Розділ 13 пристрій резервування відмови вимикача
13.1. Призначення пристрою резервування відмови вимикача
Пристрій резервування відмови вимикачів (ПРВВ) призначений для вимкнення пошкодженого елемента електричної мережі у випадку відмови вимикача, який повинен був вимкнути цей елемент.
У випадку застосування зовнішніх трансформаторів струму ПРВВ також повинен спрацьовувати під час виникнення к.з. в зоні між вимикачем та трансформатором струму (точка К3 на рис. 13.1).
Пристрій резервування відмови вимикачів запускається у випадку спрацювання захистів елементів електричної мережі. У випадку відмови вимикача пошкодженого приєднання ПРВВ діє на вимкнення вимикачів суміжних приєднань, через які можливе живлення пошкодженого елемента. Це вимкнення здійснюється з витримкою часу, більшою від часу спрацювання вимикача, який відмовив.
Таким чином, ПРВВ виконує функції ближнього резервування.
Як показав досвід експлуатації, застосування ПРВВ є більш ефективним з точки зору надійності вимкнення пошкодження, ніж застосування резервних захистів, що здійснюють ближнє резервування. Це пояснюється тим, що резервний захист діє на вимкнення цього самого вимикача, що і основний захист, а імовірність відмови вимикача є значно вищою, ніж імовірність відмови захисту. Тому ПРВВ повинен застосовуватись на всіх об‘єктах енергосистем напругою 110 кВ та вище.
Раніше, до 1965 року застосування ПРВВ було досить обмеженою. Його необхідно було встановлювати лише у випадках, коли відмова захисту або вимикача на підстанції могла привести до дуже тяжких наслідків. Це було пов’язане з порушенням стійкості в енергосистемі за рахунок недопустимо великого часу спрацювання захистів, які забезпечували дальнє резервування. Але починаючи з 1985 року встановлення ПРВВ на підстанціях напругою 110 кВ та вище є обов’язковим.
Це пояснюється наступними причинами:
посилились вимоги щодо швидкодії спрацювання захистів з умови забезпечення стійкості роботи енергосистем, яку не можна забезпечити за рахунок дальнього резервування, коли час спрацювання захисту може бути недопустимо великим;
у зв’язку з появою великої кількості потужних підстанцій стало неможливим виконати дальнє резервування через їхні шини;
зросла кількість підстанцій, які живляться від відгалужень на лініях електропересилання і після спрацювання захистів, які здійснюють дальнє резервування, велика кількість споживачів, в тому числі і віповідальних знестумлюється.
Пристрій ПРВВ може діяти безпосередньо на електромагніти вимкнення вимикачів суміжних приєднань, які резервують дію даного вимикача, або через вихідні кола захистів, які діють на ці вимикачі.
Розглянемо, як працює пристрів ПРВВ на прикладі подвійної системи шин з фіксованим числом приєднань (рис. 13.1).
Рис. 13.1. Принцип дії ПРВВ
Під час к.з. на лінії Л1 (точка К1) та відмові вимикача Q1 пристрій ПРВВ, який запуститься від захисту лінії Л1, подіє на вимкнення вимикачів всіх приєднань до секції шин I с.ш., тобто на вимкнення вимикачів Q2 та Q5.
Під час к.з. на системі шин I с.ш. (в точці К2) спрацює диференційний захист цих шин та подіє на вимкнення вимикачів Q1, Q2, Q5. У випадку відмови вимикача Q5, ПРВВ подіє на вимкнення всіх вимикачів другої секції шин II с.ш. – Q3 та Q4. Якщо в цьому випадку відмовив вимикач понижувального трансформатора Q2 (вимикачі Q1 та Q5 вимкнулись успішно), то ПРВВ подіє на вимкнення трансформатора зі сторони низької напруги – на вимкнення вимикача Q6. Якщо ж відмовив вимикач лінії Л1 Q1, а вимикачі Q2 та Q5 вимкнулись успішно, то ПРВВ повинен забезпечити умови спрацювання захисту лінії Л1 з протилежного кінця лінії, тобто подіяти на вимкнення вимикача Q8. Наприклад, у випадку, коли лінія захищається диференційно-фазовим захистом ПРВВ повинен подіяти на зупинку високочастотного передавача даного кінця лінії. Це приведе до спрацювання другого півкомплекту диференційно-фазового захисту на протилежному кінці лінії, який подіє на вимкнення вимикача Q8.
Під час к.з. між вимикачем та трансформатором струму (точка К3) спрацює диференційний захист шин та подіє на вимкнення всіх вимикачів першої системи шин I с.ш. Q1, Q2 та Q5. В цьому випадку, навіть у випадку успішного вимкнення цих вимикачів, живлення місця пошкодження не ліквідується – воно продовжуватиме живитись через трансформатор Т1. В цьому випадку ПРВВ повинен подіяти на вимкнення вимикача Q6.