4. Автоматическое включение резерва

Устройства автоматического включения резерва (УАВР) предусматриваются на подстанциях, от раздельно работающих секций шин которых, получают питание электроприёмники I категории.

УАВР содержит пусковой орган, орган выдержки времени, орган контроля напряжения на резервном источнике питания, реле контроля напряжения на секции, потерявшей питание (при наличии на п/ст синхронных двигателей) и цепь однократности действия УАВР.

Расчёт уставок авр

1. Реле однократности включения.

Выдержка времени промежуточного реле однократности включения t_ОВ от момента снятия напряжения с его обмотки до размыкания контакта должна с некоторым запасом превышать время включения t_ВКЛ выключателя резервного источника питания:

t_ОВ = t_ВКЛ + t_ЗАП ,

где, t_ЗАП – время запаса, принимаемое равным 0,3-0,5 с.

2. Пусковой орган минимального напряжения.

Напряжение срабатывания реле минимального напряжения U_СР выбирается так, чтобы пусковой орган срабатывал только при полном исчезновениях напряжения и не приходил в действие при пониженном напряжении, вызванных КЗ или самозапуском электродвигателей:

где, U_ОСТ – наименьшее расчётное значение остаточного напряже-

ния при трёхфазном КЗ за реакторами и трансформато-

рами (точки 5,6 на рисунке 9);

U_ЗАП - наименьшее напряжение при самозапуске электродви-

гателей;

К_ОТС = 1,25 – коэффициент отстройки;

К_U – коэффициент трансформации трансформатора напря-

жения.

За расчётное U_СР принимается меньшее значение, полученное из последних формул.

В большинстве случаев обоим условиям удовлетворяет напряжение срабатывания, равное U_СР = (0,25-0,4) U_H / K_U, где

U_Н- номинальное напряжение электроустановки.

Выдержка времени пускового органа минимального напряжения t_{СР АВР} должна быть:

а) на ступень селективности больше выдержек времени защит, в зоне действия которых остаточное напряжение при КЗ оказывается ниже напряжения срабатывания реле минимального напряжения (точки 2, 3, 4 на рисунке 9):

t_{СР АВР} = t₁ + ∆t, t_{СР АВР} = t₂ + ∆t,

где, t₁- наибольшая выдержка времени защиты присоединений,

отходящих от шин высшего напряжения подстанций;

t₂- то же от шин низшего напряжения подстанций.

б) согласована с другими устройствами противоаварийной автоматики узла (АПВ, АВР, делительной автоматикой, смотри рисунок 9).

Рисунок 9. К выбору уставок пусковых органов АВР.

Для устройства АВР1 с целью ожидания его срабатывания только после неуспешного действия АПВ первого цикла линии W1 (2):

t_{СР АВР1}  (t_СЗ-t_1АПВ + t`_{СЗ w1(2)}) + t_ЗАП,

где, t_СЗ – время действия той ступени защиты линии W1(2),

которая надёжно защищает всю линию;

t`_СЗ – время действия защиты, ускоряемой после АПВ;

t_1АПВ –уставка по времени первого цикла АПВ линии W1(2);

t_ЗАП = 2,5-3,5 с.

Согласование дополнительно со вторым циклом двухкратного АПВ даёт значительное увеличение t_{СР АВР}, поэтому со вторым циклом АПВ можно не считаться.

Для устройства АВР2 с целью обеспечения его срабатывания только после неуспешного действия АВР1:

t_{СР АВР2}  t_СР АВР1 + t_ЗАП ,

где, t_ЗАП = 2-3 с.

3. Реле контроля наличия напряжения на резервном источнике питания.

Напряжение срабатывания реле контроля определяется из условия отстройки от минимального рабочего напряжения:

где, U_{РАБ min} – минимальное рабочее напряжение;

К_Н – коэффициент отстройки, К_ОТС = 1,2;

К_В - коэффициент возврата реле максимального напря-

жения, К_В = 1,2.

Принципиальная схема УАВР для двухтрансформаторной подстанции приведена на рисунке 10.

Описание работы схемы УАВР для двухтрансформаторной подстанции

При исчезновении напряжения на 1-ой секции одновременно потеряют питание катушки реле КТ1 и КТ2, которые своими мгновенными контактами КТ1.1 и КТ2.1 разорвут цепь питания обмотки реле времени КТЗ. Спустя некоторое время замкнутся контакты реле КТ1.2, КТ2.2 и подадут ток в электромагнит отключения УАТ1 выключателя Q1. Выключатель Q1 отключится. Блок – контакт выключателя Q1 SQ1.3 замкнётся в цепи электромагнита включения выключателя Q3 УАС3 – секционный выключатель включится. Напряжение появится на реле КТ2, контакты которого КТ2.1 замкнутся и подготовят цепи отключения выключателя Q3 и выключения выключателя Q1, после появления напряжения на трансформаторе Т1. Допустим появилось напряжение на Т1, тогда получим питание реле КТ1. Сразу отключиться реле КТ3, которое своим контактом с выдержкой времени КТ 3.2 создаст цепь на отключающий электромагнит УАТ3 выключателя Q3. Q3 отключится. Затем контакт КТ 3.1 замкнёт цепь электромагнита включения УАС1 Q1. Таким образом, восстановится нормальная схема.

Однократность действия УАВР обеспечивается с помощью реле КСС1, имеющего контакт КСС 1.1 в цепи включения УАС3. При нормальной схеме выключатели Q1 и Q2 включены, Q3-отключен. Реле КСС1 обтекается током и держит свой контакт КСС1.1 замкнутым. При отключении выключателя Q1 размыкается его блок-контакт SQ1.1, реле КСС1 теряет питание и с выдержкой времени около 1с размыкает свой контакт КСС1.1. За это время успевает пройти импульс тока на включение электромагнита УАС3 выключателя Q3, который включается. Если после включения выключателя Q3 напряжение на 1 секции системы шин не восстанавливается до номинального (например при КЗ на 1 секции), то после отключения выключателя Q3 релейной защитой (схема УРЗ секционного выключателя Q3 на рисунке 9 не показана) повторного включения выключателя не произойдёт, т.к. контакты реле однократного действия КСС1.1 к этому моменту времени уже разомкнуты.

Рисунок 10. Схема УАВР секционного выключателя на переменном оперативном токе для двухтрансформаторной подстанции, подключенной к линиям электропередачи без выключателей:

а) – схема подстанции;

б)- цепи управления и АВР выключателя Q1;

в)- цепи управления и АВР выключателя Q3;

пунктиром обведены цепи относящиеся к трансформатору Т2;

SQ4, SQ6 – контакты готовности приводов выключателей;

SQ5, SQ7 – контакты завода пружины;

SQ1.1; SQ1.2; SQ3.1; SQ3.2- блок-контакты, соответственно выключателей Q1 и Q3.

Пример расчёта защиты блока «линия-трансформатор».

Данные для расчёта:

Токи короткого замыкания на шинах 6-10 кВ: = 16,2 кА; = 7,33 кА; U_{СР.Н НН} = 10 кВ. Мощность трансформатора Т₃ = 1 МВ·А. Определяем токи КЗ в точках К₁, К₂, К₃, К₄ и строим график (рисунок 12) для определения I_СЗ токовой отсечки и I_СЗ максимальной токовой отсечки (МТЗ).

Расчёт:

Рисунок 11. Схема замещения для расчёта токов КЗ.

Определим параметры схемы замещения:

- сопротивление трансформатора Т₃:

Х_Т3 = · = · = 6,064 Ом;

- сопротивление кабельной линии W выбираем по допустимой токовой нагрузке и экономической плотности тока:

I_РФ = = = 76,98 A;

сечение кабельной линии:

 = = = 70 мм²,

где, Y_ЭК – экономическая плотность тока; А/мм².

Удельное индуктивное и активное сопротивление кабельной линии, равны соответственно:

Х₀ = 0,086 Ом/км; r₀ = 0,443 Ом/км; L= 1,5 км; Z_КЛ = 0,677 Ом.

- сопротивление системы (суммарное):

Х_max = = = 0,374 Ом;

Х_min = = = 0,827 Ом.

Определим токи КЗ в расчётных точках:

= = = 8,51 кА;

= = = 5,2 кА;

= = = 5,768 кА;

= = = 4,03 кА;

= = = 0,853 кА;

= = = 0,801 кА.