Устройства автоматического повторного включения без контроля синхронизма

Устройство АПВ линии с параллельными связями. Схема этого устройства АПВ не отличается от рассмотренной (см. рис. 7.5) схемы УАПВ, предназначенного для линий с односторонним пита­нием. Отличие заключается лишь в выборе времени срабатывания t _АПВ1 устройств AKS1 и AKS2 на включение выключателей Q1 и Q2 соответственно (рис. 11.1, а).

В общем случае отключение повре­жденной линии может происходить каскадно. Поэтому времена t _АПВ1(1) и t _АПВ1(2) для выключателей Q1 и Q2 неодинаковы. На рис. 11.1,б,в построены временные диаграммы для выбора времени сраба­тывания t _АПВ1(1) устройства АПВ выклю­чателя Q1 и t _АПВ1(2) устройства АПВ выключателя Q2 с учетом каскадного от­ключения линии. Это значит, что расчет­ным условием для каждого комплекта устройств защиты и АПВ является корот­кое замыкание у места их установки (точка К1 для защиты и АПВ выключа­теля Q1; точка К2 Для защиты и АПВ выключателя Q2). В этом случае защита рассматриваемого комплекта имеет ми­нимальную выдержку времени, а выклю­чатель противоположного конца линии из-за возможного отказа быстродейст­вующих защит отключается резервными защитами с максимальной выдержкой времени.

Из временных диаграмм следует:

t _АПВ1(1) = t _с.з2 + t _о.в2 + t _д.с + t _зап - t _с.з1 - t _о.в1 - t _в.в1;

t _АПВ1(2) = t _с.з1 + t _о.в1 + t _д.с + t _зап - t _с.з2 - t _о.в2 - t _в.в2.

Обычно t _о.в1= t _о.в2, поэтому

(11.1)

t _АПВ1(1) = t _с.з2 + t _д.с + t _зап – (t _с.з1 + t _в.в1);

t _АПВ1(2) = t _с.з1 + t _д.с + t _зап – (t _с.з2 + t _в.в2).

Нетрудно заметить, что рассмотренное устройство АПВ вклю­чает линию с обеих сторон на устойчивое короткое замыкание. Вто­рое (с другой стороны линии) включение нежелательно; целесо­образно осуществить поочередное включение выключателей. На­пример, сначала включить выключатель Q1, а затем выключатель Q2, разрешив его включение только при наличии напряжения на включаемой линии. Оно появляется, если короткое замыкание после отключения линии самоустраняется и выключатель Q1 ус­пешно включается. При устойчивом коротком замыкании выключа­тель Q1 после повторного включения отключается, линия остается без напряжения, устройство АПВ выключателя Q2 не действует.

Для осуществления указанного действия УАПВ в его схему вводится максимальное реле напряжения, контролирующее нали­чие напряжения на линии. Замыкающий контакт KSV1 реле вклю­чается в цепь обмотки реле времени КТ комплектного реле AKS типа РПВ-358 (рис. 11.2). При этом пуск устройства АПВ про­исходит, если обеспечиваются несоответствие положений выключа­теля (см. рис. 7.5, реле положения KQT) и его ключа управления SA и наличие напряжения на включаемой линии. Напряжение срабатывания реле контроля напряжения принимается U _c.p =  (0,7÷0,8) U _ном. Время срабатывания t _АПВ1(1)находится соглас­но (11.1), а время срабатывания t _АПВ1(2)устройства АПВ с про­веркой наличия напряжения (на выключателе Q2) — на основе временной диаграммы, показанной на рис. 11.3.

При повреждении линии и отключении выключателя Q2 реле напряжения может находиться в состоянии после срабатывания и разрешать действовать устройству АПВ до тех пор, пока не от­ключится выключатель Q1. Это учитывается при определении вре­мени t _АПВ1(2)графиков рис. 11.3

t _АПВ1(2) = t _с.з1 + t _о.в1 + t _зап – t _с.з2 + t _о.в2.                     (11.2)

Реле напряжения может сработать и при включении выключателя Q1 на устойчивое короткое замыкание, однако выключатель Q2 при этом включаться не должен, поэтому время действия его УАПВ должно быть больше времени действия защиты t' _с.з1 после неуспешного АПВ и времени отключения выключателя t _о.в1, вместе взятых:

t' _АПВ1(2) = t' _с.з1 + t _о.в1 + t _зап.                                      (11.3)

Принимается большее из значений, полученных по (11.2) и (11.3). Обычно применяют ускорение защиты после АПВ. В та­ком случае t' _с.з1 — время действия защиты с учетом ее ускорения.

На параллельных линиях с односторонним питанием условия автоматического повторного включения аналогичны. Поэтому здесь также применяют устройства АПВ без проверки синхрониз­ма, но с наличием контроля напряжения.

Быстродействующее УАПВ. Быстродействующее УАПВ не тре­бует каких-либо дополнительных устройств, разрешающих его дей­ствие. Для его выполнения можно использовать схему, рассмот­ренную выше (см. рис. 7.5). При этом на выходные зажимы реле следует вывести дополнительные цепи от контакта КТ.2 реле вре­мени (на рис. 11.4 зажимы а, б). Этим создается возможность за­мыкать цепь обмотки KL1.2 реле без выдержки времени.

В настоящее время только воздушные выключатели обладают достаточным для осуществле­ния быстродействующего АПВ временем включения t _в.в1=0,2÷0,3 с. При этом поврежденная линия должна отключаться с двух сторон с временем t _о.л=0,1÷0,2 с. Пуск устройства быстродействующего АПВ произ­водится с контролем давления воздуха в резервуарах выключа­теля, которое должно быть доста­точным для двух операций отклю­чения.

Несинхронное УАПВ. Применять устройства несинхронного АПВ можно, если после несинхронного включения обеспечивается быстрая ресинхронизация и если, несмотря на понижение напря­жения, не нарушается устойчивость основных нагрузок. Для об­легчения ресинхронизации при несинхронном АПВ устройства автоматики должны осуществлять определенные операции.

При возникновении дефицита мощности автоматически произ­водятся: отключение неответственных потребителей устройствами АЧР; набор нагрузки незагруженными агрегатами; включение ре­зервных источников питания и ряд других мероприятий.

Если создается избыток мощности, то производятся отключение части генераторов, электрическое или механическое их торможе­ние и автоматическое регулирование турбин.

В связи с тем что несинхронное АПВ может происходить при любых углах между векторами ЭДС разделившихся частей энер­госистемы, возможно появление при включении больших уравни­тельных токов I _ур.max и повышенных электродинамических усилий в элементах энергосистемы. Несинхронное АПВ допустимо, если при включении отношение максимального значения периодической составляющей уравнительного тока к номинальному току равно или меньше [56]: I _ypmax/ I _ном= 0,625/x'' _*d — для турбогенераторов и гидрогенераторов с демпферными обмотками; I _ypmax/ I _ном=3,0 — для гидрогенераторов без успокоительных обмоток исходя из зна­чения x'' _*d ≈ 0,2; I _ypmax/ I _ном = 0,84/ x'' _*d — для синхронных компенсаторов; I _ypmax/ I _ном= 100/U _*к(%) — для трансформаторов. Здесь x'' _*d — сверхпереходное индуктивное сопротивление синхрон­ного генератора или компенсатора; U _*к(%) —напряжение корот­кого замыкания трансформатора.

Если заведомо известно, что частота и напряжение при несин­хронных включениях отличаются от номинальных не более чем на Δf_* = ΔU _*к = ±5 %, то можно допустить увеличение тока I _урmax против расчетного значения на ΔI _*ур = 13 % для турбогенерато­ров и на ΔI _*ур = 35 % для гидрогенераторов с демпферными об­мотками. Выключатели, разъединители,, трансформаторы тока и другое оборудование, выбранные по общепринятой методике, не требуют дополнительной проверки на электродинамическую стой­кость при наличии несинхронного АПВ.

Несинхронное АПВ сопровождается не только возникновением сверхтоков и понижением напряжения, но и кратковременным по­явлением токов и напряжений обратной и нулевой последователь­ностей из-за неодновременного замыкания фаз выключателя. В связи с этим рассмотренные выше защиты, исключая защиты, основанные на дифференциальном принципе, могут действовать неправильно как на включаемой линии, так и на смежных с ней участках.

Имеется ряд способов, обеспечивающих правильное поведение защиты при наличии несинхронного АПВ: понижение чувствитель­ности защиты, например токовой отсечки с включением реле на фазные токи (для токовой отсечки нулевой последовательности и для дистанционной защиты этот способ, как правило, малоэффек­тивен); увеличение времени действия защиты; применение различ­ных блокировок, обеспечивающих кратковременный вывод из ра­боты быстродействующих защит, способных подействовать непра­вильно при несинхронном АПВ — способ широко применяется для блокировки дистанционной защиты при возникновении качаний.

Для выполнения несинхронного АПВ можно использовать реле AKS типа РПВ-358. При этом схема устройства несинхронного АПВ аналогична схеме устройства АПВ для линий с односторон­ним питанием (см. рис. 7.5). При поочередном включении выклю­чателей устройство несинхронного АПВ с одного конца линии осу­ществляется с контролем наличия напряжения (см. рис. 11.2).