выражению:

 

 

где  - эквивалентное сопротивление между ЭДС  и напряжением энергосистемы, в котором сопротивления генераторов учтены сверхпереходным значением. Остальные элементы замещаются своими реактивными сопротивлениями. Для выполнения этих расчётов в исходной схеме система С1 представляется в виде блочной электростанции. Количество и мощность блоков, а также мощность трансформатора блока приведены в таблице дополнительных исходных данных:

 

Таблица 10 - Дополнительные исходные данные

Величина	Мощность блочного трансформатора, МВА	Генераторы			Число блоков
		, МВт , МВА , о.е.
Численное значение	80	63	78.75	0.153	3

Рисунок 2 - Исходная схема системы С2

 

Рассчитаем параметры С2. Турбогенератор мощностью 63МВт ТВФ-63-2У3. Трансформатор блока, ТД-80000/220(242/10.5, ) Сопротивления генератора и трансформатора блока, приведённые к стороне 110кВ:

 

 

Сопротивление одного блока генератор - трансформатор, приведённое к стороне 110кВ:

 

 

Эквивалентное сопротивление блоков в максимальном (3 блоков) и минимальном (2 блока) режимах (приведено к стороне 110кВ):

 

 

Сопротивление системы С`2, соединённой с шинами электростанции вычисляется по известным сопротивлениям С2 в минимальном и максимальном режимах и эквивалентному сопротивлению блоков (для стороны 110кВ):

 

 

Расчётный режим 1. Необходимо рассчитать максимальный уравнительный ток. Тогда С1 и С2 - в максимальном режиме, работают все автотрансформаторы. Расчётная схема для вычисления тока приведена на рис 5:

 

Рисунок 4 - Схема замещения

 

Для упрощения расчётов принимаем . Тогда максимальный ток несинхронного режима:

 

Этот ток в системе С1 разветвляется по эквивалентному сопротивлению блока и сопротивлению C`1 в соотношении, обратно пропорциональном соответствующим Х. По правилу рычага:

 

 

Этот ток приведён к стороне 110кВ и обусловлен тремя блоками. Тогда ток через один генератор получаем умножением на соответствующие коэффициенты трансформации (242/10.5 - ТБ, 121/230 - АТ) и делением на число блоков:

 

 

Ток в рассмотренном режиме меньше номинального тока генератора, следовательно, режим допустим.

Расчётный режим 2: При отключении одного блока (С2 в режиме минимума) суммарный ток несинхронного включения уменьшится, но ток, приходящийся на один генератор, может увеличиться. По аналогии с предыдущим режимом, найдём этот ток:

 

Этот режим также допустим, так как уравнительный ток в генераторе значительно меньше номинального.

Даже в максимальном режиме токи несинхронного включения не вызывают недопустимых токов в генераторах станции. Таким образом, применение НАПВ на Л1 допустимо.

Выберем выдержку времени АПВ. Для этого необходимо знать типы выключателей, установленных на подстанциях на стороне 110кВ. Для упрощения расчётов предполагаем, что все выключатели 110кВ подстанций А, Б, В и Г одинаковы. Максимальный рабочий ток через выключатель, обусловленный перетоками мощности из С1 в С2 а так же нагрузкой п/с D, C и трансформатора Т6:

Максимальный рабочий ток по линии 1 при перетоке из системы 1 в систему 2:

 

 

Максимальный рабочий ток по линии 1 при перетоке из системы 2 в систему 1:

 

 

Для распределительных сетей наиболее целесообразным типом выключателя является маломасляный выключатель ВМТ. Для оценочных расчётов принимаем выключатель ВМТ110Б-25/1000. Его параметры, в соответствии с [3], табл. 5,2, стр. 242, 250:

время отключения

время включения

минимальная бестоковая пауза при АПВ (время готовности привода)

Минимальная выдержка времени любого АПВ определяется по двум условиям:

) Выдержка времени АПВ должна быть больше времени готовности привода:

 

 

Здесь  - время запаса, учитывающее разброс времени готовности привода, и погрешность реле времени; принято среднее значение в рекомендованном промежутке 0,3...0,5 с.

2) Выдержка времени должна быть больше времени деионизации:

 

 

 

где  - наименьшая выдержка времени релейной защиты, времени отключения и включения выключателя на том конце линии, на котором выбирается выдержка времени АПВ;

 - выдержка времени второй ступени защиты и время отключения выключателя на противоположном конце линии соответственно;

 - время деионизации среды, зависящее от рабочего напряжения, значения и длительности тока КЗ, метеорологических условий (ориентировочно для линий 110кВ можно принять равным 0.17с)

Принимая для упрощения  (КЗ в зоне действия I ступени защиты 1 и в зоне действия II ступени защиты 2) исходное выражение можно упростить:

 

 

где для двухцепной линии Л1 принято (из расчётов защит); для обоих концов линии значение , полученное по этому выражению будет одинаковым

Принимаем наибольшее из полученных значений:

Время автоматического возврата схемы АПВ в исходное положение выбирается из условия обеспечения однократности действия:

 

 

где  - максимальная выдержка времени резервных защит линии Л1.

Время возврата схемы в исходное положение в устройстве РПВ-58 и в комплексном устройстве РПВ-01 определяется временем заряда конденсатора, которое составляет 20...25с, что с запасом удовлетворяет этому условию.

Для уменьшения возмущений в энергосистеме АПВ на линиях с двухсторонним питанием выполняют однократным. С этой же целью рекомендуется дополнять простую схему АПВ на одном из концов линии устройством контроля наличия напряжения на линии. Благодаря этому включение линии на устойчивое КЗ возможно только один раз - со стороны, где не установлено такое устройство. Условие (1), (2) для конца линии, где установлено устройство контроля наличия напряжения, примут вид:

 

 

При этом на конце линии, с которого производится её опробование, устанавливается АПВ с контролем отсутствия напряжения. Для этого в цепи пуска устройств АПВ вводятся контакты соответствующих реле напряжения, уставки которых выбирают по следующим условиям:

для минимального реле напряжения, контролирующего отсутствие напряжения на линии

 

 

для максимального реле напряжения, контролирующего наличие напряжения на линии:

 

 

Для выравнивания количества отключений КЗ выключателями при неуспешно АПВ устройства контроля предусматривают на обоих концах линии, меняя очерёдность их подключения.