1.4. Виды противоаварийной автоматики

К устройствам противоаварийной автоматики прежде всего относятся средства защиты от КЗ, а именно, ав­томатические устройства релейной за­щиты (АУРЗ), отключающие по­врежденные электроэнергетические объекты. Однако, не всегда упра­вляющие воздействия этого вида автоматики приво­дит к отключению выключателей. Поэтому АУРЗ дополняются автоматиче­скими устройствами резервирования отказов выключателей (УРОВ). УРОВ действует на отключение выключателя, ближайшего к отказавшему со сто­роны источника питания. Несмотря на большее возмущающее воздействие, такой алгоритм позволяет предотвратить развитие аварийной ситу­ации.

Однако, отключение мощных генераторов и сильно загруженных ЛЭП резко нарушает баланс мощностей в энергосистеме, что приводит к развитию системных аварий. Учитывая, что довольно большая часть коротких замыка­ний являются самоустраняющимися, высокую эффективность имеет автома­тика повторного (АПВ) и резервного (АВР) включения отключенных объек­тов. В связи с этим, установка АПВ на выключателях ЛЭП, ши­нах и транс­форма­торах является обязательной.

Рис.1 – Виды противоаварийной автоматики

При неудачном действии АПВ возникает угроза потери динамической или наруше­ния статической устойчивости генераторов в системе. В этом случае вступает в действие автоматика предотвращения нарушения устойчи­вости АПНУ.

При нарушении устойчивости парал­лельной работы генератора возни­кает асинхронный режим вступает в дей­ствие автоматика ликвидации асин­хронного режима АЛАР, осуществляющая попытку повторной синхрониза­ции генератора с сетью.

При неуспешно­сти попыток устранить несинхронную работу действует делительная автоматика ДА, отключающая линию связи между несинхронно работающими частями электроэнергетической системы.

В этом случае, небаланс мощностей еще более усугубляется, что при­водит к отклонениям напряже­ния и частоты от номинальных значений. Всту­пает в действие автоматика ограничения снижений напряжения АОСН и час­тоты АОСЧ и их повышения АОПН, АОПЧ. К АОСЧ прежде всего относится автоматика частот­ной разгрузки АЧР дефицитной части ЭЭС.

Для оптимизации режима работы энергосистемы в послеаварийном режиме в действие вступает автоматическое регулирование частоты и мощ­ности (АРЧМ), автоматическое регулирование возбуждения (АРВ), автома­тика ускоренного частотного пуска, включения с самосинхронизацией и бы­строго набо­ра нагрузки гидрогенераторов. Восстановление электрической связи между разделенными частями электроэнергетической системы произ­водится автоматикой повторного включения с синхронизаци­ей АПВС.

2. Автоматика повторного включения (апв)

Как уже было отмечено, высокая эффективность АПВ обусловлена тем, что существенная часть повреждений является самоустраняющимися. Од­нако, необходимо учитывать, что любое АПВ имеет выдержку времени, не­обходимую для восстановления диэлектрической прочности воз­душной изо­ляции в области горения электрической дуги при КЗ. В зависимости от на­пряжения она составля­ет от 0,2 до 0,5 с. Это ограничивает максимально воз­можное быстродействие АПВ.

Кроме быстродействия, к устройствам АПВ предъявляются следующие требования:

1) Учет положения ключа управления выключателем, что обеспечивает блокировку АПВ при отключении выключате­ля оператором.

2) Блокировка АПВ в случае искусственного КЗ, при ошибочном вклю­чении заземленной ЛЭП под напряжение.

3) Блокировка при действии РЗ на устойчивые КЗ, например газовой защиты транс­форматора.

4) Повторное включение только одного выключателя линии с двусто­ронним питанием шин.

5) Ускорение действия РЗ при неуспешном АПВ.

6) Автоматиче­ская восстановление готовности АПВ через определен­ный промежуток времени.

По кратности действия различают однократные и двукратные АПВ. По конструктивному исполнению существуют трехфаз­ные АПВ (ТАПВ) и од­нофазные АПВ (ОАПВ). Последние применяются на линиях с напряжением от 500 кВ и снабженных выключателями с по фазным управлением. При этом определение поврежденного провода линии возлагается на ОАПВ, а отклю­чение выключателей соответствующей фазы линии производится при взаи­модействии РЗ и избирательных органов ОАПВ, определяющих поврежден­ную фазу.

На линиях напряжением 35-220 кВ с масляными выключателя­ми про­веряется возможность использования несинхронного повторного включения (НАПВ). Оно до­пустимо, если ток несинхронного включения (определяется для случая противофазы на­пряжений на линии и шинах ЭС или ПС), не пре­вышает некоторого допустимого значения. Критерий допустимости НАПВ имеет различ­ные значения для разных типов синхронных генераторов.

При НАПВ сначала включается только один выключатель линии при условии полного отсутствия на ней напряжения, а затем после по­явления на противоположном ее конце симметричного трехфазного на­пряжения вклю­чается второй выключатель. Таким образом, в несинхронных АПВ осуществ­ляется только контроль отсутствия и наличия напряжения. Применение более быстродействующих выключателей позволяет снизить величину угла сдвига фаз между одноименными напряжениями. Быстродействующие АПВ (БАПВ) осуществляют контроль этого угла по ускорениям вращения СГ и времени бестоковой паузы. Однако, повышается вероятность повторного зажигания дуги в месте КЗ и утяжеление возмущающего воздействия. Поэтому в по­следнее время наметилась тенденция отказа от БАПВ.

При недопустимости НАПВ и БАПВ АПВ дополняется синхронизато­ром, получаем трехфазное АПВ с синхронизацией (ТАПВС).

Упрощенное ТАПВС, контро­лирующее только одно из трех условий точной синхронизации, а именно, угол сдвига фаз между напряжениями на линии и шинах в момент включения привода второго выключателя, называ­ется ускоренным (УТАПВС).