АПВ

Автоматическое повторное включение (АПВ) — одно из средств релейной защиты, направленное на увеличение надёжности электроснабжения.

•Назначение устройства АПВ

В

АПВ

се повреждения в электрической сети можно условно разделить на два типа: устойчивые и неустойчивые.

Устойчивые

- нарушение изоляции

- обрывы проводов

- повреждения участков линий

- повреждения электрических аппаратов

- повреждения опор ЛЭП

Неустойчивые

- схлёстывание проводов

Большинство повреждений линий электропередач возникает в результате схлестывания проводов при сильном ветре и гололеде. Нарушение изоляции во время грозы, падения деревьев. Эти повреждения неустойчивы и при быстром отключении поврежденной линии самоустраняются. В этом случае, при повторном включении линии она остается в работе и электроснабжение потребителей не прекращается. Повторное включение осуществляется автоматическим устройством АПВ.

При устойчивых повреждениях защита снова отключает линию, после действия устройства АПВ. Т.е. происходит неуспешное АПВ. По статистическим данным в системах электроснабжения 60-75% успешных АПВ. Такая эффективность устройства АПВ делает их одним из основных средств повышения надежности электроснабжения. На кабельных линиях электропередач 35 кВ и ниже рекомендуется применять АПВ с целью исправления неселективного действия защиты.

Предусматривается также АПВ шин трансформаторов и ответственных электродвигателей.

АПВ различают по основным признакам:

1) оАПВ (однофазное)

2) тАПВ (трехфазное)

3) по способу проверки синхронизма (линия с двухсторонним питанием)

4) АПВ ОС (ожидание синхронизма)

5) АПВ УС (улавливание синхронизма)

6) по способу воздействия на привод выключателя (механические и электрические)

7) по кратности действия

•Требования к АПВ

А) Они должны находиться в состоянии постоянной готовности к действию, и срабатывать при случаях аварийного отключения выключателя, кроме случаев отключения выключателя релейной защитой после включения его дежурным персоналом. Не должны приходить в действие при оперативных отключениях выключателя дежурным персоналом, что обеспечивается пуском устройства АПВ от несоответствия. Действие АПВ должно быть согласовано с действием других устройств автоматики.

Б) Устройство АПВ должно иметь минимально возможное время срабатывания (tАПВ1), для того чтобы сократить продолжительность перерыва работы потребителей. Практически можно выполнить АПВ, действующим без замедления, однако эта возможность ограничивается рядом условий. Для успешного действия АПВ необходимо:

- чтобы время срабатывания (tАПВ1) было больше времени (tГ.П.), необходимого для восстановления готовности привода к работе на включение. (Для применяемых типов приводов с учетом условия их работы tГ.П. ≈ 0,1-0,3 сек.)

- времени tД.,С., необходимого для деионизации среды в точке повреждения. (Для установок напряжением 220 кВ включительно tД.,С. ≈ 0,2 сек.)

- времени готовности выключателя tГ.В. , необходимого для восстановления отключающей способности выключателя после отключения им тока кз. Для однократного АПВ время tГ.В. всегда меньше суммы времени tГ.П. и времени включения выключателя tВ.В. . Поэтому определяющим обычно является условие tАПВ1 > tГ.П.. При этом с учетом КЗ (коэффициент запаса), tЗАП равное 0,4-0,5 сек., время срабатывания устройства АПВ для линии с односторонним питанием tАПВ1 ≥ tГ.П. + tЗАП = 0,5-0,8 сек.

В) Автоматически, с заданной выдержкой времени устройства АПВ должны возвращаться в состояние готовности к новому действию после включения в работу выключателя. При выборе выдержки времени tАПВ2 на возврат устройства АПВ в состояние готовности к действию должны выполняться следующие требования:

- устройство не должно производить многократные включения выключателя на неустранившееся кз, что обеспечивается при условии если релейная защита, с максимальной выдержкой времени (tС.З. MAX), успеет отключить выключатель включенный на кз раньше, чем устройство АПВ вернется к состоянию готовности к новому действию:

tАПВ2 ≥ tАПВ1 + tВ.В. + tС.З. MAX + tЗАП

- устройство должно быть готовым к действию не раньше, чем это допускается по условию работы выключателя после успешного включения его в работу устройством АПВ. Опыт показывает, что для однократного АПВ оба указанных в пункте В требования выполняются, если принять tАПВ2 = 15-25 сек. Для устройств АПВ двукратного действия время возврата в состояние готовности после второго цикла принимается равным tАПВ2 = 60-100 сек.

•Схемы устройств АПВ линий с односторонним питанием.

Q3 Q4

SX2

SX1 KA Q5

SB1 Q6 Q1 YAC

Рис. А

SB2 Q2 YAT

Q4

SX KA Q5 Q3

SB1 Q6 Q1 YAC Рис. Б

SB2 Q2 YAT

Q4

KT Q3

SX Q5 Kт KH

SB1 Q6 Q1 YAC Рис. В

SB2 Q2 YAT

Схемы устройства электрического АПВ, подобно схемам релейной защиты, выполняются на постоянном и переменном, в том числе выпрямленном оперативном токе. Механические АПВ, грузовых и пружинных приводов некоторых типов выключателей, ещё встречаются в эксплуатации и вообще не требуют оперативного тока. Они действуют при срабатывании встроенных в привод реле прямого действия, и выключает отключившийся выключатель без выдержки времени. Условия работы механических приводов в цикле АПВ крайне тяжелые. При включении выключателя возникают увеличенные ударные нагрузки, расстраивающие привод. К недостаткам схем АПВ с механическими приводами относят, и отсутствие в них выдержки времени. Этих недостатков не имеют электрические АПВ.

•Релейноконтактные устройства АПВ на переменном оперативном токе.

При наличии переменного оперативного тока можно осуществить на выключателях с грузовыми и пружинными приводами. В их схему управления входят различные вспомогательные контакты. В зависимости от того, с какими деталями и узлами привода связаны эти контакты, их можно разделить на 3 группы:

1) Связана с механизмом включающих пружин и переключается при изменении состояния пружины. Вспомогательный контакт, разомкнутый при ненатянутых пружинах и замыкающийся только в момент их полного натяжения называют контактом готовности привода. Он управляет цепью электромагнита включения (Q6). Другой контакт, связанный с пружиной действует в обратном порядке и используется в качестве контакта конечного выключателя (концевой выключатель), в цепи электродвигателя заводящего выключающую пружину (Q4).

2) Q1,Q2,Q3, связана с валом привода и переключается при изменении положения выключателя по любой причине.

3) Аварийный контакт (Q5), который замыкается при включении выключателя, остается замкнутым при действии релейной защиты и размыкается только при оперативном выключении выключателя.

На схеме Рис. А все вспомогательные контакты показаны в положении соответствующем отключенному выключателю и полностью заведенной включающей пружине. Q6 – замкнут. Натяжение пружины осуществляется электродвигателем: М. В течение времени его работы контакт Q6 –готовности привода, остается разомкнутым, недопуская включение выключателя при неполностью втянутой пружине. При окончании натяжения пружины контакт Q6 замыкается, а конечный выключатель, контакт Q4, размыкает цепь электродвигателя: M. Операции включения и отключения осуществляются кнопочными выключателями SB1 и SB2. Для выполнения АПВ мгновенного действия параллельно контакту выключателя SB1 включается аварийный вспомогательный контакт Q5, создающий цепь несоответствия и обеспечивающий АПВ выключателя, только при его отключении релейной защитой. Последовательно с контактом Q5 включены указательные реле KH и накладка SX. В цепь электродвигателя дополнительно включается дополнительный, вспомогательный контакт Q3, обеспечивающий завод включающих пружин, только при включенном положении выключателя.

При успешном АПВ, выключатель остается включенным, пружины заводятся и привод приходит в состояние готовности через время tГ.П. = 6-15 сек.

В случае неуспешного АПВ, выключатель отключается, при этом однократность действия АПВ можно обеспечить, если время включенного состояния выключателя меньше времени необходимого дл завода включающих пружин, т.е. максимальная выдержка времени релейной защиты должна быть меньше указанного минимального времени подготовки привода к включению.

Накладка SX имеет два положения. В положении SX2 привод подготавливается к действию при отключенном выключателе. А после включения выключателя контактом SB1 накладка вновь переводится в положение SX1. Во включенном положении выключателя двигатель заводит пружины и АПВ снова готов к действию. Недостаток схемы это применение ручной операции с накладкой SX.

На схеме Рис. Б, схему АПВ можно упростить и сделать более универсальной, если последовательно с аварийным вспомогательным контактом Q5 включить импульсный замыкающий вспомогательный контакт Q3 выключателя. Исключив вспомогательный контакт из цепи электродвигателя: M. Благодаря этому двигатель может заводить пружины при любом положении выключателя и необходимость в переключении накладки, при неуспешном АПВ, отпадет. Накладка SX служит только для вывода схемы АПВ из действия. Наличие в схеме контакта Q3 обеспечивает однократность действия АПВ.

Рис. В электрическое, мгновеннодействующее устройство АПВ, как и механическое, начинает включать выключатель и привода придут в состояние покоя. Следствием чего является дополнительные механические удары и плохая работа привода. Наряду с этим кз не всегда успевает самоустраниться, т.к. время безтоковой паузы мало (0,2-0,3 сек.). АПВ с выдержкой времени не имеет указанного недостатка. Реле времени запускается при включении выключателя и замыкании вспомогательного контакта Q3. Для обеспечения однократности действия устройства АПВ минимальное время подготовки привода к включению должно быть больше, чем наибольшая выдержка времени релейной защиты и время действия АПВ вместе взятые.

Особенности АПВ на линиях с двухсторонним питанием.

Для линий с двусторонним питанием, так же как и для параллельных линий, характерно наличие напряжения по обоим концам линии (см. рис. 1,а,б). Поэтому на таких линиях для восстановления изоляции в месте неустойчивого КЗ необходимо отключение поврежденной линии с двух сторон. Сказанное выше определило ряд особенностей выполнения АПВ в сетях с двусторонним питанием: устройства АПВ должны устанавливаться на обоих концах каждой линии.

а)

б)

Рис. 1. Схемы сети; а - с односторонним питанием, одной питающей линией и двухтрансформаторной подстанцией у потребителя; б - с односторонним питанием и двумя параллельными линиями; в - с тремя связями между двумя частями энергосистемы; г - с двусторонним питанием и одной линией.