3 Автоматика параллельных лэп с двусторонним питанием

3.1. Выбор устройств автоматики

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 Согласно [2] на параллельных линиях 110 кВ устанавливаются следующие типы автоматики:

1) автоматическое повторное включение ЛЭП;

2) автоматика определения места повреждения ;

3) автоматическая ликвидация асинхронного режима;

4) устройство резервирования отказов выключателей.

Автоматика ЛЭП выполнена на микропроцессорных устройствах фирмы ЭКРА.

3.1.3. Исходя из свойств защищаемого объекта, с учётом требований [2], на подстанции устанавливаются следующие виды автоматики:

1) автоматическое включение резервного питания, с помощью включения секционного выключателя на стороне НН трансформаторов подстанций “Б” и “В”;

2) автоматическая частотная разгрузка с последующим частотным автоматическим повторным включением ;

3) автоматическое регулирование коэффициентов трансформации трансформаторов;

4) автоматика пожаротушения трансформаторов и кабельных каналов;

5) автоматика повышения напряжения.

Автоматика проектируемой подстанции выполнена на микропроцессорных устройствах фирмы ABB.

3.2. Выбор типа автоматического повторного включения линий

3.2.1. Для параллельных ЛЭП должны быть предусмотрены устройства АПВ для быстрого восстановления питания потребителей или межсистемных и внутренних связей, путем автоматического включения выключателей, отключенных устройствами релейной защиты.

Требования, предъявляемые к устройствам АПВ согласно [2]:

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

- отключении выключателя персоналом дистанционно или при помощи телеуправления;

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

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

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

3) устройства АПВ должны выполняться с автоматическим возвратом.

Трехфазное АПВ параллельных линий с двусторонним питанием выполняется с учетом возможности нарушения синхронной параллельной работы источников питания после отключения линии. Для ликвидации повреждения на линии с двусторонним питанием, необходимо отключить ЛЭП с двух сторон. Следовательно, устройства АПВ должны устанавливаться на обеих сторонах ЛЭП.

На линиях с двусторонним питанием при наличии обходных связей можно применить следующие виды АПВ:

- несинхронное АПВ;

- АПВ с проверкой синхронизма (при невозможности выполнения несинхронного АПВ).

3.2.2. Несинхронное АПВ может применяться на линиях, если:

а) 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;

б) максимальный ток через трансформатор (автотрансформатор) при угле включения 180º меньше тока КЗ, протекающего через статор генератора при трехфазном КЗ на его выводах при питании от шин бесконечной мощности;

в) 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 указанных выше условий НАПВ допускается применять на одной из параллельных линий при ремонте другой.

Практически возможно применение НАПВ в случае, если выполняются условия:

1) для генератора марки ТВФ с непосредственным охлаждением обмоток

,

2) для автотрансформатора

где I_НВ– возможный максимальный ток несинхронного включения;

I_НОМ- номинальный ток генератора (автотрансформатора).

Расчёт тока несинхронного включения приведён в приложении 7.

Проверка допустимости применения НАПВ приведена в табл.3.1.

Таблица 3.1 Расчет допустимости применения НАПВ

Устрой-ство	Параметр	Расчетное выражение	Расчет	Примечание
АТ	IНВ	-	кА	см. П.7
	IНОМ
	-	-		Условие(3.2) выполняется
	-	-
G2	IНВ	-	кА	см. П.7
	IНОМ
	-	-		Условие(3.1) выполняется

Из табл. 3.1 видно, что генераторы и трансформаторы допускают несинхронное включение, следовательно, применение НАПВ допустимо. В курсовом проекте принято, что по требованиям работы оборудования станций применение НАПВ не допустимо. Исходя из этого, в соответствии с [2], принимаем решение об использовании трехфазного АПВ с проверкой синхронизма.

Для АПВ с контролем синхронизма необходимо выбрать 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 по [2]:

- ΔU= 0,2 Uном;

- Δφ= (10-30)°;

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

- Δf= 0,1 Гц -для схем, допускающих большое время АПВ или для АПВ коротких линий;

- Δf= 0,2 Гц -для схем с малым временем АПВ, где может ожидаться большая разность частот.

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 органов 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 табл.3.2, расчёт уставок сведён в табл.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

Таблица 3.3 Расчёт времени АПВ

Наименование величины	РУ	РВ	Расчет	Принятое значение
	1			1,29 с
	2
	3
	1			0,99 с
	2
	3