Применение
Все повреждения в электрической сети можно условно разделить на два типа: устойчивые и неустойчивые. К устойчивым повреждениям относятся такие, для устранения которых требуется вмешательство оперативного персонала или аварийной бригады. Такие повреждения не самоустраняются со временем, эксплуатация поврежденного участка сети невозможна. К таким повреждениям относятся обрывы проводов, повреждения участков линий, опор ЛЭП, повреждения электрических аппаратов.
Неустойчивые повреждения характеризуются тем, что они самоустраняются в течение короткого промежутка времени после возникновения. Такие повреждения могут возникать, например, при случайном схлёстывании проводов. Возникающая при этом электрическая дуга не успевает нанести серьёзных повреждений, так как через небольшой промежуток времени после возникновения короткого замыкания цепь обесточивается аварийной автоматикой. Практика показывает, что доля неустойчивых повреждений составляет 50—90 % от числа всех повреждений.
https://www.youtube.com/watch?v=ytaboutru
Включение отключенного участка сети под напряжение называется повторным включением. В зависимости от того, остался ли этот участок сети в работе или же снова отключился, повторные включения разделяют на успешные и неуспешные. Соответственно, успешное повторное включение указывает на неустойчивый характер повреждения, а неуспешный на то, что повреждение было устойчивым.
Для того чтобы ускорить и автоматизировать процесс повторного включения, применяют устройства автоматического повторного включения (АПВ).
Устройства АПВ получили широкое применение в электрических сетях. Их использование в сочетании с другими средствами релейной автоматики позволило полностью автоматизировать многие подстанции, избавляя от необходимости держать там оперативный персонал. Кроме того, в ряде случаев АПВ позволяет избежать тяжелых последствий от ошибочных действий обслуживающего персонала или ложных срабатываний релейной защиты на защищаемом участке.
В ПУЭ указано, что устройствами АПВ должны в обязательном порядке снабжаться все воздушные и кабельно-воздушные линии с рабочим напряжением 1кВ и выше. Кроме того, устройствами АПВ снабжаются трансформаторы, сборные шины подстанций и электродвигатели.
Классификация
В зависимости от количества фаз, на которые действуют устройства АПВ, их разделяют на:
- однофазное АПВ — включает одну отключенную фазу (при отключении из-за однофазного короткого замыкания)
- трёхфазное АПВ — включает все три фазы участка цепи.
- комбинированные — включает одну или три фазы в зависимости от характера повреждения участка сети.
Трёхфазные АПВ могут в зависимости от условий работы сети разделяться на
- простые (ТАПВ)
- несинхронные (НАПВ)
- быстродействующие (БАПВ)
- с проверкой наличия напряжения (АПВНН)
- с проверкой отсутствия напряжения (АПВОН)
- с ожиданием синхронизма (АПВОС)
- с улавливанием синхронизма (АПВУС)
- в сочетании с самосинхронизацией генераторов и синхронных компенсаторов (АПВС)
В зависимости от того, какое количество раз подряд требуется совершить повторное включение, АПВ разделяются на АПВ однократного действия, двукратного и т. д. Наибольшее распространение получили АПВ однократного действия, однако в ряде случаев применяются АПВ с другой кратностью действия.
По способу воздействия на выключатель АПВ могут быть:
- механические — они встраиваются в пружинный привод выключателя.
- электрические — воздействуют на электромагнит включения выключателя.
Поскольку механические АПВ работают без выдержки времени, их использование было принято нецелесообразным, и в современных схемах защитной автоматики используются только электрические АПВ.
По типу защищаемого оборудования АПВ разделяются соответственно на АПВ линий, АПВ шин, АПВ электродвигателей и АПВ трансформаторов.
Требование к АПВ
К схемам и устройствам АПВ применяется ряд обязательных требований, связанных с обеспечением надёжности электроснабжения. К этим требованиям относятся:
- АПВ должно обязательно срабатывать при аварийном отключении на защищаемом участке сети.
- АПВ не должно срабатывать, если выключатель отключился сразу после включения его через ключ управления. Подобное отключение говорит о том, что в схеме присутствует устойчивое повреждение, и срабатывание устройства АПВ может усугубить ситуацию. Для выполнения этого требования делают так, чтобы устройства АПВ приходили в готовность только через несколько секунд после включения выключателя. Кроме того, АПВ не должно срабатывать во время оперативных переключений, осуществляемых персоналом.
- В схемах АПВ должна присутствовать возможность выведения их для ряда защит (например, после действия газовой защиты трансформатора, срабатывание устройств АПВ нежелательно)
- Устройства АПВ должны срабатывать с заданной кратностью. То есть однократное АПВ должно срабатывать 1 раз, двукратное — 2 раза и т. д.
- После успешного включения выключателя, схема АПВ должна обязательно самостоятельно вернуться в состояние готовности.
- АПВ должно срабатывать с выставленной выдержкой времени, обеспечивая наискорейшее восстановление питания в отключенном участке сети. Как правило, эта выдержка равняется 0,3-0,5 с. Однако, следует отметить, что в ряде случаев целесообразно замедлять работу АПВ до нескольких секунд.
Согласно ПУЭ[1], п.3.3.3 :
- Установленная кратность действия (обычно — однократное);
- Отсутствие срабатывания при отключении персоналом;
- Автоматический возврат устройства АПВ в исходное состояние после успешной работы этого устройства;
- Отсутствие возможности многократного включения на КЗ при любой неисправности в схеме устройства;
- Отсутствие готовности к работе при отключении от релейной защиты непосредственно после включения персоналом дистанционно или при помощи телеуправления;
Принцип действия АПВ
Реализация схем АПВ может быть различной, это зависит от конкретного случая, в котором схему применяют. Однако основной принцип заключается в сравнении положения ключа управления выключателем и состояния этого выключателя. То есть, если на схему АПВ поступает сигнал, что выключатель отключился, а со стороны управляющего выключателем ключа приходит сигнал, что ключ в положении «включено», то это означает, что произошло незапланированное (например, аварийное) отключение выключателя. Этот принцип применяется для того, чтобы исключить срабатывание устройств АПВ в случаях, когда произошло запланированное отключение выключателя.
Выбор параметров[править]
Основными параметрами являются:
- Время срабатывания. Определяется условиями успешности срабатывания устройства АПВ.
- Время готовности (возврата в исходное состояния). Устройство АПВ не должно быть готовым выдать команду на включение выключателя в случае устойчивого КЗ на элементе. Обычно принимается с большим запасом равное 20 с.
https://www.youtube.com/watch?v=upload
Пуск устройства АПВ может осуществляться:
- либо по несоответствию положения ключа управления и выключателя;
- либо от устройств релейной защиты.
Для выполнения нужной последовательности автоматического включения выключателей линий с двухсторонним питанием, а также чтобы не было второго АПВ с другого конца при неуспешном АПВ, существует несколько дополнительных режимов:
- Без контролей или «Слепое». В данном случае устройство АПВ ничего дополнительно не контролирует и по прошествии времени срабатывания формирует команду на включение выключателя;
- С контролем наличия (U{amp}gt;70%) или отсутствия напряжения (U{amp}lt;30%) на/между частями сети (с разных сторон от включаемого выключателя).
- С контролем синхронизма между частями сети. Применяется, когда существует возможность замыканием выключателем несинхронно работающих частей энергосистемы.
- С улавливанием синхронизма между частями сети.
Время срабатывания начинает отсчитываться с момента выполнения условий. При пропадании — таймер сбрасывается.
Например, чтобы сначала включить линию со стороны ПС А, а замкнуть транзит на ПС Б, на выключателе со стороны ПС А ставиться режим АПВ «ОлНш», а со стороны ПС Б — «НлНшС».
Напряжение в устройство АПВ может подаваться с шинных ТН, с линейных ТН, с ШОН.
Наиболее часто применяемые режимы:
- Наличие на линии и отсутствие на шинах (НлОш);
- Отсутствие на линии и наличие на шинах (ОлНш);
- Наличие на линии и наличие на шинах (НлНш);
- Наличие на линии и наличие на шинах с контролем синхронизма (НлНшС);
$ Large t_{с,АПВ} ge t_{в,в} t_{д,с} t_{зап} $, где
$ Large t_{с,АПВ} $ — время срабатывания АПВ;
$ Large t_{д,с} $ — время деонизации среды в месте к.з. после его отключения (0,1-0,4 с);
$ Large t_{в,в} $ — время включения выключателя (0,060-0,800 с);
$ Large t_{зап} $ — время запаса (0,5-0,7 с).
При запуске АПВ от релейной защиты время срабатывания АПВ увеличивается на время отключения выключателя.
В данном случае необходимо ждать отключения ВЛ с двух сторон.
$ Large t_{с,АПВ,св} ge t_{з,пр} t_{о,в,пр} t_{д,с} t_{зап} — t_{з,св} — t_{о,в,св} — t_{в,в,св} $ (1), где
$ Large t_{с,АПВ,св} $ — время срабатывания АПВ «своего» выключателя (в месте установки АПВ);
$ Large t_{з,пр} $ — время срабатывания защит с противоположной стороны (резервные защиты: 0,4-3,0 c);
$ Large t_{о,в,пр} $ — время отключения выключателя с противоположной стороны (0,020-0,070 с);
$ Large t_{зап} $ — время запаса (0,5-0,7 с);
$ Large t_{з,св} $ — время срабатывания защит своей стороны (основные защиты: 0,020-0,100 с);
$ Large t_{о,в,св} $ — время отключения выключателя своей стороны (0,020-0,070 с);
$ Large t_{в,в,св} $ — время включения выключателя своей стороны (0,060-0,800 с).
$ Large t_{с,АПВ} ge t_{з,пр} t_{о,в,пр} t_{зап} $, где
$ Large t_{з,пр} $ — время срабатывания защит с противоположной стороны при включении от АПВ(резервные защиты: 0,1-3,0 c);
https://www.youtube.com/watch?v=ytdevru
Обычно время АПВ принимается в диапазоне 1,0 — 5,0 с
