60 Требования к устройствам автоматического повторного включения (апв)

Назначение устройств АПВ. Большинство повреждений воздушных линий электропередачи возникает в результате схлестывания проводов при сильном ветре и гололеде, нарушения изоляции во время грозы, падения деревьев, набросов, замыкания проводов движущимися механизмами и т. п. 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 автоматически устройством автоматического повторного включения (УАПВ). При устойчивых повреждениях защита снова отключает линию после действия УАПВ, т.е. происходит неуспешное АПВ. По статистическим данным, УАПВ в системах электроснабжения нашей страны имеют в среднем 60-75% успешных действий. Такая эффективность УАПВ делает их одним из основных средств повышения надежности электроснабжения. Устройствами АПВ должны оборудоваться воздушные и смешанные кабельно-воздушные линии всех типов напряжением выше 1 кВ при наличии на них соответствующих коммутационных аппаратов.

Реализация схем АПВ может быть различной, это зависит от конкретного случая, в котором схему применяют. Однако основной принцип заключается в сравнении положения ключа управления выключателем и состояния этого выключателя. То есть, если на схему АПВ поступает сигнал, что выключатель отключился, а со стороны управляющего выключателем ключа приходит сигнал, что ключ в положении «включено», то это означает, что произошло незапланированное (например, аварийное) отключение выключателя. Этот принцип применяется для того, чтобы исключить срабатывание устройств АПВ в случаях, когда произошло запланированное отключение выключателя.

В зависимости от количества фаз, на которые действуют устройства АПВ, их разделяют на:

однофазное АПВ — включает одну отключенную фазу (при отключении из-за однофазного короткого замыкания)

трёхфазное АПВ — включает все три фазы участка цепи.

комбинированные — включает одну или три фазы в зависимости от характера повреждения участка сети.

Трёхфазные АПВ могут в зависимости от условий работы сети разделяться на

простые (ТАПВ)

несинхронные (НАПВ)

быстродействующие (БАПВ)

с проверкой наличия напряжения (АПВНН)

с проверкой отсутствия напряжения (АПВОН)

с ожиданием синхронизма (АПВОС)

с улавливанием синхронизма (АПВУС)

в сочетании с самосинхронизацией генераторов и синхронных компенсаторов (АПВС)

В зависимости от того, какое количество раз подряд требуется совершить повторное включение, АПВ разделяются на АПВ однократного действия, двукратного и т. д. Наибольшее распространение получили АПВ однократного действия, однако в ряде случаев применяются АПВ с другой кратностью действия.

По способу воздействия на выключатель АПВ могут быть:

механические — они встраиваются в пружинный привод выключателя.

электрические — воздействуют на электромагнит включения выключателя.

Поскольку механические АПВ работают без выдержки времени, их использование было принято нецелесообразным, и в современных схемах защитной автоматики используются только электрические АПВ.

По типу защищаемого оборудования АПВ разделяются соответственно на АПВ линий, АПВ шин, АПВ электродвигателей и АПВ трансформаторов. Схемы УАПВ различаются также по способу пуска, по способу возврата в положение готовности к действию, по типу элементов схемы электроснабжения, оборудованных устройством АПВ.

Требования к УАПВ и расчет их параметров. Несмотря на указанные различия, все устройства АПВ должны удовлетворять следующим основным требованиям:

1. Они должны находиться в состоянии постоянной готовности к действию и срабатывать при всех 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 устройств АПВ от несоответствия положений выключателя и его ключа управления, которое возникает всегда при любом автоматическом отключении выключателя. В эксплуатации используется также пуск устройства АПВ при срабатывании релейной защиты. Однако такой пуск не обеспечивает действия АПВ при аварийных отключениях, не сопровождающихся срабатыванием релейной защиты, поэтому его рекомендуется применять лишь в некоторых случаях. Схемы АПВ должны допускать возможность автоматического вывода их из действия при срабатывании тех или иных защит.

2. Устройства АПВ должны иметь минимально возможное время срабатывания t_АПВ1, для того, чтобы сократить продолжительность перерыва питания потребителей. Практически можно выполнить АПВ действующим без замедления. Однако эта возможность ограничивается рядом условий. Для успешного действия АПВ необходимо, чтобы время срабатывания t_АПВ1 было больше:

времени t_г.п, необходимого для восстановления готовности привода к работе на включение (для применяемых типов приводов с учетом условий их работы t_г.п ≈ 0,1.. .0,3 с); времени t_д.с, необходимого для деионизации среды в точке повреждения (для установок напряжением до 220 кВ t_д.с ≈ 0,2 с); времени готовности выключателя t_г.в, необходимого для восстановления отключающей способности выключателя после отключения им тока к.з. Для однократного АПВ время t_г.в всегда меньше суммы времени t_г.п и времени включения выключателя t_вв. Поэтому определяющим обычно является условие t_АПВ1 > t_г.п. При этом с учетом времени запаса t_зап = 0,4...0,5 с время срабатывания УАПВ для линий с односторонним питанием

В отдельных случаях для воздушных линий, когда велика вероятность их повреждения при падении деревьев и по другим аналогичным причинам, для эффективности АПВ его выдержку времени целесообразно принимать несколько повышенной – около нескольких секунд. В этом случае также уменьшается вероятность неселективного перегорания предохранителей при неуспешном АПВ, установленных на элементах систем электроснабжения, расположенных ближе к источнику питания, чем рассматриваемый выключатель с устройством АПВ. Схема УАПВ во всех случаях должна быть выполнена так, чтобы продолжительность воздействия на включение выключателя была достаточной. Реле времени, используемое в схемах УАПВ для создания выдержки времени t_АПВ1, имеет погрешности, зависящие от температуры среды.

3. Автоматически с заданной выдержкой времени устройства АПВ должны возвращаться в состояние готовности к новому действию после включения в работу выключателя. При выборе выдержки времени t_АПВ2 на возврат устройства АПВ в состояние готовности к действию должны выполняться следующие три требования:

устройство не должно производить многократные включения выключателя на неустранившееся короткое замыкание, что обеспечивается при условии, если релейная защита с максимальной выдержкой времени t_{с.з max} успеет отключить выключатель, включенный на короткое замыкание, раньше, чем устройство АПВ вернется в состояние готовности к новому действию, т.е. должно быть

t_АПВ2 ≥ t_АПВ1 + t_в.в + t_{с.з max} + t_о.в + t_зап,

где t_зап – время, принимаемое равным ступени селективности защиты линии;

устройство должно быть готовым к действию не раньше, чем это допускается по условиям работы выключателя после успешного включения его в работу устройством АПВ.

Опыт покалывает, что для однократного АПВ оба указанных в пункте 3 требования выполняются, если принять t_АПВ2 = 15...25 с. Для УАПВ двукратного действия время возврата в состояние готовности после второго цикла принимается равным t_АПВ2 = 60...100 с.