Автоматическое повторное включение на кабельно-воздушных линиях

Несинхронное АПВ

НАПВ является наиболее простым АПВ и применяется при разделении двух частей энергосистемы независимо от разности частот их напряжений.

Расчет несинхронного режима

Существуют экспериментально-расчетные исследования целесообразности применения НАПВ. Ниже приведены выражения для определения возможности этого режима для отдельных элементов энергосистемы.

  • IНС – максимальный возможный ток несинхронного включения (апериодическая составляющая)

uk% – напряжение короткого замыкания трансформатора

x”d – сверхпереходное сопротивление
IНОМ – номинальный ток (генератора, трансформатора, компенсатора синхронного)
Uc – в этом и некоторых других расчетах, например самозапуска, напряжение системы принимается 1,05UНОМ

Суммарное сопротивление рассчитывается в режиме, когда по оборудованию протекает максимально возможный ток.

Для предотвращения повторного включения линии на устойчивое КЗ с одной из сторон линии используется контроль напряжения.

Если его не использовать, то устройство будет производить два включения двух выключателей на КЗ, что будет негативно сказываться на выключателях и работе энергосистемы. Поэтому сначала включается АПВ стороны, где не предусмотрен контроль напряжения и, если неисправность устранилась, то сработает АПВ с другой стороны, среагировав на наличие напряжения на линии.

НАПВ применяют на линиях, которые обладают высокой пропускной способностью и на которых, согласно расчетам, после асинхронного режима частота выравнивается и происходит синхронизация частей энергосистемы.

Если НАПВ используется на линии с двухсторонним питанием, то повторное включение будет сопровождаться толчками тока и активной мощности. Это вызвано тем, что напряжение по обоим концам может иметь различные значения величины и частоты.

Это может отразиться на поведении релейной защиты, неправильном её срабатывании. Поэтому на транзитных участках, где соединяются разные части энергосистемы необходимо следить за правильностью срабатывания релейной защиты и анализировать ее поведение.

Последние статьи

Самое популярное

Устройство АПВ однократного действия на подстанциях с переменным оперативным током.

Схема АПВ однократного действия (рис. 23) наиболее часто применяется в сельских сетях 110 кВ, где большинство выключателей имеет пружинный привод (например, типа ПП-61, ПП-67, встроенный привод выключателя ВМПП-10). Такие приводы перед операцией включения должны быть подготовлены устройством завода пружин привода (AMP).
Для удобства рассмотрения работы схемы (рис. 23) на ней показаны привод выключателя в положении готовности (пружины заведены, контакт готовности привода КГП1 замкнут), а выключатель во включенном положении: замкнут специальный вспомогательный контакт привода ВКА (прежнее название БКА). Рис. 23. Схема устройства АПВ однократного действия на подстанциях с переменным оперативным током (для выключателей 10 и 6 кВ с пружинным приводом)
Контакт В К А размыкается только при оперативном отключении выключателя ключом или кнопкой управления или контактом телеуправления, но при отключении выключателя релейной защитой остается замкнутым. При отключении выключателя релейной защитой создается несоответствие положения привода (ВКА замкнут) и выключателя (замкнулся вспомогательный контакт выключателя ВКВ2), при котором запускается реле времени РВ схемы устройства АПВ. Через заданное время 2—5 с замыкается импульсный контакт этого реле в цепи электромагнита включения ЭВ. К этому времени все остальные контакты в цепи ЭВ уже замкнуты: ВКА, КГП1 и ВКВЗ, замкнувшийся одновременно с ВКВ2 при отключении выключателя. При срабатывании ЭВ освобождает механизм зацепления, удерживающий пружины привода в заведенном состоянии, и выключатель включается за счет энергии, запасенной в предварительно натянутых пружинах. Одновременно в цепи ЭВ срабатывает счетчик Сч (или сигнальное реле), фиксируя факт действия схемы АПВ. Замыкается также контакт КГП2, который запускает устройство AMP — автоматический моторный редуктор, состоящий из электродвигателя типа МУН и редуктора и предназначенный для натяжения пружин привода. Процесс натяжения пружин заканчивается через 10—20 с, после чего контакт КГП2 размыкается и отключает AMP, а контакт КГП1 замыкается и подготавливает устройство АПВ к новому действию.
В рассмотренной схеме выполнены все требований, предъявляемые к устройствам АПВ: запуск схемы происходит только при отключении выключателя релейной защитой; устройство не сработает при оперативном включении выключателя на короткое замыкание (ошибочно оставленную на линии закоротку), поскольку при отключенном положении выключателя пружины не заведены и на их завод при включенном положении выключателя требуется значительное время; действие АПВ происходит с заранее выбранной выдержкой времени срабатывания реле РВ\ устройство имеет автоматический возврат, т. е. через заданное время после успешного АПВ схема автоматически подготавливается к действию; в схеме исключена возможность многократного включения выключателя на устойчивое к. з., так как при отключенном положении выключателя привод не заводится и контакт КГП1 не замыкается . Очень полезным является счетчик срабатываний, позволяющий точно учитывать все успешные АПВ, которые на подстанциях без постоянного дежурства при отсутствии счетчиков остаются незафиксированными. Наряду с достоинством отмечаются и недостатки устройства (рис. 23): осуществление только однократного АПВ, большие трудозатраты при наладке и обслуживании, дефицит некоторых элементов схемы (реле, электродвигатель), невозможность ее использования с некоторыми новыми приводами .

Современные микропроцессорные устройства АПВ

Микропроцессорные устройства МУРЗ занимают освобождающиеся ниши традиционных электромеханических и полупроводниковых устройств. У этих устройств также имеются множество недостатков, которые хотя и привели к ослаблению надежности электросетей вследствие утраты и замены традиционных релейных устройств, благодаря своему постоянно растущему усовершенствованию занимают все более основательное место по защите электрообъектов.

Рис. №4. Устройство УЗА-10 РС – устройство релейной защиты, автоматики и управления присоединений.

Современные микропроцессорные устройства, призванные заменить обычную релейную защиту, предназначены для новых и подвергаемых реконструкции подстанций. Они адаптируются со всеми видами высоковольтных выключателей, работают с различными приводными механизмами. УЗА-10 РС11 монтируется в релейных шкафах распределительных устройств с питанием от трансформаторов тока и от цепей питающего оперативного напряжения. Микропроцессорные блоки выполняют функцию однократного АПВ. Имеют светодиодную индикацию, показывающую действие защит и функцию автоматики устройства. Замена электромеханических и полупроводниковых реле на новые современные микропроцессорные устройства не требует существенных изменений и реконструкции в существующих цепях управления и автоматики. Для проверки устройств не нужны специализированные установки.

Рис. №5. Таблица выполняемых функций микропроцессорным устройством

Функциональные блоки микропроцессорных устройств отличаются четким разграничением задач и ограничиваются исключительно функциями релейной защиты, этим достигается увеличение степени надежности для создания новой концепции построения релейной защиты.

Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Требования, предъявляемые к АПВ

Итак, основные требования к автоматике повторного включения:

  • быстродействие включения и отключения;
  • устойчивость к токам КЗ;
  • устойчивость и предотвращение возникновения дуги и переходных процессов во время коммутации;
  • готовность к повторному автоматическому включению при отключении защитами;
  • достаточный запас энергии для повторного включения циклов АПВ;
  • блокировка АПВ после срабатывания определенных видов защит;
  • блокировка автоматической или дистанционной подачи питания при переводе АПВ в ручное положение.

Также рекомендуем просмотреть видео, на котором более подробно рассмотрен данный вопрос (предоставлена классификация устройств АПВ, область применения и схема работы системы):

Теперь вы знаете, что такое автоматическое повторное включение ЛЭП, какое назначение данной системы и принцип работы. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Наверняка вы не знаете:

  • Причины потерь электроэнергии в сетях
  • Для чего нужен воздушный автоматический выключатель
  • Что такое релейная защита

Презентация на тему: » Автоматическое повторное включение 1. Область применения АПВ Линии электропередач выше 1 кВ (воздушные и смешанные кабельно- воздушные линии). Сборные.» — Транскрипт:

1

Автоматическое повторное включение 1

2

Область применения АПВ Линии электропередач выше 1 кВ (воздушные и смешанные кабельно- воздушные линии). Сборные шины. Трансформаторы (понижающие). Двигатели, отключенные АЧР. 2

3

Виды АПВ По кратности действия: однократные, двукратные, трехкратные (очень редко). По способу воздействия на Q: механические, электрические. По числу фаз: трехфазные (ТАПВ), однофазные (ОАПВ). ОАПВ – для ответственных линий 500 кВ и выше. Выполняются однократными, комбинируются с ТАПВ. АПВ только для поврежденной фазы. 3

4

АПВ линий Большинство повреждений воздушных ЛЭП неустойчивы и самоустраняются. Успешные АПВ (когда включенные линии не отключаются снова РЗ) составляют %. 4

5

АПВ линий с односторонним питанием Оптимальное время срабатывания однократного АПВ для одиночных воздушных линий кВ Время срабатывания второго цикла двукратного АПВ 5

6

Схема АПВ на выпрямленном оперативном токе для линии с односторонним питанием Время возврата УАПВ определяется временем заряда конденсатора С 1 (15-25 с). Рис. 1 6

7

Особенности АПВ линий с двусторонним питанием Отключение линии может происходить каскадно. При К1 t АПВ1 (Q1) минимально, t АПВ2 (Q2) – максимально. 7

8

Последствия несинхронного АПВ для линий с двусторонним питанием При несинхронном АПВ: появляются сверхтоки(могут превышать ток трехфазного КЗ), появляются токи и напряжения обратной последовательности, снижаются напряжения, Таким образом, все защиты ЛЭП (кроме диф.) могут действовать неправильно. 8

9

АПВ линий с двусторонним питанием без контроля синхронизма Допускается 1. При наличии нескольких параллельных линий. 2. При наличии быстродействующих Q и РЗ, позволяющих обеспечить 3. Если включение на несинхронную работу при любом угле между напряжениями не опасно для оборудования. 9

10

Виды АПВ для линий с двухсторонним питанием без контроля синхронизма НАПВ – несинхронное АПВ. Допускается, если несинхронное включение не приводит к порче оборудования. БАПВ – быстродействующее АПВ. Допускается при наличии быстродействующих воздушных, вакуумных, элегазовых выключателях и РЗ без выдержки времени. 10

11

Виды АПВ для линий с двухсторонним питанием с контролем синхронизма АПВУС – АПВ с улавливанием синхронизма – разрешает включение линии в определенном диапазоне углов между напряжениями по концам линии. АПВОС – АПВ с ожиданием синхронизма- включает линию только при синхронизме. Схема рис.1 дополняется реле контроля синхронизма и реле напряжения. 11

12

АПВ трансформаторов УАПВ оборудуются все Т мощностью более 1 МВА. Время срабатывания АПВ трансформаторов определяется по условиям 12

13

АПВ трансформаторов Если в прилегающей сети НН имеются синхронные генераторы, компенсаторы или двигатели, АПВ трансформатора должно иметь орган, контролирующий исчезновение U на шинах НН. Тогда время действия УАПВ U срабатывания его пускового органа 13

14

Моделирование АПВ в ПК «Мустанг» 14 Схема района

15

Автоматика 1. Успешное АПВ. 15

16

Осциллограмма успешного АПВ 16

17

Автоматика 2. Неуспешное АПВ 17

18

18 Осциллограмма неуспешного АПВ

Взаимодействие устройств AIIB и релейной защиты.

Для сетей, состоящих из последовательно включенных участков с собственными выключателями и релейной защитой, «Правила» предусматривают следующие виды взаимодействия АПВ и релейной защиты: ускорение защиты после АПВ; ускорение защиты до АПВ; использование АПВ разной кратности. Эти мероприятия предназначены для ускорения отключения к. з. и повышения эффективности АПВ, а также для обеспечения селективных отключений поврежденных участков в тех случаях, когда релейная защита на соседних участках не может иметь полноценных ступеней селективности.
Ускорение защиты после АПВ выполняется путем использования импульсного контакта реле времени в схеме максимальной токовой защиты или путем кратковременного ввода в работу дополнительного комплекта максимальной токовой защиты. Например, в сети 10 кВ, состоящей из трех участков (рис. 25,а), защиты 1, 2, 3 из-за близких по значению выдержек времени срабатывают одновременно при к. з. в точке К, причем для защит 1 и 2 эти действия являются неселективными. Рис. 25. Схемы сетей 10 кВ, для которых целесообразно выполнять ускорение защиты после АПВ (а) и до АПВ (б)
Первым имеет возможность сработать устройство АПВ на выключателе 1, поскольку со стороны шин 10 кВ подстанции А имеется напряжение. При включении выключателя от устройства АПВ на небольшой период времени (около 1 с) ускоряется действие защиты 1 до 0,2 с (вместо 0,8 с). Если бы к. з. произошло на участке 1—2, то выключатель 1 был бы быстро отключен этой ускоренной защитой. Но при к. з. в точке К за отключившимися выключателями 2 и 3 защита 1 не работает и через 1 с ее время срабатывания вновь становится равным 0,8 с. После успешного включения выключателя 1 появляется напряжение на схеме АПВ выключателя 2. Через несколько секунд устройство АПВ срабатывает, включается выключатель 2 и одновременно вводится .ускорение защиты 2 до 0,2 с. Но защита 2, так же как и защита 1, не срабатывает вследствие того, что к. з. произошло в точке К. Если бы к. з. было на участке 2—3, защита 2 по цепи ускорения сработала бы быстрее, чем защита 1, причем ступень селективности была бы достаточной: 0,6 с. После успешного включения выключателя 2 появляется напряжение на схеме АПВ выключателя 3. Через несколько секунд устройство АПВ срабатывает, включается выключатель 3, одновременно вводится цепь ускорения защиты 3 до 0,2 с и выключатель 3 отключается, причем намного раньше, чем могла бы подействовать защита 2, у которой к этому времени уже выведена из действия ускоренная ступень 0,2 с и введена постоянная уставка по времени 0,7 с (рис. 25,а). Ускорение защиты на постоянном оперативном токе выполняется просто и предусматривается в типовых проектных схемах . Для ускорения защиты на переменном оперативном токе при использовании реле РТ-80, РТВ, РТМ требуется дополнительная аппаратура, поэтому такие схемы применяются редко. Ускорение защиты до АПВ. Это мероприятие позволяет ускорять отключение к. з. в сети, состоящей из нескольких последовательно включенных участков или облегчать работу нескольких выключателей за счет одного, более мощного и надежного. На выключателе / (рис. 25,6) постоянно введена ускоренная защита с выдержкой времени 0,2 с. При к. з. в любой точке сети, например в точке К, эта защита отключает выключатель 1 до того, как сработают зашиты 2 и 3. При срабатывании устройства АПВ на включение выключателя 1 эта ускоренная защита выводится из действия на время, необходимое для селективного отключения ближайшего к месту к. з. выключателя 3. Схема на постоянном оперативном токе выполняется очень просто .
Использование АПВ разной кратности. При недостаточных ступенях селективности (рис. 25,а) для исправления неселективных отключений могут быть применены устройства АПВ с разной кратностью действия. Например, для схемы сети на рис. 25,я можно было бы выполнить: на выключателе 3 — однократное АПВ, на выключателе 2 — двукратное, на выключателе 1 — трехкратное, хотя устройства АПВ с кратностью более двух промышленностью не выпускаются. Исправление неселективных действий с помощью АПВ разной кратности используется довольно часто и на смежных участках и линиях, и на линиях с трансформаторами на ответвлениях. В последнем случае АПВ исправляет неселективное действие защиты линии  10 кВ при к. з. в трансформаторе, когда время плавления вставок предохранителей 10 кВ соизмеримо с временем срабатывания защиты линии.

  • Назад
  • Вперёд

Выбор параметров[править]

ВЛ с односторонним питаниемправить

$ \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.

ВЛ с двухсторонним питаниемправить

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_{д,с} $ — время деонизации среды в месте к.з. после его отключения (0,1-0,4 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).

При использовании контролей напряжения для выключателя, включаемого первым, время срабатывания АПВ считается по формуле (1),
а для выключателя, включаемого вторым с контролем наличия напряжения, используется следующая формула:

$ \Large t_{с,АПВ} \ge t_{з,пр} + t_{о,в,пр} + t_{зап} $, где

$ \Large t_{с,АПВ} $ — время срабатывания АПВ;

$ \Large t_{з,пр} $ — время срабатывания защит с противоположной стороны при включении от АПВ(резервные защиты: 0,1-3,0 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).

Выводыправить

Обычно время АПВ принимается в диапазоне 1,0 — 5,0 с

АПВ шин и автоматическая сборка схемыправить

После работы ДЗШ может применяться АПВ шин: от устройства АПВ включается одно из питающих присоединений и подаёт напряжение на отключенную секцию.

Далее возможны два сценария:

  • Если АПВ шин неуспешное, то ДЗШ срабатывает ещё раз, формируя сигнал отключения и запреты АПВ для всех присоединений;
  • В случае успешного АПВ секция шин ставится под напряжения. Остальные присоединения включаются действием оперативного персонала, либо возможно применение автоматической сборки схемы (АСС).

Уставки ДЗШ должны быть выбраны так, чтобы обеспечить чувствительность при КЗ на шинах при питании от этого источника (или должно вводиться очувствление ДЗШ).

АСС может быть выполнена следующим образом:

  • В виде отдельной панели. Пуск производится после работы ДЗШ и после появления напряжения на отключаемой СШ. Панель включает обратно выключатели каждые 1-2 с;
  • С использованием АПВ присоединений. В данном случае, АПВ присоединений, в соответствии с их заданным режимом и уставками включают обратно выключатели. При использовании такого решения, необходимо время срабатывания АПВ присоединений отстраивать от одновременного включения (дополнительно к их основным условиям выбора).
  • С использованием двух независимых функций (таймеров и режимов) АПВ. В отличии от использования одной функции АПВ присоединения, позволяет выбирать отдельное время для АСС и для АПВ присоединения.

Согласно п.5.2.16 Правил по переключениям , при операциях шинными разъединителями с ручным приводом необходимо на время операций выводить АПВ шин. Для этих целей предусматривается возможность оперативного вывода АПВ шин после действия ДЗШ (по факту работы ДЗШ сразу формируется запрет АПВ присоединений).

Эффективностьправить

На ВЛ успешность АПВ составляет 65-70% . Данное обстоятельство объясняется тем, что большинство КЗ на ВЛ оказываются неустойчивыми и самоустраняются при отсутствии напряжения.

Предназначение АПВ

Основное предназначение АПВ в том, чтобы восстановить работу объекта электросистемы будь это потребитель, участок линии электропередачи, участок подстанции или электродвигатель. Обязательное условие существования АПВ — отсутствие запрета на осуществление включения во второй раз.

Причина, вызвавшей остановку работы объекта может быть неисправность на ВЛ или КЛ. К основным типам неисправности относятся короткие замыкания, схлесты проводов из-за сильной пляски или провиса, произошедшие во время сильного ветра, обледенение проводов, перекрытия воздушной изоляции и т. д.  После того, как причина отключения исчезает при помощи  АПВ на отключенную линию, или на объект мгновенно подается питание. Он остается под напряжением, продолжая работать, а потребитель продолжает получать электроэнергию безостановочно.

Повреждения, которые самоустраняются принадлежат к категории неустойчивых неисправностей, после кратковременного пропадания напряжения линия или объект снова начинает работу.

Работа АПВ происходит с задержкой времени от 0,2 – 0,5 до нескольких секунд в зависимости от напряжения в линии, чем выше напряжение, тем меньше выдержка времени. Так, на линии 110 – 500 кВ время срабатывания – 0,15 сек. Время действия устройства зависит также от сечения и материала проводов, чем меньше сечение проводов, меньше воздушный промежуток между проводами тем более не успешное срабатывание АПВ. Задержка времени необходима для возращения диэлектрической прочности изоляции воздушного промежутка в области горения дуги.

Рис. №1. Схема, поясняющая работу АПВ в современном микропроцессорном блоке защиты УМПЗ

Количество циклов и время выдержки задается уставками, для использования АПВ принимают во внимание кратность и время выдержки

АПВ применяется для питающих объекты (КЛ) кабельных и (ВЛ) воздушных линий электропитания, для секций и систем шин подстанции, а также комплексных распредустройств (КРУН), для двигателей и трансформаторов.

Максимальной эффективностью пользуются АПВ для защиты ВЛ, они входят в обязательный перечень защиты линии электропередач. Для КЛ, системы шин распределительной установки и трансформаторов применение АПВ не считается действенным, так как вероятность появления неисправности на этих объектах с последующим АПВ ничтожна мала. Для КЛ также редко происходит успешное АПВ, это следствие того, что расстояние между кабельным жилами очень мало, появившееся короткое замыкание приобретает устойчивый характер, появляются значительные разрушения в изоляции кабеля.

Наиболее распространенными считаются АПВ однократного действия, их устройство отличается простотой и, самое важное, в случае не успешного действия АПВ на линии пропадает вероятность получения еще большего повреждения на аварийном участке. Многократное АПВ применяют лишь в случае ВЛ с очень большой протяженностью, более 10 км, которая питает потребителей II–III категории и только в том случае, когда приемная подстанция не имеет АВР ввода и вводной выключатель рассчитан на то, чтобы выдержать многократное АПВ

Рис. №2. Схема линии с неселективной токовой отсечкой и АПВ. Схема демонстрирует действие КЗ, если оно произошло вне общей зоны действия защит 1 общ, а зоне действия ТО2 (место КЗ), то защита отключает линию W 2, линия W1 останется под напряжением, в том случае если КЗ будет устойчивым АПВ отключит линию.

Ссылка на основную публикацию