6 Пофазное апв линий электропередачи. Требования нтд по выполнению устройств апв пофазное апв линий электропередачи
В сети, когда предусматривается заземление нулевой точки Т и АТ, при отключении одной из оставшихся фаз, по оставшимся в работе участку передается мощность.
Озз фазы а:
в работе фаза В и С. По этим фазам идет мощность. Отключив фазу – сопротивление участка линии меняется. Для вычисления этого сопротивления учитывается много факторов и точное число сложно. Но точно по двум оставшимся фазам примерно половина мощности передается.
ОАПВ.
Если при первом цикле ОАПВ повреждение фазы не устранено, то после этого линия отключается тремя фазами (сигнал от ОАПВ об отключении всех фаз). ОАПВ эффективно для одноцепных транзитных линий. Время перерыва питания по условиям устойчивости увеличена по сравнению с ТАПВ.
Пример, работа ГЭС на систему по протяженной одноцепной линии:
Тоткл – полное суммарное время отключения повреждения
ТАПВ – при увеличении длины линии время отключении почти не меняется (0,1 – 0,15 с).
ОАПВ – когда у нас две фазы в работе, время отключения может быть даже больше 1 секунды, увеличении при уменьшении длины – потому что у нас параллельная работа по не отключенным фазам.
Применение оапв недостатки:
Так таковой бестоковой паузы нет, так как режим 2 фазы – земля работает. В этот момент появятся токи НП, которые влияют на высокочастотные каналы связи.
Необходимость пофазного управления выключателями – усложнение цепей управления выключателем
Необходимость пофазного управления выключателем и с противоположной стороны линии.
Необходимость применения спец.устройств для выбора поврежденной фазы с последующим определением аварийного режима для отключения одной фазы или всех трех.
Все устройства РЗ должны быть выполнены так, чтобы во время цикла ОАПВ (когда нет 1 фазы), рз не срабатывала на нулевую последовательность.
КЗ на одной из фаз в глухозаземленной нейтр – напряжение поврежденной фазы = 0. Ток в месте КЗ: ЭДС этой фазы делить на сопротивление цепи.
Далее ток КЗ представляется в виде геом.суммы токов ПП, ОП, НП. Поскольку токи КЗ в неповрежденных фазах = 0, то выполняя подстановку понимаем что ток КЗ на землю = утроенный ток НП. Появление токов ПП, ОП и НП сопровождается появлением напряжений таких же последовательностей.
При удалении от места КЗ напряжение фазы – нулевой и обратной уменьшаются, а прямой увеличивается.
Напряжение той или иной последовательности на рассматриваемой ПС равна геом.сумме напряжений всех послед и падения напряжения с последовательностями.
СХЕМА
ОАПВ устанавливается на ПС (М и N):
Поэтому можно вычислить напряжения этих фаз во время однофазного кз в месте установок ОАПВ.
В рассматриваемом нами случае однофазного короткого замыкания можно, анализируя схему по правилам, рассматриваемым в электромагнитных переходных процессах, можно записать выражения для токов и напряжений в месте повреждения по методу симметричных составляющих.
Более того, можно записать выражения для токов и напряжений в месте установки устройства на подстанции М или N (картинка 8) для
формулировки критериев для работы органов определения поврежденной фазы.
Затем, после определения данным органов выключателя, который стоит отключить, мы сформируем команду на отключение данного выключателя. Таким образом, мы будет наблюдать другой режим работы сети – обрыв одной из фаз (фаза А).
В качестве граничных условий для обрыва фазы А мы запишем, что ток проходящий по этой фазе равен 0, а напряжение между точками обрыва равно напряжению фазы А. Кроме того, анализируя схему по методу симметричных составляющих, напряжение может быть представлено, как продольная ЭДС в месте обрыва, которая накладывается на симметричную ЭДС предаварийного режима.
Таким образом, во время цикла ОАПВ (под временем цикла подразумевается, когда фаза отключена до момента ее обратного включения) будет возникать несимметрия и в земле будет проходить ток, величина которого примерно сопоставима с током нагрузки оборванной фазы в доаварийном режиме. Более точно этот ток можем определить следующим образом: по методу симметричных составляющих можем записать выражения для прямой, обратной и нулевой последовательностей продольной ЭДС в месте обрыва, которые приложены между точками обрыва. Точки обрыва в схемах замещения будут эквипотенциальны, поэтому их можно соединить и составить расчетную схему и по ней записать выражения для соответствующих токов.
Преобразование этих выражений будет относительно ЭДС.
Картинка 9 На картинке 9 показан отключенный выключатель (закрашенный черный) и точки m и n – точки обрыва, которые в схемах замещения будут эквипотенциальны и, составив схемы замещения для всех последовательностей, мы можем соединить и преобразовать в обобщенную схему замещения. Кроме того, эквивалентное сопротивление обобщенной схемы замещения будет состоять из приведенного сопротивления к месту разрыва сопротивления прямой последовательности, соединенного последовательно с включенными параллельными приведенными сопротивлениями обратной и нулевой последовательности.
Для анализа работы устройств релейной защиты и самих избирательных органов ОАПВ, важно знать изменение значений токов и напряжений при каскадном отключении замкнутой на землю фазы – подразумевается, что отключение линии с двух сторон может происходить неодновременно. Ранее, мы рассматривали работу станции параллельно с энергосистемой, из которой следует, что линию нужно отключать с двух сторон. Но в данном случае, в случае одноцепной линии с одним источником G и нагрузкой F (картинка 9), к которой подключены потребители. В случае, если потребители ответственны, наша задача при цикле ОАПВ сохранить электроснабжение потребителей. При повреждении одной из фазы, у нас две фазы остаются в работе и электроснабжение будет сохранено. Одной из особенностей для линий с односторонним питанием является то, что отключение линии обязательно должно производится с двух сторон – со стороны источника и с противоположной стороны. И это отключение может выполняться не совсем одновременно, поэтому мы и говорим о каскадном отключении фазы замкнутой на землю.
Рассмотрим на картинке 9 одностороннее каскадное отключение фазы А. Пусть у нас фаза А отключена со стороны фазы M, выключателем закрашенным, тогда все три фазы со стороны подстанции N будут включены. В таком исследуемом режиме, помимо трех фазных ЭДС будет наводиться ЭДС обрыва, которое включено в сечение m n. Кроме того есть напряжение Uk между точкой К и землей. Совместное действие ЭДС и напряжения будет таким, что будут соблюдаться условия токораспределения по всем трем фазам. Эти условия можно отразить тезисами:
В поврежденной фазе в месте обрыва ток равен 0
В ответвлениях короткого замыкания токи в неповрежденных фазах отсутствуют, а в поврежденной фазе протекает ток короткого замыкания.
Поскольку со стороны подстанции N отсутствуют генерирующие мощности, а нейтраль трансформатора F заземлена, то по участку N-K по всем трем фазам будет проходить один и тот же ток, равный току нулевой последовательности
Напряжение поврежденной фазы в месте КЗ будет равно 0
Используя эти условия и из схем замещения всех последовательностей, мы можем выразить ток нулевой последовательности, который будет протекать со стороны подстанции M и N, которые в режиме каскадного отключения замкнутой на землю фазы значительно будут отличаться от значений токов нулевой последовательности, когда выключатель закрашенный включен.
Таким образом, если мы будем только отключать выключатель со стороны подстанции М, то дуга будет подпитываться током, протекающим со стороны подстанции N., следовательно, необходимо применять устройство ОАПВ необходимо применять с двух сторон. Второе замечание, что необходимо по расчетным значениям этих токов нулевой последовательности, нам надо проверить условие несрабатывания защит в неполнофазном режиме работы сети во время цикла ОАПВ, когда два выключателя на линии отключено. И в этом двухфазном режиме работы мы увидим составляющие тока нулевой последовательности, от которых нужно отстроить нашу защиту, чтобы не было ложного срабатывания.
Первоначально, когда только зародилась идея выполнения устройств ОАПВ, уравнения из метода симметричных составляющих использовались при проектировании органов, выявляющих поврежденную фазу. Эти уравнения позволяли выбирать наиболее лучший принцип избирателя поврежденной фазы (контроль напряжения, контроль тока). Но у таких органов есть множество недостатков, поэтому сейчас все устройства ОАПВ оснащаются органом выбора поврежденной фазы, работающем по дистанционному принципу. Другими словами, в основе органа выбора поврежденной фазы лежит реле сопротивления.