Принцип действия уров
В настоящее время в эксплуатации находятся схемы УРОВ разных лет выпуска, резко различающиеся по принципу построения.
Рис. 4. Схемы, поясняющие принципы действия УРОВ
Принцип действия УРОВ поясняется с помощью упрощенных схем на рис. 4. Наиболее простая логическая схема УРОВ представлена на рис. 4, а.
При срабатывании выходного реле защиты присоединения одновременно с подачей команды на отключение выключателя (цепи отключения на рис. 4 не показаны) подается сигнал (контактом АК) на пуск схемы УРОВ.
Если выдержку времени реле КГ принять больше суммы времени отключения выключателя и возврата схемы защиты и УРОВ, то контакт реле времени замкнется только в случае отказа выключателя и произведет необходимые отключения. Такая схема при внешней простоте и надежности обладает серьезными недостатками.
1. При выводе из-за неисправности или по режиму оперативным персоналом защиты, в случае если накладка SX в цепи пуска УРОВ оказалась неотключенной, защита может излишне сработать, пустить схему УРОВ, в результате чего после срабатывания реле КТ отключается ряд выключателей. 2. Ошибки релейного персонала при проверках защиты могут привести к ложной или излишней работе УРОВ.
3. Невозврат из-за механической неисправности любого из реле схемы УРОВ приводит к его ложной работе.
4. Невыполнение жесткого требования по отстройке времени срабатывания реле КТ схемы УРОВ от полного времени отключения выключателя, времени возврата схемы защиты и возврата реле схемы УРОВ может привести к ложной работе УРОВ. Необходимость соблюдения указанного требования в ряде случаев приводит к необходимости увеличения времени работы УРОВ.
Первые две причины наиболее часто приводят к ложному или излишнему срабатыванию не только этой, но и других схем УРОВ.
Изложенные недостатки не позволяют широко применять такую схему. Известны случаи использования схемы с действием на ШСВ временно, до получения, наладки и ввода проектной схемы УРОВ.
Схема УРОВ с дополнительным контролем по напряжению приведена на рис. 4, б. Контакт KV замыкается при появлении напряжения нулевой или обратной последовательности или при снижении одного из линейных напряжений. Схемы подобного типа эксплуатируются и в настоящее время, однако обладают рядом серьезных недостатков, основной из которых состоит в недостаточной чувствительности органов напряжения при повреждениях за трансформаторами станций или подстанций. Данная схема также не обладает достаточной надежностью на несрабатывание.
Схема УРОВ с контролем по току и с предварительным отключением выключателя показана на рис. 4, в. Пусковое реле УРОВ KL1 срабатывает при условии одновременного существования двух качеств: срабатывания выходного реле защиты АК и наличия тока в присоединении (срабатывает реле КА), у которого произошел отказ выключателя. При срабатывании KL1 подается дополнительный импульс на отключение отказавшего выключателя. Если сигнал на срабатывание KL 1 организовался ложно или излишне из-за ошибок персонала или неправильного действия защиты, то отключение выключателя контактом KL1.1 приведет к исчезновению тока, возврату контакта реле КА, чем и будет предотвращено неправильное, срабатывание УРОВ (естественно, что отключение выключателя одного присоединения также является недостатком).
На рис. 4, г показана схема УРОВ с контролем по току, с предварительным отключением выключателя, с запоминанием факта срабатывания защиты на заданное время. Схема допускает возможность кратковременного срабатывания выходного реле защиты с гарантированной возможностью работы УРОВ при отказе выключателя. Кратковременная работа выходного реле возможна при работе дистанционной защиты по памяти, при срабатывании газовой защиты, при работе ДФЗ и трехфазном КЗ в конце линии за зоной чувствительности токового реле и т.д. Схема УРОВ с контролем по току и с контролем посылки отключающего импульса на отключение выключателя от защит показана на рис. 4, д.
Схема обладает повышенной надежностью на несрабатывание, поскольку в нее введен размыкающий контакт реле положения выключателя ВКЛЮЧЕНО KQC, замыкающийся при подаче импульса на отключение. Этот контакт не входит в схему защит, он расположен на панели управления или сигнализации, и одновременное ложное (излишнее) замыкание всех трех цепей (контактов защиты, токового реле и реле KQC) практически невозможно. По этому принципу выполнены современные схемы УРОВ.
Двойная система, шин с фиксированным присоединением элементов (рис. 5, а).
Для рассматриваемой схемы возможны следующие варианты сочетаний КЗ и отказов выключателей: а) при КЗ на линии, трансформаторе или автотрансформаторе (К1 или К2) и отказе выключателя (соответственно Q1 или Q3) УРОВ воздействует на отключение всех выключателей присоединений данной системы шин, включая ШСВ (Q5). Обычно в таком режиме работы УРОВ воздействует на выходные реле дифференциальной защиты шин (ДЗШ) соответствующей системы шин. При работе подстанции в режиме нарушенной фиксации УРОВ также через схему ДЗШ воздействует на отключение обеих систем шин;
б) при КЗ на системе шин с отказом ШСВ УРОВ действует на соответствующие выходные реле схемы ДЗШ с отключением выключателей другой системы шин;
в) при КЗ на системе шин с отказом выключателя трансформатора (предполагается, что трансформатор имеет двух- или трехстороннее питание) УРОВ воздействует на выходные реле защит трансформатора и отключает выключатели с других питающих сторон. В некоторых схемах УРОВ воздействует не на выходные реле защит, а непосредственно на отключение соответствующих выключателей трансформатора;
г) КЗ на системе шин с отказом выключателя питающей линии. УРОВ действует на остановку высокочастотного передатчика основной защиты данной линии, что приводит к срабатыванию дифференциально-фазной защиты с обеих сторон и отключению выключателя с противоположной стороны линии. При наличии на линии других типов основных быстродействующих защит (например, высокочастотной блокировки резервных защит) УРОВ также выполняет операции, обеспечивающие отключение линии с противоположной стороны.
Рис. 5. Первичные схемы подстанций
В вариантах действия УРОВ по пунктам "б", "в" и "г" отключение повреждения осуществляется с минимальным временем и наименьшим количеством отключаемых выключателей. Чувствительность защит, установленных с противоположных сторон присоединений, всегда достаточна. Действие же УРОВ по варианту "а" кроме перечисленных задач обеспечивает отключение поврежденного участка в тех случаях, когда защиты присоединений могут оказаться нечувствительными или когда отрицательные стороны дальнего резервирования проявляются наиболее явно (например, отключение с большими выдержками времени, погашение большого числа отпаечных подстанций).
При установке на подстанции воздушных или малообъемных масляных выключателей повреждения могут создавать ситуацию, идентичную отказу выключателя, хотя выключатель отключается нормально. При использовании вышеупомянутых выключателей устанавливаются ТТ только с одной стороны выключателя на линиях и трансформаторах за выключателем - в сторону присоединения, в цепи ШСВ - в сторону одной из систем шин (см. рис. 5, а). На разные обмотки этих ТТ включаются и защиты присоединения и защита шин. Поэтому повреждение, например в точке К4, является повреждением в зоне действия ДЗШ, однако после срабатывания ДЗШ второй системы шин и отключения всех выключателей этой системы повреждение не ликвидируется и продолжает орддитываться с противоположной стороны трансформатора. Не возвращается и схема защиты шин, поскольку ТТ поврежденного трансформатора в схеме ДЗШ продолжают обтекаться током повреждения (предполагается, что чувствительные органы ДЗШ в этом режиме обеспечивают невозврат защиты). Этот режим аналогичен КЗ на второй системе шин и отказу выключателя Q4. При повреждении в точке К5 и нормальном отключении всех выключателей системы шин также создается режим, аналогичный повреждению на первой системе щин и отказе Q5.
Таким образом, на подстанциях с воздушными и малообъемными масляными выключателями функции УРОВ расширяются, а зона его действия увеличивается.
Короткое замыкание в точке Кб не входит в зону действия защит линии, установленных на данной подстанции. Отключение выключателя с противоположной стороны будет обеспечиваться либо действием УРОВ данной подстанции с остановом высокочастотного (ВЧ) передатчика линейной защиты ДФЗ, либо действием резервных защит с другой стороны линии. Поэтому необходимо не допускать наложения вывода в ремонт УРОВ подстанции и резервных защит с противоположных сторон линий. Если же такой режим создается, то необходимо включение подменных защит вместо выводимых в ремонт резервных защит линии.
Схема квадрата (рис. 5, б).При КЗ на линии W1 в точкеК1 и отказе выключателя Q1 УРОВ отключает все выключатели Т1, в том числе Q4, или действует на выходное реле защит Т1 с последующим отключением тех же выключателей. При том же повреждении и отказе выключателя Q2 УРОВ действует на отключение выключателей Т2, в том числе Q3, или на выходное реле защит. При КЗ в точке К2 и отказе выключателя Q1 УРОВ действует на отключение выключателя Q2 и останов ВЧ передатчика защиты ДФЗ линии W1, что создает условия для работы ДФЗ с обеих сторон и отключения выключателя с противоположной стороны линии. При том же повреждении и отказе выключателя Q4 от УРОВ отключается выключатель Q3 и останавливается ВЧ передатчик линии W2. Действие УРОВ при повреждении W2 или Т2 и отказе одного из выключателей аналогично и детально не рассматривается. Необходимо учитывать, что при повреждении за автотрансформатором, особенно на стороне низшего напряжения, чувствительность пусковых органов ДФЗ с противоположной стороны линии при действии УРОВ может оказаться недостаточной и обесточивания поврежденного автотрансформатора не произойдет. Обеспечить чувствительность защиты ДФЗ при таком повреждении (особенно при трехфазном КЗ) не всегда удается; более того, при расчете защиты такая проверка, как правило, не выполняется. В рассматриваемом случае работа УРОВ не обеспечивает отключения соответствующих выключателей и локализацию повреждения.
При установке на подстанции воздушных или малообъемных масляных выключателей функции УРОВ расширяются по аналогии с рассмотренной выше схемой с двумя системами шин. Схема мостика с тремя выключателями (рис. 5, в).При КЗ на линии WI с отказом выключателя Q1 УРОВ действуют на отключение секционного выключателя Q3 и выключателей трансформатора Т1. Отключение трансформатора с противоположных сторон необходимо при наличии многостороннего питания, а в ряде случаев и при отсутствии питания со стороны среднего и низкого напряжений. При КЗ в трансформаторе Т1 и отказе секционного выключателя УРОВ действует на отключение выключателя Q2 и выключателей трансформатора Т2. Короткое замыкание в трансформаторе Т1 и одновременно отказ выключателя Q1 вызывают действие УРОВ на останов ВЧ передатчика ДФЗ линии W1 для обеспечения ее отключения с противоположной стороны. Однако при повреждении за трансформатором чувствительность пусковых органов ДФЗ с противоположной стороны линии может оказаться недостаточной, а работа УРОВ при этом неэффективной. Чем меньше мощность трансформатора и больше его сопротивление, тем вероятнее отказ ДФЗ по чувствительности. При повреждении второй линии или второго трансформатора работа УРОВ аналогична.