Как работают устройства автоматики повторного включения (АПВ)?

В виду большой протяженности электрических сетей их обслуживание и ремонт, в случае повреждения, усложняются необходимостью доставления бригады к месту выполнения работ. Из-за чего большинство внештатных ситуаций, которые приводят к отсутствию напряжения, решает автоматическое повторное включение (АПВ) без необходимости вмешательства работников.

Назначение АПВ

Автоматическое повторное включение предназначено для включения выключателей после того, как аварийное отключение обесточило линию. При этом АПВ позволяет уменьшить перерывы в электроснабжении на количество кратковременных аварий. Посмотрите на рисунок 1, в случае замыкания в точке К1 с последующим отключением высоковольтного выключателя Q1 происходит срабатывание АПВ1. Допустим, что замыкание самоустранилось и снабжение линии от подстанции ПС1 до ПС2 восстановилось.

В то же время, при замыкании в точках К2 и К3 выключатель Q2 отсекает линию до подстанции ПС3. Допустим, что это устоявшиеся замыкания, при срабатывании АПВ2 напряжение снова будет подано в сеть, но так как в точках К2 и К3 происходит замыкание, Q2 снова отключит линию.

Поэтому все аварийные ситуации по их продолжительности можно условно поделить на:

На практике автоматическое повторное включение срабатывает во всех ситуациях, но успешное включение происходит только в случае, когда причина устранилась, то есть при кратковременных повреждениях. Если же после первой повторной подачи автоматическое восстановление не произошло, в зависимости от типа, могут применяться следующие ступени повторного включения. В соответствии с местными условиями системы АПВ могут иметь различные особенности работы.

Так как 50% всех отключений удается повторно запитать от однократного АПВ, то первая ступень считается наиболее эффективной. Вторая отстраивается с временным промежутком в несколько секунд или десятков секунд, и, как показывает статистика, позволяет запитать потребителя еще в 15% случаев.

Классификация

В зависимости от количества фаз, задействованных для повторного включения все АПВ подразделяют на:

В свою очередь, трехфазные АПВ подразделяются на такие классы:

Также двухстороннее АПВ подразделяется на:

Помимо вышеизложенных способов классификации, АПВ могут различаться по способу включения – от механического воздействия или посредством электрического сигнала. Также существует разделение по количеству ступеней включения – одна или несколько, в зависимости от того, сколько раз АПВ пытается повторно включить питание. Принцип действия повторного включения может отстраиваться как от наличия напряжения в линии, так и от его отсутствия.

Принцип работы

Рассмотрите принцип работы автоматического повторного включения на примере такой схемы.

Рис. 2: Принципиальная схема АПВ

Как видите на рисунке 2, напряжение подается на шину управления ШУ, на схеме показан пример питания от источника постоянного тока + ШУ и – ШУ. В данном примере устройство АПВ управляется механизмами:

Релейная защита реализуется посредством реле времени РВ и промежуточного РП. Последнее имеет две обмотки: по току РП I и по напряжению РП U. В нормальном режиме к ШУ приложено напряжение, которое заряжает конденсатор С при наличии соответствующего сигнала от цепей разрешения подготовки. Но повторное включение блокируется сигналом цепи запрета АПВ, который отстраивается на основе резисторов R1 и R2, находящихся в последовательном соединении с управленческими цепями.

В случае отключения трансформатора, линии или других участков, сигнал контроля синхронизации замыкает цепь для РВ. Которое при отсчете установленного промежутка времени выполняет замыкание собственных контактов, они, в свою очередь, шунтируют резистор R. После чего происходит разряд конденсатора на обмотку напряжения РП. При этом возбуждается и токовая катушка, которая притягивает контакты реле и замыкает цепь на включение выключателя.

Если трехфазное кз прекратилось и электроснабжение возобновится, то контроль синхронизации подает сигнал на размыкание обмотки РВ. После чего в цепь снова вводится сопротивление R и происходит возврат реле в обесточенное состояние. После возврата устройства в режим ожидания сразу происходит заряд конденсатора С для готовности к последующему повторному включению.

Узел Н позволяет вывести повторное включение на время проведения каких-либо плановых манипуляций оперативным персоналом.

Предъявляемые требования

Для обеспечения заявленных режимов и безопасных условий работы оборудования, к устройствам автоматического повторного включения предъявляется ряд требований:

Особенности эксплуатации АПВ

Следует отметить, что работа повторного включения должна контролироваться исключительно теми работниками, на балансе которых находятся соответствующие распределительные сети. При этом допуск постороннего персонала может производиться только под надзором ответственного работника.

Помимо того, что все случаи срабатывания АПВ для обратного включения тех же шин, линий или трансформаторов фиксируют приборы учета, они должны регистрироваться оперативными работниками в соответствующем журнале. После чего специалисты, обслуживающие устройства защиты шин, линий и силового оборудования подстанции должны провести анализ работы повторного включения с составлением соответствующих документов.

Периодически, для проверки работоспособности устройств АПВ, персонал обязан вывести его из работы. После чего производится комплекс испытательных мер, как совместно с остальными защитами, так и отдельно. По результатам проверки должен выдаваться протокол об исправности или неисправности АПВ. В последнем случае применяются меры для восстановления или отладки нормальной работы повторного включения, и производится внеочередная проверка.

Если для линии предусмотрено включение резерва, то повторное включение может не использоваться. Чтобы работа АПВ не нарушала переход системы на резервное питание.

Источник

Как работают устройства автоматики повторного включения (АПВ) в электрических сетях

Основными требованиями, предъявляемыми к электроснабжению потребителей, являются надежность и бесперебойность подачи электроэнергии. Транспортные энергетические потоки электрических сетей занимают сотни и тысячи километров. На таких расстояниях на ЛЭП могут воздействовать различные природные и физические процессы, которые повреждают оборудование, создают токи утечек или коротких замыканий.

Чтобы не допустить распространения аварий любые линии электропередач оборудованы защитами, которые постоянно в реальном времени отслеживают все необходимые параметры электрической энергии и в случаях, когда создается неисправность, быстро отключают питание с ЛЭП работой силового выключателя, установленного на стороне генераторного конца линии.

С этой целью все ЛЭП прокладываются между коммутационными транспортными узлами, называемыми электрическими подстанциями, на которых сосредоточены силовые аппараты, устройства измерения, а также защиты и средства автоматики.

Повреждения ЛЭП могут происходить по различным причинам с разной продолжительностью. Их принято разделять на две группы, действующие:

Примером первого проявления неисправности может быть пролет аиста через провода воздушной ЛЭП так, что он расправленными крыльями уменьшает электрическое сопротивление воздушного изоляционного слоя между потенциалами фаз и создает этим путь для прохождения тока короткого замыкания через свое тела.

Для второго случая характерны расстрелы вандалами изоляторов из огнестрельного охотничьего ружья, разрушения опор стихийными бедствиями или ударами транспортных средств, врезавшихся в столбы на больших скоростях при плохой видимости.

В любом из этих случаев защиты почувствуют неисправность и отключат выключатель. Через место короткого замыкания перестанут протекать токи КЗ, образуется бестоковая пауза в электроснабжении.

Но, потребителям электроэнергии необходима поставка электричества, ведь обходиться без него они уже не могут. Поэтому требуется включать линию под напряжение выключателем, причем максимально быстро.

Делается это автоматически в несколько этапов или вручную оперативным персоналом по строго заданному алгоритму.

Как работает автоматика повторного включения (АПВ)

На всех подстанциях энергетики работают силовые выключатели, которые могут управляться системами автоматики или действиями диспетчера. Для этого они оборудованы соленоидами:

Подача напряжения на соответствующий соленоид приводит к коммутациям первичной сети. Рассмотрим вариант автоматического управления выключателями специальными устройствами АПВ.

После отключения ЛЭП защитами сразу начинает работать автоматика повторного включения. Но, она подает напряжение на линию не мгновенно после отключения, а с выдержкой времени, требуемой для самоликвидации кратковременных причин, например, падения пораженного электрическим током аиста на землю.

Для каждого вида ЛЭП на основе проведения статистических исследований рекомендуются свои времена, обеспечивающие период ликвидации кратковременных аварий. Обычно она составляет около двух секунд или чуть больше (до четырех).

После завершения выставленного заранее времени автоматика подает напряжение на соленоид включения: линия вводится в работу. В этой ситуации включение может быть выполнено:

1. успешно, когда неисправность самоликвидировалась (аист прошел сквозь зону проводов);

2. неуспешно, если на провода, например, попал воздушный змей и шнур его крепления не успел выгореть до конца.

С успешным включением все понятно. Кратковременный перерыв в электроснабжении не принесет большого вреда потребителям, а в большинстве случаев они его просто не заметят.

При неуспешном АПВ ситуация с потребителями осложняется: неисправность осталась и защиты линии повторно сняли напряжение с нее — потребители вновь обесточены. Таким образом, первый крат работы АПВ оказался неудачным.

Чтобы повысить достоверность информации через некоторое время, например, 15÷20 секунд предпринимается вторая попытка автоматики произвести включение линии под нагрузку.

Практика использования двухкратного АПВ на высоковольтных линиях электропередач показала его эффективность в 15 случаях срабатываний из ста. Учитывая, что до 50% процентов аварийных отключений ликвидируются первым кратом АПВ и до 15% — вторым, то общая надежность включения линии под нагрузку применением двухкратного цикла значительно повышается, достигая рубежа 60÷65%.

Если после второй попытки АПВ авария не устранена и защиты снова отключили выключатель, то неисправность носит устойчивый характер, требует визуальной оценки эксплуатационным персоналом, ремонта. Включать такую линию под нагрузку нельзя до устранения повреждений выездной бригадой. А для нахождения этого места и выполнения ремонтных работ необходимо определенное время.

Подача напряжения на отремонтированный участок осуществляется в ручном режиме после выполнения многочисленных проверок, исключающих повторное возникновение неисправности.

Рассмотренные для воздушной линии принципы работы устройств АПВ, полностью подходят для средств управления шинами, секциями, трансформаторами, электродвигателями и другим низковольтным или высоковольтным энергетическим оборудованием.

Требования к работе АПВ

Для создания надежности работы системы необходимо выбрать оптимальные условия настройки автоматики исходя из следующих факторов:

обеспечения перерыва для предотвращения ионизации среды, исключающего повторное зажигание дуги при поспешном включении;

возможностями технической конструкции автоматического выключателя быстро выполнять переключения под нагрузкой аварийного режима;

ограничения перерыва бестоковой паузы в работе оборудования и другими особенностями технологического процесса.

Автоматика должно работать после любого отключения защитами либо самопроизвольного, ошибочного срабатывания выключателя. Когда же включение выполняют вручную или по средствам телеуправления, то АПВ не должно сработать, ибо при ошибках персонала, например, оставленном, не снятом переносном или стационарном заземлении, защиты отключат неисправность, а повторно подавать на него напряжение нельзя.

Поэтому конструктивно АПВ после продолжительного отключения не готово к работе и восстанавливает свои характеристики через несколько секунд от момента включения выключателя.

Продолжительность повторных включений

Запас энергии устройств АПВ должен обеспечить автоматическое выполнение циклов выключателем:

1. Откл — Вкл — Откл для однократной работы;

2. Откл — Вкл — Откл — Вкл — Откл для двухкратных алгоритмов.

По окончании выполнения цикла автоматика должна быть лишена возможности работать.

Настройка временно́й уставки срабатывания

Продолжительность выдержки времени между отключением выключателя от защит и подачей автоматикой напряжения должна иметь возможность настройки эксплуатационным персоналом с учетом конкретных местных условий.

После успешного срабатывания автоматикой происходит потеря запаса ее энергии. Она должен восстанавливаться с небольшой заданной выдержкой времени для приведения в готовность устройств к новому выполнению операций включения.

Надежность команды, выдаваемой автоматикой

Величина выходного сигнала и его продолжительность от автоматики должны быть достаточными для надежного управления выключателем.

Возможности блокировки срабатываний

В электрических сетях создаются условия, когда определенные защиты должны исключать работу автоматики АПВ после их срабатывания на отключение. Например, при снижении частоты в сети из-за подключения большого количества потребителей часть их необходимо отключать. Последовательность таких операций предусмотрена проектом частотной разгрузки, где уже назначены менее ответственные присоединения для снятия с них питания. Работа их АПВ в этом случае должна блокироваться командой запрета, поступающей от соответствующей защиты.

Типы устройств АПВ

В зависимости от назначения АПВ создаются для работы по одному или двум циклам. Практические исследования показали, что если устанавливать трехкратные АПВ, то их эффективность не превышает 3%, а это очень мало. Поэтому такие системы автоматики вообще не применяются.

Способы воздействия на привод выключателя

У старых пружинных и грузовых приводов использовались механические конструкции АПВ, передающие усилие предварительно взведенной пружины или поднятого груза непосредственно на отключающее устройство без выдержки времени.

Такие механизмы не требовали дополнительного источника питания, но имели маленькую бестоковую паузу и сложное устройство, не отличавшееся высокой надежностью. Сейчас они не используются и полностью заменены электрическими системами.

Число управляемых фаз выключателя

Защита и цепи автоматики могут воздействовать одновременно на все три фазы цепи или выбирать ту, на которой произошла авария.

Трехфазные АПВ (ТАПВ) немного проще по устройству и принципу работы, а однофазные (ОАПВ) построены по более сложной схеме, имеют большое количество измерительных и логических элементов. Например, при релейном исполнении на стандартных панелях ТАПВ помещается в корпус, меньший чем ширина половины панели.

Для размещения элементов логики, работающих по алгоритмам ОАПВ, требуется место на площади, занимаемой отдельной панелью.

С внедрением статических реле и микропроцессорных устройств габариты автоматики стали значительно уменьшаться.

Способы контроля цепей пуска АПВ

При подаче питания выключателем по команде от АПВ после срабатывания защит происходит разделение схемы на два участка. В этот момент может возникнуть рассогласование гармоник напряжений по времени (сдвиг по углу, фазе), которое создает сложные переходные процессы и вызывает срабатывание защит.

По степени важности оборудования автоматика может выполняться для работы:

1. без проверок состояния синхронизма;

2. с проверками синхронизма.

Первые конструкции могут использоваться:

в системах энергетики с гарантированным электроснабжением, когда проверки синхронизма и качества напряжения не требуются. Для этого случая создаются простые схемы ТАПВ;

на оборудовании, допускающем несинхронное включение — несинхронные АПВ (НАПВ);

у выключателей, снабженных быстродействующими защитами и приводами, способными срабатывать за время, исключающее разделение энергосистемы на несинхронные участки — быстродействующее АПВ (БАПВ).

Проверки синхронизма выполняются при:

контроле наличия напряжения, например, на линии — КННЛ;

контроле отсутствия напряжения — КОНЛ;

ожидании синхронизма — КОС;

улавливании синхронизма — КУС.

Сочетаемость АПВ с действием устройств РЗА

Для работы АПВ могут выполняться алгоритмы:

установки очередности срабатываний выключателей на различных взаимосвязанных присоединениях;

взаимодействия с автоматикой частотной разгрузки;

применения токовой неселективной отсечки в комплексе с АПВ, позволяющей уменьшать токи коротких замыканий;

сочетания с работой автоматики включения резерва и некоторые другие случаи.

Вид оперативного тока

Лучшей надежностью обладают устройства автоматики, работающие за счет энергии аккумуляторных батарей, собранных в систему питания оперативных цепей. Но, для них требуется сложное техническое оборудование и постоянное обслуживание специалистами.

Поэтому получили развитие другие системы, основанные на питании от цепей переменного тока, взятого с трансформаторов собственных нужд (ТСН), тока (ТТ) или напряжения (ТН). Они чаще всего используются на небольших удаленных подстанциях, обслуживаемых выездными бригадами электриков.

Принцип работы простейшего однократного АПВ линии

Логика, используемая для однократного цикла устройств автоматики повторного включения, может быть пояснена на схеме старого, но еще работающего по электромагнитному принципу реле АПВ (РПВ-58).

На схему подается напряжение постоянного оперативного тока +ШУ и –ШУ. Реле АПВ управляется цепями:

положения контакта выключателя в отключенном состоянии (РПО);

В составе комплекта АПВ включены реле:

промежуточное РП с двумя обмотками:

Конденсатор С после подачи напряжения на ШУ заряжается через элементы логических цепочек разрешения подготовки. А при формировании цепей запрета АПВ заряд блокируется подбором резисторов R1 и R2.

На обмотку реле времени РВ подается напряжение ШУ после отключения выключателя через цепи контроля синхронизма, и оно отрабатывает заданную выдержку времени своим контактом.

После замыкания нормально открытого контакта РВ конденсатор разряжается на обмотку напряжения промежуточного реле РП, которое срабатывает и своим замкнутым контактом РП через собственную токовую обмотку удержания выдает +ШУ на соленоид включения силового выключателя.

Таким образом, реле АПВ выдает импульс тока от предварительно заряженного конденсатора С на включение выключателя после его отключения через сигнальный блинкер РУ и накладку Н замыканием контакта РП.

Назначение накладки Н — вывод из работы АПВ оперативным персоналом при выполнении переключений.

Реле АПВ на статических элементах

Использование полупроводниковых технологий внесло изменения в габариты и конструкцию электромагнитных реле, создаваемых для устройств автоматического повторного включения. Они стали более компактными, удобными в настройках и выставлении уставок.

А принцип работы релейной схемы, заложенный в логике электромагнитными реле, остался прежним.

Особенности обслуживания устройств АПВ

При эксплуатации введенные в работу устройства защит и автоматики находятся только в ведении оперативного персонала, который контролирует правильность работы оборудования. Доступ к ним других специалистов ограничен организационными мероприятиями.

Все срабатывания АПВ фиксируются автоматикой, регистрирующими приборами и записями диспетчера в оперативном журнале. Релейный персонал анализирует правильность каждого срабатывания устройств РЗА и делает об этом записи в технической документации.

Для проведения периодических обслуживаний устройства АПВ совместно с другими системами выводятся из работы и передаются для выполнения профилактических мероприятий персоналу службы МСРЗАИ, который по окончании проверок составляет протокол, делает заключение об исправности и участвует во вводе устройств РЗА в работу.
Смотрите также: Как работают устройства автоматики включения резерва (АВР) в электрических сетях

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Как работают устройства автоматики повторного включения (АПВ) в электрических сетях

Введение

Автоматическое повторное включение (АПВ) выключателей в современных энергосистемах является одним из основных средств повышения надежности работы энергосистем и бесперебойности питания потребителей. Длительный опыт эксплуатации показал, что значительное количество нарушений изоляции электроустановок вообще и воздушных линий в особенности является неустойчивым и самоустраняется после снятия напряжения. Такие повреждения возникают в результате грозовых перекрытий изоляции, схлестывания проводов при ветре и сбрасывания гололеда, падения деревьев, задевания проводов линий движущимися механизмами (краны, стогометатели). Если время действия релейной защиты невелико, то электрическая дуга, возникшая в месте нарушения изоляции, не успеет нанести значительные повреждения (перегорание проводов, полное разрушение изолятора) и включенная повторно линия остается в работе, т. е. происходит успешное АПВ. Устойчивые повреждения, такие как обрыв проводов, замыкание проводов оборванным грозозащитным тросом, поломки и падения опор, происходят значительно реже. В этих случаях АПВ является неуспешным, линия снова отключается релейной защитой [].

Устройства автоматического повторного включения (АПВ) применяются для быстрого восстановления питания потребителей или межсистемных и внутрисистемных связей путем автоматического включения выключателей, отключенных устройствами релейной защиты или по иным причинам, не связанным с оперативным воздействием. АПВ используется для автоматического включения различного оборудования напряжением выше 1 кВ. Являются одним из важнейших и самым сложным элементом автоматики управления выключателем.

На оборудовании, расположенном на открытом воздухе (воздушные линии электропередачи, ошиновка трансформаторов, сборные шины ОРУ) довольно часто возникают короткие замыкания, вызванные внешними причинами (удары молнии, воздействие грузоподъемных механизмов, животных и птиц) или неудовлетворительным состоянием самого оборудования (касание растительностью, схлестывание проводов и т. п.), которые в некоторых случаях достаточно быстро самоустраняются. Применение АПВ в этих случаях позволяет сократить время восстановления нормальной работы сети. Повторные включения при неустойчивых повреждениях принято называть успешными если на ВЛ возникают повреждения, которые не могут самоустраниться (обрывы проводов, тросов или гирлянд изоляторов, падение или поломка опор и т. д). Такие повреждения называют устойчивыми. При повторном включении ВЛ, на которой произошло устойчивое повреждение, вновь возникает КЗ, и она вновь отключается защитой. Повторные включения линий при устойчивых повреждениях называются неуспешными.

Применение АПВ позволяет использовать подстанции с отделителями и короткозамыкателями на стороне высокого напряжения трансформаторов. Включение короткозамыкателя приводит к возникновению искусственного короткого замыкания на землю, отключаемого защитами в голове линии. В бестоковую паузу отключается отделитель, после чего АПВ восстанавливает работу транзита.

Требования к релейной защите

Главная её задача — это надёжно защищать оборудование и цепи электроснабжения от работы в неисправном, аварийном состоянии. Соответственно к ней существует ряд требований, выполнение которых проверяется регулярно лабораторией или специальными службами. Вот основные требования к релейной защите:

От этих четырёх основных требований напрямую зависит эффективность функционирования релейной защиты любого электрического оборудования и цепей.

Устройства АПВ двукратного действия на подстанциях с переменным оперативным током.

Требование к АПВ

К схемам и устройствам АПВ применяется ряд обязательных требований, связанных с обеспечением надёжности электроснабжения. К этим требованиям относятся:

Принцип работы устройства АПВ

Схема применения устройства может быть разной в зависимости от конкретного случая. В автоматике применяется принцип выключения ВЛ с напряжением ниже 220 кВ, а точнее говоря, устройство проверяет состояние и положение ключа включателя. Точнее говоря, если устройство получило сигнал об отсутствии напряжения, но выключатель находится во включённом состоянии, значит, произошло отключение электроэнергии незапланированного типа. Такой принцип работы позволяет разделить проблему и в случае запланированного отключения напряжения устройство АПВ или АПВА просто не реагирует.

На одиночных линиях с двусторонним питанием (при
отсутствии шунтирующих связей) должен предусматриваться один из следующих видов
трехфазного АПВ (или их комбинаций):

а) быстродействующее ТАПВ (БАПВ)

б) несинхронное ТАПВ (НАПВ);

в) ТАПВ с улавливанием синхронизма (ТАПВ УС).

Кроме того, может предусматриваться однофазное АПВ (ОАПВ) в
сочетании с различными видами ТАПВ, если выключатели оборудованы пофазным
управлением и не нарушается устойчивость параллельной работы частей
энергосистемы в цикле ОАПВ.

Выбор видов АПВ производится, исходя из совокупности
конкретных условий работы системы и оборудования с учетом указаний
3.3.11-3.3.15.

ТАПВ и ОАПВ.

Устойчивость работы энергосистемы зависит не только от времени отключения КЗ на ВЛ 500 кВ, но также и от времени АПВ: передача мощности по ВЛ прекращается в момент возникновения КЗ (трехфазного) и возобновляется после включения ВЛ устройством АПВ. То есть, для повышения устойчивости работы энергосистемы надо уменьшать как время срабатывания релейной защиты ВЛ 500 кВ, так и время АПВ.

Время срабатывания релейной защиты при КЗ на ВЛ 500 кВ практически всегда равно нулю (примерно 20-60 мсек.). А время АПВ сделать равным нулю принципиально невозможно по нескольким причинам, основной из которых является то, что выдержка времени АПВ должна быть больше, чем время срабатывания резервных защит на противоположном конце ВЛ (обычно это 2-3 ступени ДЗ и ЗЗ):

Поэтому АПВ на ВЛ с двухсторонним питанием всегда имеет выдержку времени несколько секунд.

Гениальный выход из этого положения — при однофазных КЗ на ВЛ, которые составляют около 65% всех КЗ, отключать не все три фазы ВЛ, а только одну поврежденную фазу с последующим АПВ этой фазы. При этом в цикле АПВ по двум неповрежденным фазам ВЛ остается связь между частями энергосистемы и передается мощность, что резко повышает устойчивость работы энергосистемы по сравнению с трехфазным отключением ВЛ.

Для обеспечения однофазного отключения ВЛ и последующего однофазного АПВ применяются устройства ОАПВ. Ситуация осложняется тем, что, как правило, устройства РЗ не определяют поврежденную фазу, вся релейная защита действует только на отключения трех фаз независимо от вида повреждения. А некоторые типы защит, например ЗЗ, принципиально не могут определить поврежденную фазу. Поэтому определение поврежденной фазы, ее отключение и включение выполняется устройством ОАПВ.

При этом взаимодействие устройств релейной защиты и ОАПВ выполняется следующим образом:

1. При возникновении любого близкого КЗ релейная защита и ОАПВ работают параллельно во времени: релейная защита определяет, надо ли отключать ВЛ, а ОАПВ определяет поврежденную фазу.

2. Пока релейная защита не сработает, ОАПВ ничего не делает, хотя уже и знает, какие фазы повреждены.

3. Если релейная защита решила, что ВЛ надо отключать, она отключает ВЛ через схему ОАПВ. То есть, релейная защита не подает команду на отключение трех фаз выключателя ВЛ, а подает команду ОАПВ на отключение ВЛ.

4. Если ОАПВ определило, что КЗ однофазное, то после получения команды от релейной защиты, оно отключает только поврежденную фазу ВЛ и с выдержкой времени пробует ее повторно включить — однофазное АПВ. Если КЗ исчезло, то это называется успешное ОАПВ. Если КЗ возникло снова, то ОАПВ отключает все три фазы ВЛ (неуспешное ОАПВ) и больше их не включает.

Ссылки по теме

Несинхронное АПВ (НАПВ) может применяться на линиях
по 3.3.10 (в основном 110-220 кВ), если:

а) максимальный электромагнитный момент синхронных
генераторов и компенсаторов, возникающий при несинхронном включении, меньше (с
учетом необходимого запаса) электромагнитного момента, возникающего при
трехфазном КЗ на выводах машины, при этом в качестве практических критериев
оценки допустимости НАПВ принимаются расчетные начальные значения периодических
составляющих токов статора при угле включения 180°;

б) максимальный ток через трансформатор (автотрансформатор)
при угле включения 180° меньше тока КЗ на его выводах при питании от шин
бесконечной мощности;

в) после АПВ обеспечивается достаточно быстрая ресинхронизация;
если в результате несинхронного автоматического повторного включения возможно
возникновение длительного асинхронного хода, должны применяться специальные
мероприятия для его предотвращения или прекращения.

При соблюдении этих условий НАПВ допускается применять
также в режиме ремонта на параллельных линиях.

При выполнении НАПВ необходимо принять меры по
предотвращению излишнего срабатывания защиты. С этой целью рекомендуется, в
частности, осуществлять включение выключателей при НАПВ в определенной последовательности,
например выполнением АПВ с одной из сторон линии с контролем наличия напряжения
на ней после успешного ТАПВ с противоположной стороны.

Основные цели применения

В электрических сетях все типы повреждений можно разделить на две группы:

К устойчивым типам относятся повреждения в электрической сети, которые не восстанавливаются самостоятельно через время. Для их устранения требуется помощь специалистов, а точнее, аварийной бригады. К подобным повреждениям чаще всего относится разрыв проводов или повреждения на участке линии, из-за которых дальнейшая эксплуатация электросети невозможна.

Повреждения неустойчивого типа характеризуются восстановлением напряжения спустя некоторое время после поломки. Например, такая поломка может проявиться после схлёстывания проводов, при этом возникает электрическая дуга, которая не наносит существенных повреждений в электросети. Из-за небольшого количества времени при коротком замыкании, вся цепь электросети находится под релейной защитой. На практике количества неустойчивых повреждений составляет около 50–90% от всех случаев поломок электросети.

Решение проблемы возможно и без присутствия системы, но это устройство отвечает за ускорение процесса восстановления, а также полностью берёт на себя работу автоматизации.

Сама система устройства АПВ и АПВА получила большое распространение и используется в электрических сетях и подстанциях. Устройство сочетают с другими типами релейной автоматики, что позволяет полностью автоматизировать работу на подстанциях, при этом исчезает потребность в использовании оперативного работника непосредственно на объекте электросети. Также использование устройства автоматического повторного включения на подстанциях даёт возможность избежать фактора ошибок при работе обслуживающего персонала.

Как указано в ПУЭ, устройство АПВ должно обязательно использоваться на всех кабельно-воздушных и воздушных линиях, которые имеют рабочее напряжение мощностью в 1 кВ или выше. Дополнительно системой автоматического повторного включения могут быть снабжены трансформаторы, электродвигатели, а также сборные шины подстанций.

Виды АПВ

Существуют различные типы устройств автоматического повторного включения. В первую очередь АПВ это устройства, в которых используется оперативный переменный ток. Данные конструкции оборудованы вспомогательными контактами включенными в схему для совместной работы с определенными элементами, обеспечивающими надежную работу привода выключающего устройства. Они состоят из трех контактных групп, отвечающих за действие того или иного участка: изменяют натяжение пружины, обеспечивают функционирование вала привода выключателя и оперативное отключение при аварийной ситуации.

Для других устройств АПВ требуется выпрямленный оперативный ток. Их основным конструктивным элементом является комплектное реле РПВ-358, срабатывающее при отключении высоковольтных выключателей в случае любых неисправностей. Использование данного реле позволяет избежать многократного срабатывания выключателя при аварийных ситуациях, затрагивающих внутренние оперативные цепи.

Особенностью схемы АПВ с двухсторонним питанием считается подача питания на линию сразу с двух сторон. Этот способ позволяет быстро восстановить рабочее состояние энергоснабжения. Единственным условием является предотвращение повторного несинхронного включения. В отдельных случаях может использоваться АПВ без синхронизации, когда имеется быстродействующая защита, устанавливаемая в параллельных цепях.

Существуют системы автоматического повторного трехфазного включения, в которых линия не синхронизируется с подачей двухстороннего питания. Они используются в параллельных линиях, аналогичных АПВ с односторонним питанием. В конструкцию входят быстродействующие и несинхронные устройства. Существуют такие же устройства, оборудованные контроллерами, обеспечивающими синхронизацию на линиях, имеющих обоюдостороннее питание. В конструкции предусмотрено реле, защищающее линию от включения при значительной величине углов между векторами ЭДС.

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 действием релейной защиты. Практика показывает, что доля неустойчивых повреждений составляет 50—90 % от числа всех повреждений

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 защиты и 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 1 кВ и выше. Кроме того, устройствами АПВ снабжаются трансформаторы, сборные шины подстанций и электродвигатели.

Источник