13.2. Принципи роботи пристроїв резервування відмови вимикачів
На даний час в енергосистемах України знаходяться в експлуатації ПРВВ, розроблені в різний час на різних принципах роботи. Пижче наведені спрощені схеми, які пояснюють основні принципи роботи ПРВВ.
Найпростіша схема наведена на рис. 13.2.
Рис. 13.2. Схема запуску ПРВВ від вихідних кіл захисту
Після спрацювання захисту приєднання, на якому відбулося пошкодження, від вихідних кіл захисту подається сигнал на вимкнення вимикача пошкодженого приєднання. Одночасно від вихідних кіл захисту (KLРЗ) запускається реле часу КТ. У випадку, коли вимикач пошкодженого приєднання не вимкнувся, з витримкою часу, яку задає реле часу КТ, вимикаються вимикачі суміжних приєднань, через які може живитись місце пошкодження. Якщо ж дія захисту пошкодженого приєднання успішна, вимикач пошкодженого приєднання вимкнувся, вихідне реле захисту KLРЗ повернеться у вихідний стан, зніметься живлення з обмотки реле часу КТ, воно також повернеться у вихідний стан і вимкнення вимикачів суміжних приєднань від ПРВВ не відбудеться. Для правильної роботи цієї схнми необхідно, щоб час спрацювання реле часу КТ був більшим сумарного часу поверненя захисту у вихідний стан та часу роботи вимикача.
Схема наведена на рис. 13.2 має ряд недоліків. Зокрема, під час опробування релейного захисту приєднаня і не виведеній накладці SX відбудеться спрацювання ПРВВ і здійсниться хибне вимкнення вимикачів суміжних приєднань. Також у випадку залипання контакту вихідного реле захисту KLРЗ також можлива хибна дія ПРВВ – після виникнення пошкодження захист успішно спрацює, вимикач пошкодженого приєднання вимкнеться, але схема ПРВВ не повернеться у вихідний стан – обмотка реле часу КТ продовжуватиме живитись через залиплі контакти KLРЗ – і з витримкою часу здійсниться хибне вимкнення вимикачів суміжних елементів.
Враховуючи вище наведені недоліки застосування цієї схеми в експлуатації є обмеженим.
Схема, наведена на рис. 13.3, передбачає додатковий контроль напруги.
Рис. 13.3. Схема ПРВВ з контролем напруги
Для цього в колі пуску реле часу КТ послідовно введений контакт реле напруги. Контакт реле замикається у випадку пониження однієї з лінійних напруг або під час появи напруги нульової або оберненої послідовності. Тим самим забезпечується неспрацювання ПРВВ під час опробування релейного захисту (контакт KLРЗ замкнеться, але контакт реле напруги KV буде знаходитись в розімкненому стані, тому що напруга на шинах не понизилась). Так само схема не буде хибно працювати у випадку залипання контактів KLРЗ. Але ця схема має суттєвий недолік – під час к.з. за трансформатором підстанції орган напруги може бути нечутливим до пониження напруги (контакт KV буде в розімкненому стані) і тим самим не дозволить ввести в роботу ПРВВ.
На практиці дуже часто застосовують схему ПРВВ з контролем наявності струму в приєднані та з повторним вимкненням вимикача приєднання (рис. 13.4).
Рис. 13.4. Схема ПРВВ з контролем струму
Після виникнення пошкодження на приєднані спрацьює захист, замкнуться вихідні контакти KLРЗ . У випадку наявності струму в приєднані, який контролюється струмовим реле КА, запуститься проміжне реле KL. Реле спрацює і замкне свої контакти. Одна пара контактів цього реле KL.1 подасть сигнал на вимкнення вимикача приєднання, на який подіяв і захист, тобто таким чином здійсниться повторна спроба вимкнення вимикача пошкодженого приєднання. Друга пара контактів KL.2 запустить реле часу КТ, яке з витримкою часу запустить ПРВВ. Ця схема має ряд переваг у порівнянні з схемами, наведеними на рис. 13.2 та рис. 13.3. Зокрема, повторна дія ПРВВ на вимкнення цього самого вимикача, що і дія захисту підвищує надійність функціонування схеми, тому що ПРВВ діє на інший електромагніт вимкнення вимикача. У випадку пошкодження в колах керування вимикачем дія захисту на вимкнення буде неуспішною, а дія на вимкнення цього вимикача через інші кола керування від ПРВВ може бути успішною. Іншою перевагою цієї схеми є попередження спрацювання ПРВВ після хибного спрацювання, наприклад, під час опробування захисту приєднання. В цьому випадку хибно вимкнеться лише вимикач даного приєднання через контакти реле KL.1. Після цього струм в приєднанні зникне, реле КА повернеться у вихідне положення і зніметься живлення з реле часу КТ, не дозволивши йому діяти на вимкнення вимикачів суміжних приєднань.
Сучасні пристрої ПРВВ виконуються за схемою, наведеною на рис. 13.5.
Рис. 13.5. Схема ПРВВ з контролем положення вимикача
В цій схемі контролюється струм в приєднані та стан вимикача цього приєднання.
Контроль здійснюється за допомогою контакту KQC, який замикається після подачі сигналу на вимкнення вимикача. Цей контакт знаходиться на панелі керування вимикачем або панелі сигналізації, а не на панелі захисту.
Наведена схема ПРВВ може спрацювати лише у випадку виконання наступних трьох умов:
спрацювання захисту приєднання (замкнений контакт KLРЗ);
наявності струму в приєднані (замкнений стан контакту КА);
замиканні контакту реле положення вимикача приєднання (контакт KQC, який замикається після подачі сигналу на вимкнення вимикача).
Тільки після виконання всіх трьох умов запускається реле часу КТ, яке з витримкою часу подіє через проміжне реле KL на запуск схеми ПРВВ. Імовірність одночасного помилкового замикання всіх трьох контаків є дуже малою. Тому ця схема має підвищену надійність від хибного спрацювання – вона не дозволяє діяти на хибне вимкнення вимикачів суміжних елементів під час опробування захисту даного приєднання. Також ця схема не дозволяє діяти на вимкнення вимикачів суміжних елементів у випадку залипання контакту вихідного реле захисту KLРЗ.
Як показує досвід експлуатації, відсоток правильної роботи ПРВВ в енергосистемах є досить низьким і становить 70 – 80% від загальної кількості їх спрацювань. Враховуючи різні схеми ПРВВ, які на даний час знаходяться в експлуатації, можна виділити основні причини неправильної (хибної) роботи ПРВВ:
після виведення з роботи пристрою релейного захисту із-за його несправності або згідно режиму енергосистеми (як правило виводиться дія вихідних кіл захисту на вимкнення) оперативний персона забуває вивести накладки пуску ПРВВ від цього захисту. Тому після хибного спрацювання виведеного з роботи захисту спрацьовують його вихідні кола на пуск ПРВВ і відбувається неправильна його дія – вимикаються інші вимикачі, на які діє ПРВВ;
можлива хибна робота ПРВВ під час планових перевірок релейного захисту, зокрема під час виконання операції перевірки струмових кіл первинним струмом. Можлива ситуація, коли персонал під час перевірки виводить з роботи вихідні кола захисту на вимкнення, але забуває вивести накладки пуску ПРВВ. Під час перевірки струмових кіл первинним струмом можливий запуск ПРВВ та хибне вимкнення вимикачів інших приєднань, на які подіє ПРВВ;
після вимкнення вимикача вихідні реле захисту за рахунок механічних пошкоджень можуть не повернутись у вихідний стан, тим самим залишаючи кола пуску ПРВВ в стані готовності до спрацювання;
струмові реле, які контролюють струм в приєднанні після вимкнення вимикача можуть також залишитись в спрацьованому стані за рахунок механічних пошкоджень в реле і це так само може привести до хибної роботи ПРВВ;
складність схем оперативного струму ПРВВ не дозволяє здійснити їх повноцінне випробування та виявити всі несправності, що може бути причиною відмови ПРВВ.
Таким чином, можна зробити висновок, що під час розробки нових схем ПРВВ необхідно в першу чергу звертати увагу на надійність роботи їхніх схем, зокрема на впровадження різноманітних блокувань, які забезпечать неможливість їх хибного спрацювання та відсутність відмов під час спрацювання.