Лекция №23

Устройство АОПН на линии

Устройство автоматического ограничения повышения напряжения (АОПН) на линии включает в себя три основных органа: пусковой орган, избирательный орган реактивной мощности, орган выдержки времени. Поскольку существует вольт-секундная зависимость допустимых перенапряжений, устройство АОПН имеет двухступенчатое исполнение. В качестве пускового органа используются максимальные реле напряжения чувствительной ступени КVI - КVЗ и грубой ступени КV4 - КV6, включенные на фазные напряжения измерительных трансформаторов напряжения линии (рис. 10.20).

Напряжение срабатывания чувствительной ступени отстраивается от максимального рабочего напряжения:

Для повышения чувствительности первой ступени устройства АОПН желательно использовать реле напряжения с более высоким коэффициентом возврата. Выпускаемое электропромышленностью реле напряжения типа РН-58 имеет коэффициент возврата не менее 0,95. Имеются разработки измерительных органов максимального напряжения с более высокими значениями коэффициента возврата.

Напряжение срабатывания второй, грубой ступени пускового органа выбирается таким, чтобы это напряжение было допустимым в течение времени действия первой ступени. Это напряжение обычно принимается равным

Uс2 = (1,2-1,4)Uрабmax. (10.11)

Избирательный орган устройства АОПН определяет односторонне отключенную линию, которая явилась причиной повышения напряжения. Принцип выявления односторонне отключенной линии состоит в том, что со стороны включенного конца этой линии реактивная мощность направлена к шинам подстанции, а реактивная мощность остальных линий, отходящих от подстанции, направлена от шин. В качестве органа реактивной мощности используются реле реактивной мощности КW1 — КW3, пофазно фиксирующие реактивную мощность, направленную к шинам подстанции. Мощность срабатывания должна соответствовать такому значению реактивной мощности Q1 принимаемой энергосистемой с ЭДС Е1 (см. рис. 10.19,б), которая создает на шинах подстанции повышенное напряжение, равное напряжению возврата чувствительной ступени устройства АОПН Uв. Этому условию соответствует значение Q1, определяемое по следующему выражению:

(10.12)

Выражение (10.12), так же как и векторная диаграмма, показанная на рис. 10.19,в, составлено без учета активной составляющей тока нагрузки, подключенной к шинам рассматриваемой подстанции.

Вторым условием выбора мощности срабатывания реле является обеспечение их чувствительности к стоку реактивной мощности линии Qл:

Мощность срабатывания органов реактивной мощности определяется по выражению

Qс = Qрасч/kч, (10-14)

где Qрасч - расчетное значение контролируемой мощности, принимаемое равным Q1 или Qл; kч=1,5 — коэффициент чувствительности. В устройстве АОПН применяются реле реактивной мощности типа РБМ-276, имеющие регулируемый угол максимальной чувствительности в диапазоне 75—105 градусов. Угол максимальной чувствительности реле выбирается таким, чтобы для включений и загруженной линии передаваемая активная мощность создавала тормозное действие на реле. При такой настройке уменьшается вероятность излишнего срабатывания реле в нормальных режимах работы электропередачи. При направлении активной мощности от шин в линию этому условию соответствует характеристика 2 на рис. 10.21.

Штриховкой обозначена зона срабатывания реле. Для устройства АОПН, установленного на противоположном конце линии, где активная мощность имеет направление от линии к шинам, реле настраиваются по характеристике 3. Если же возможен реверсивный режим работы электропередачи, реле настраивается по характеристике 1 с углом максимальной чувствительности 90°. В этих условиях для исключения возможности срабатывания реле в нормальном режиме вводится блокировка по току, которая выводит из действия устройство АОПН работающей линии. Блокировка выполнена с помощью реле тока КА1 - КАЗ, контролирующих ток в каждой фазе линии. Ток срабатывания реле тока отстраивается от максимального тока в условиях действия устройства АОПН.

Устройство АОПН имеет двухступенчатое управление. С первой выдержкой времени, создаваемой проскальзывающим контактом КТ1.2 реле времени КТ1 чувствительной ступени АОПН, производится включение шунтирующего реактора с помощью промежуточного реле КL2. Эта выдержка времени отстраивается от возможных непродолжительных перенапряжений, например при качаниях на электропередаче, при несимметричных КЗ. Если включение шунтирующего реактора не привело к снижению перенапряжений до допустимого значения, с большей выдержкой времени, создаваемой упорным контактом реле времени КТ1.3, производится отключение линии, являющейся источником перенапряжений.

Вторая ступень устройства АОПН, фиксирующая повышение напряжения сверх (1,2 - 1,4) Uрабmах, действует с небольшой выдержкой времени, создаваемой реле времени КТ2, на отключение линии. Эта выдержка времени отстраивается от кратковременных коммутационных перенапряжений и составляет 0,1—0,5 с. Отключение линии сопровождается запретом АПВ.