3 Автоматика параллельных лэп с двусторонним питанием

3.1 Выбор устройств автоматики, устанавливаемых на параллельных лэп с ответвлениями, одиночной лэп и трансформаторах ответвительной подстанции

3.1.1 Проектируемым объектом является понизительная подстанция 110/10 кВ с двумя двухобмоточными трансформаторами мощностью 16 МВА. Данные трансформаторы оборудованы устройством РПН. На стороне НН секции шин подстанции работают раздельно, т.е. секционный выключатель в нормальном режиме отключен.

3.1.2 Проанализировав вышеизложенную информацию и учитывая требования [4], на проектируемой подстанции устанавливаются следующие виды автоматики:

• автоматическое включение резервного питания, с помощью включения секционного выключателя на стороне НН (АВР);

• автоматическая частотная разгрузка (АЧР) с последующим частотным автоматическим повторным включением (ЧАПВ);

• автоматическое регулирование коэффициентов трансформации трансформаторов (АРКТ);

• автоматическое повторное включение (АПВ) шин 10 кВ;

• автоматика пожаротушения трансформаторов и кабельных каналов;

• автоматика повышения напряжения.

Автоматика проектируемой подстанции выполнена на микропроцессорных устройствах фирмы ABB.

В качестве автоматического регулирования коэффициентов трансформации трансформатор устанавливается регулятор напряжения SPAU341С, в качестве автоматической частотной разгрузки - реле частоты SPAF 340 С3, в качестве автоматического включения резервного питания и АПВ шин 110 и 10 кВ применяется внутренняя функция терминала SPAC 801.

3.2 Расчет допустимости напв для параллельных лэп. Выбор типа апв. Расчет параметров срабатывания пусковых и контрольных органов апв

3.2.1 Согласно [4] устройства АПВ должны предусматриваться для быстрого восстановления питания потребителей или межсистемных и внутрисистемных связей путем автоматического включения выключателей, отключенных устройствами релейной защиты.

Должно предусматриваться автоматическое повторное включение воздушных и смешанных (кабельно-воздушных) линий всех типов напряжением выше 1 кВ.

Требования, предъявляемые к устройствам АПВ:

1. устройства АПВ должны быть выполнены так, чтобы они не действовали при:

   1. отключении выключателя персоналом дистанционно или при помощи телеуправления;

   2. автоматическом отключении от релейной защиты непосредственно после включения персоналом дистанционно или при помощи телеуправления;

   3. отключении выключателя защитой от внутренних повреждений трансформаторов и вращающихся машин, устройствами противоаварийной автоматики;

2. устройства АПВ должны быть выполнены так, чтобы была исключена возможностью многократного включения на КЗ при любой неисправности в схеме устройства;

3. устройства АПВ должны выполняться с автоматическим возвратом.

Устройства трехфазного АПВ (ТАПВ) должны осуществляться преимущественно с пуском при несоответствии между ранее поданной оперативной командой и отключенным положением выключателя; допускается также пуск устройства АПВ от защиты.

Для ускорения восстановления нормального режима работы электропередачи выдержка времени устройства ТАПВ должна приниматься минимально возможной с учетом времени погасания дуги и деионизации среды в месте повреждения, а также с учетом времени готовности выключателя и его привода к повторному включению.

Выдержка времени устройства ТАПВ на линии с двусторонним питанием должна выбираться также с учетом возможного неодновременного отключения повреждения с обоих концов линии; при этом время действия защит, предназначенных для дальнего резервирования, учитываться не должно. Допускается не учитывать разновременности отключения выключателей по концам линии, когда они отключаются в результате срабатывания высокочастотной защиты.

Несинхронное АПВ (НАПВ) может применяться на линиях (в основном 110-220 кВ), если:

• максимальный электромагнитный момент синхронных генераторов и компенсаторов, возникающий при несинхронном включении, меньше (с учетом необходимого запаса) электромагнитного момента, возникающего при трехфазном КЗ на выводах машины, при этом в качестве практических критериев оценки допустимости НАПВ принимаются расчетные начальные значения периодических составляющих токов статора при угле включения 180º;

• максимальный ток через трансформатор (автотрансформатор) при угле включения 180º меньше тока КЗ на его выводах при питании от шин бесконечной мощности;

• после АПВ обеспечивается достаточно быстрая ресинхронизация; если в результате несинхронного автоматического повторного включения возможно возникновение длительного асинхронного хода, должны применяться специальные мероприятия для его предотвращения или прекращения.

При соблюдении этих условий НАПВ допускается применять также в режиме ремонта на параллельных линиях.

3.2.2 Практически возможно применение НАПВ в случае, если выполняются условия:

1) для генератора марки ТВФ с непосредственным охлаждением обмоток

;

2) для автотрансформатора

где I_НВ- ток несинхронного включения,I_НОМ- номинальный ток генератора (автотрансформатора).

Расчёт тока несинхронного включения приведён в приложении 8.

Проверка допустимости применения НАПВ приведена в таблице 3.1.

Таблица 3.1 Расчет допустимости применения НАПВ

Устрой-ство	Параметр	Расчетное выражение	Расчет	Примечание
АТ	IНВ	-		условие выполняется
	IНОМ
	-	-
	-	-
G1	IНВ	-		Условие выполняется
	IНОМ
	-	-

Из табл. 3.1 видно, что на проектируемых линиях допустимо применение НАПВ. Однако в связи с отсутствием обходных связей, применять НАПВ нельзя.

Исходя из этого, в соответствии с [4], принимаем решение об использовании трехфазного АПВ с контролем синхронизма.

Необходимо выбрать следующие уставки:

• по разности модулей векторов напряжений (ΔU);

• по разности углов между векторами напряжений (Δφ);

• по разности частот напряжений (Δf) .

Условия синхронизма напряжений считаются выполненными, если все три контролируемых параметра находятся в пределах нормы.

Рекомендуемые значения указанных уставок:

• ΔU = 0,2Uном;

• Δφ = (10-30)°;

• Δf = 0,05 Гц - для соединения частей схем к которым предъявляются высокие требования по синхронизму, а также для важных межсистемных связей;

Принимаем:

При правильном выборе уставок при АПВ будет обеспечено синхронное включение выключателя. Рекомендуется выполнить проверку правильности выбора уставок по условию:

,

где t_ИО - время срабатывания измерительных реле контроля синхронизма (может быть принято равным 0,03 с), t_ВКЛ- время включения выключателя.

Проверка выбранных уставок по условию :

,

т.е. условие выполняется.

Обоснование выбора уставок по времени АПВ выключателей противоположных концов линий сведён в таблицу 3.2, расчёт уставок сведён в таблицу 3.3.

Таблица 3.2 Обоснование выбора уставок АПВ

Параметр срабатывания	Задаваемая функции	Расчетное условие	Расчетное выражение	Примечание
	Несрабатывание до полного отключения ВЛ с обеих сторон	1.Обеспечение готовности привода выключателя перед включением
		2. Обеспечение деионизации среды после отключения КЗ
		3. Отстройка от времени действия защит противоположной стороны линии		=0,033 с

Таблица 3.3 Расчёт времени АПВ

Наименование величины	РУ	РВ	Расчет	Принятое значение
	1			1,4 с
	2
	3
	1			1,1 с
	2
	3