Однофазное АПВ

Размещено на http://www.allbest.ru

Тема: Однофазное АПВ

На высоковольтных линиях чаще всего (по некоторым данным до 90%) происходят именно однофазные короткие замыкания. Поэтому более выгодно отключать не все три фазы, а только одну поврежденную. Тем более, что примерно половина из этих процентов - КЗ с успешным АПВ. К тому же неполнофазный режим, когда одна фаза на доли секунды отключена, не страшен для системы в целом, межсистемные перетоки практически не изменяются, а станции его вообще не чувствуют.

Такой цикл называют ОАПВ ? однофазное (пофазное) автоматическое повторное включение. Преимущества ОАПВ:

при отключении одной фазы передача мощности сохраняется по двум другим фазам. Обычно в двухфазном режиме передается около 60 ? 70 % номинальной мощности. За счет этого устраняется перерыв в питании потребителей, получающих энергию по одиночной линии;

за счет работы двумя фазами сохраняется связь между источниками питания, и последующее повторное включение поврежденной фазы проходит легче, чем в цикле трехфазного АПВ, для одиночных линий с двусторонним питанием.

Недостатки ОАПВ:

выключатели на линии должны иметь пофазный привод;

схем АПВ усложняется за счет избирателей поврежденной фазы и других блокировок;

в цикле ОАПВ появляются токи и напряжения нулевой и обратной последовательности. Защиты рассматриваемой линии и прилегающей сети должны быть загрублены или заблокированы от ложного действия в таком режиме;

двухфазный режим несимметричен и оказывает вредное влияние на работу генераторов и телефонных линий связи;

непосредственно ОАПВ не действует при междуфазных коротких замыканиях, в связи с чем возникает необходимость создания комбинированных устройств, которые при однофазных коротких замыканиях выполняют цикл ОАПВ, а при многофазных ? работают как ТАПВ.

Для диагностики поврежденной фазы, необходимо устанавливать избирательные органы, однако, не смотря на то, что при ОАПВ линии с двусторонним питанием связь меду источниками питания сохраняется, они будут значительно отличаться:

на линиях с односторонним питанием в качестве избирательных органов поврежденной фазы устанавливаются токовые реле (на питающем конце). На приемном конце линии применяются реле минимального напряжения, которые включаются на фазные напряжения. Если на сборных шинах нет трансформаторов напряжения, то реле избиратели подключаются к трансформаторам напряжения более низкого напряжения. Однако при этом чувствительность избирательного органа сильно снижается. В таких случаях иногда используются реле направления мощности, которые включаются на ток нулевой последовательности и линейные напряжения.

на линиях с двусторонним питанием рассмотренные избирательные органы непригодны. Здесь используют более сложные избиратели поврежденной фазы ? фильтровые, комбинированные фильтровые и дистанционные. Последние получили наибольшее распространение. Дистанционные реле включаются на фазное напряжение и фазный ток, компенсированный током нулевой последовательности. Эта компенсация улучшает показатели дистанционных органов в различных режимах работы ? однофазных и двухфазных коротких замыканиях, качаниях.

однофазный релейный питание

Дальнейшие аспекты различий ОАПВ с односторонним и двусторонним питаниями по отдельности.

ОАПВ линии с односторонним питанием:

Рис. 1 Однолинейная схема воздушных линий с расстановкой защит и АПВ

Принцип действия: при однофазных коротких замыканиях выбирается поврежденная фаза и отключается. Через заданный промежуток времени поврежденная фаза включается повторно. В случае успешного цикла ОАПВ линия сохраняется в работе;

Условия действия:

ОАПВ действует однократно;

после неуспешного ОАПВ линия или переводится на работу двумя фазами, если такой режим допустим, или отключается тремя фазами;

при работе линии длительно двумя фазами в случае возникновения еще одного повреждение на линии, последняя отключается без попыток повторного включения поврежденной фазы;

при двух и трехфазных повреждениях линия отключается тремя фазами. После этого возможно применение трехфазного АПВ.

Принципиальная схема ОАПВ:

Условно схему можно разделить на две части ? избиратели поврежденной фазы (рис. 2, а) и непосредственно схему повторного включения (рис. 2, б). Предположим, что на линии произошло повреждение одной фазы, которое самоликвидируется при снятии напряжения. Допустим, что произошло повреждение фазы «a» (с целью упрощения на схеме показаны цепочки, относящиеся только к фазе «a»). Для других фаз аналогичные цепочки на схеме не приводятся. При этом, те элементы других фаз, которые должны приниматься во внимание при рассмотрении фазы «а» на рисунке присутствуют.

Рис. 2 Схема ОАПВ линии с односторонним питанием

В аварийной ситуации релейная защита срабатывает и подает плюс в точку М. Также работает избиратель поврежденной фазы ? токовое реле КАа. Своим контактом это реле подает питание на промежуточное реле KLa, которое отключает поврежденную фазу. Отключение осуществляется катушкой УАТа, получающей питание через контакты KLa. Последовательно в цепочку отключения включены блок?контакты выключателя В1.2a. Повторное включение поврежденной фазы осуществляется схемой автоматики (рис.2, б). Основу этой схемы составляет комплект реле РПВ?58, а именно: реле времени КТ1, цепочка однократности действия R2?C и промежуточное реле KL1. Заметим, что такой комплект один на все три фазы. Пуск схемы повторного включения производится посредством реле положения выключателя, контакты которого В1.1a, В1.1в и В1.1c включены параллельно. В свою очередь эти реле пускаются от несоответствия ключа управления и положения выключателя поврежденной фазы. С выдержкой времени реле KT1 включает промежуточное реле KL, которое подает питание на реле катушки включения УАС. Это реле обеспечивает включение поврежденной фазы.

При недопустимости длительного двухфазного режима, после неуспешного ОАПВ линия должна быть выведена из работы. Такой вариант запрограммирован в схеме рис.2 и реализуется следующим образом. Если одна из фаз отключилась, то срабатывает реле KL2. которое является как бы устройством памяти такого отключения. В нормальном режиме это реле находится под напряжением. Своим контактом реле KL2 шунтирует один разрыв в контактных цепочках KLa?KLв, KLв?KLc и KLc?KLa, подготавливая тем самым трехфазное отключение через реле KLавс. Если далее сработает один избиратель KAa, то реле KLa подаст сигнал на реле KLавс, которое и обеспечивает отключение.

При двухфазном коротком замыкании работают два избирателя фаз, например, KAa и KAв. Через контакты KLa и KLв будет подано питание на реле KLавс, которое отключит три фазы. Для того, чтобы при двухфазных коротких замыканиях ОАПВ не действовало, предусмотрены цепочки из блок-контактов В1.3a?В1.3в, В1.3в?В1.3c и В1.3c?В1.3a, которые осуществляют «запрет» действия АПВ. Через эти контакты и сопротивление R3 конденсатор С разряжается. Это происходит в том случае, когда отключаются выключатели сразу двух фаз и блок-контакты В1 этих выключателей замыкаются.

В схеме предусмотрена подстраховка на случай повреждения избирателя или его недостаточной чувствительности. В этой ситуации поврежденная фаза не отключается. Для защиты линии в таком случае выполнена цепочка из трех последовательно включенных контактов избирателей KAa, KAв, KAc. Нормально эти контакты замкнуты. Если работает релейная защита, но ни один из избирателей не срабатывает, то подается сигнал на реле KLавс для трехфазного отключения линии. На приемном конце линии устанавливается аналогичный комплект автоматики. Отличие заключается лишь в том, что на приемном конце нет релейной защиты, и сигнал к действию подается от избирателя поврежденной фазы. Еще раз обратим внимание на наличие несимметрии при отключении одной фазы. Защиты, реагирующие на несимметрию режима, должны быть или загрублены или их время срабатывания должно быть больше времени цикла ОАПВ.

ОАПВ линии с двусторонним питанием:

Рис. 3 Элементы электрической сети, на которых могут устанавливаться устройства АПВ. а - одноцепные и б-двуцепные ЛЭП

Между схемами ОАПВ тупиковых линий и линий с двусторонним питанием имеется существенное различие, обусловленное следующими обстоятельствами:

на линиях с двусторонним питанием применяются более сложные избиратели поврежденной фазы. Наиболее часто используются дистанционные избирательные органы;

чаще используются более сложные программы действия автоматики, такие, например, как сочетание однократного ОАПВ с последующим действием трехфазного АПВ (имеется в виду случай неуспешного ОАПВ), перевод линии после неуспешного цикла ОАПВ на двухфазный режим и т.д.

Условия действия:

при однофазном коротком замыкании выбирается поврежденная фаза, которая затем отключается. Действием ОАПВ поврежденная фаза включается повторно. В случае успешного цикла повторного включения линия сохраняется в работе;

ОАПВ действует однократно;

при неуспешном повторном включении линия отключается тремя фазами; если на линии происходит междуфазное короткое замыкание, то отключаются три фазы и повторное включение не производится.

Весь комплект релейной защиты линии разделен на три части. Те защиты, которые реагируют на несимметрию токов и напряжений подключают к точке N. На схеме эта группа защит условно обозначена 1РЗ. Защиты, не реагирующие на несимметрию режима, подключаются к точке М и обозначены 2РЗ. Резервные защиты 3РЗ, имеющие выдержки времени больше времени цикла ОАПВ, действуют прямо на выходное реле KLавс, отключающее три фазы линии.

Успешное ОАПВ.

Проследим действие автоматики в соответствии с вышеизложенной программой. Предположим, что произошло однофазное короткое замыкание, которое самоликвидируется при отключении поврежденной фазы. В этом случае сработает релейная защита 1РЗ и 2РЗ. Поскольку контакт KL5.2 нормально замкнут, то как защита 1РЗ, так и защита 2РЗ подадут питание на контакты избирателей поврежденной фазы Иа, Ив и Ис, и на промежуточное реле KL1. Это реле самоудерживается контактом KL1.1. Срабатывание избирателя поврежденной фазы и замыкание его контакта (например, Иа) обеспечивает включение реле KLa, которое в свою очередь отключает поврежденную фазу.

Схема повторного включения приходит в действие от факта отключения поврежденной фазы. Так, если сработало реле KLa (KLв, KLc), через контакты KLa1, KLв1 и KLc1 подается питание на реле времени КТ1, которое имеет три выдержки времени КТ1.1, КТ1.2 и КТ1.3. Это реле устанавливает временную программу повторного включения. Так, с выдержкой времени КТ1.2 подается питание на реле KL3, которое в свою очередь через контакты KL3.1 подает питание на реле KL2. При срабатывании трех реле KL1, KL2 и KL3 подается напряжение на реле KL4, которое включает поврежденную фазу.

На этом заканчивается цикл успешного ОАПВ. По истечении выдержки времени КТ1,3 снимается питание с реле KL1 (его обмотка шунтируется контактом КТ1.3) и схема автоматики возвращается в исходное положение. Однократность действия ОАПВ обеспечивается тем, что выдержка времени КТ1.2 реализуется на проскальзывающем контакте, аналогично тому, как это сделано в схеме ТАПВ с пуском от релейной защиты.

Неуспешное ОАПВ.

После повторного включения на устойчивое повреждение, релейная защита снова подаст импульс на отключение. В соответствии с программой, теперь следует отключить три фазы. Устройством, запоминающим факт действия автоматики в первом цикле, является реле KL2. Контакты этого реле KL2.1, KL2.2 и KL2.3 шунтируют контакты избирателей поврежденных фаз. При срабатывании одного из избирателей питание сразу через контакты KL2.1, KL2.2 и KL2.3 подается на отключение трех фаз KLa, KLв и KLc.

Напомним, что цикл повторного включения осуществляется с выдержкой времени КТ1.2, а возврат схемы автоматики повторного включения происходит с выдержкой времени КТ1.3. Поскольку выдержка времени КТ1.3 на несколько секунд больше выдержки времени КТ1.2, то в случае неуспешного ОАПВ вторичное отключение линии происходит до завершения выдержки времени КТ1.3, т.е. до того, как автоматика повторного включения вернется в исходное положение. За счет этого вторичное отключение линии происходит сразу же, как только сработает избиратель поврежденной фазы, так как плюс в точку N уже подан посредством контакта KL1.1. Таким образом, отключение производится даже без действия релейной защиты 1РЗ и 2РЗ.

Междуфазные повреждения.

В случае трехфазного повреждения срабатывают избиратели Иа, Ив и Ис и линия отключается тремя фазами. Автоматика повторного включения приходит в действие в той же последовательности, как и при успешном цикле ОАПВ. Но конечный сигнал на повторное включение ? подача плюса на реле KL4 блокируется. Эта блокировка выполнена с помощью сочетания контактных пар KLa2 ? KLв2, KLв2 ? KLc2, KLc2 ? KLa2. Если отключалось не менее двух фаз, то, по крайней мере, одна из контактных пар, например, KLa2 ? KLв2 замкнута и плюс подается на второй зажим реле KL4, благодаря чему оно блокируется.

В случае двухфазного повреждения эти же контактные пары, кроме рассмотренного «запрета» повторного включения, подают питание через контакт KL1.3 на реле KL2. Как было рассмотрено выше, это реле подготавливает схему для трехфазного отключения независимо от числа сработавших избирателей поврежденных фаз. Таким образом, и при двухфазном повреждении производится отключение трех фаз линии. В схеме ОАПВ имеется ряд блокировок и дополнений, повышающих ее надежность и обеспечивающих правильность действия схемы в различных ситуациях. Рассмотрим одну из таких блокировок. С небольшой выдержкой времени после начала действия схемы, срабатывает реле KL5 (обмотка этого реле на схеме не показана). Через контакты реле KL5.1 действие релейной защиты 2РЗ переводится на трехфазное отключение.

Поскольку защита 2РЗ не реагирует на несимметрию токов и напряжений, то ее срабатывание в неполнофазном режиме свидетельствует о повреждении еще одной фазы. В такой ситуации следует подавать сигнал не на отключение одной фазы, а на отключение всех фаз, что и осуществляется посредством реле KL5.

Размещено на Allbest.ru