Типы избирательных органов устройств оапв

Выполнение устройств пофазного АПВ возможно при наличии специальных органов, которые определяют, какая из фаз повреждена, и переводят действие защиты на её отключение. Во время цикла ОАПВ мгновенные защиты, реагирующие на токи и напряжения нулевой или обратной последовательности, могут действовать неправильно. Такие защиты должны быть загрублены или должны выводиться из действия на период цикла ОАПВ. В последнем случае быстрое отключение повреждения на линии возлагается на избирательные органы ОАПВ.

Наиболее просто избирательные органы могут быть выполнены для линии с односторонним питанием.

С питающей стороны выбор повреждённой фазы производится токовыми реле, включёнными на фазные токи линии. Могут применяться реле минимального напряжения, включённые на фазные напряжения.

Рисунок 6 — Схема избирателей повреждённых фаз с реле понижения напряжения: а – цепи переменного напряжения; б – цепи постоянного тока

С приёмной стороны избирательные органы в виде токовых реле в фазах не могут быть применены, так как при замыкании на землю по всем фазам проходят одинаковые токи нулевой последовательности. Выбор повреждённой фазы можно производить с использованием реле напряжения, подключённых к трансформаторам напряжения шин высокого напряжения приёмной подстанции (рисунок 6). При однофазном КЗ на линии напряжение повреждённой фазы понижается и реле напряжения, включённое на эту фазу, замыкает контакт, разрешая защите произвести отключение выключателя повреждённой фазы. При одновременном действии двух или трёх реле напряжения, что может быть при замыкании двух фаз на землю или при трёхфазном КЗ, должна предусматриваться блокировка выходных реле устройства, обеспечивающая отключение всех трёх фаз выключателя.

Рисунок 7 — Схема избирателя повреждённой фазы с использованием реле мощности: а – цепи переменного тока; б – цепи постоянного тока; в – векторная диаграмма

Для выбора повреждённой фазы могут быть использованы также реле мощности косинусного типа, включённые по схеме на рисунке 7. Токовые обмотки реле включены на ток 3I₀, обмотки напряжения – на напряжения фаз A, B, C. Контакты реле соединены так, что цепь защиты на отключение выключателя фазы A создаётся через размыкающий контакт реле, включённого на напряжение U_CN, и замыкающий контакт реле, включённого на напряжение U_AN.

Цепь на отключение выключателя фазы B создаётся через замыкающие контакты реле, включённого на напряжение U_BN, и размыкающие контакты реле, включённого на напряжение U_AN. Цепь на отключение выключателя фазы C создаётся через замыкающие контакты реле, включённого на напряжение U_CN, и размыкающие контакты реле включённого на напряжение U_BN. Соответственно собирается схема и на других присоединениях.

На векторной диаграмме (рисунок 7, в) видно, что при однофазном КЗ фазы A ток 3I₀ направлен так, что первое реле срабатывает, а третье надёжно тормозится, следовательно, схема чётко выбирает повреждённую фазу. Нетрудно видеть, что при однофазных КЗ других фаз избирательный орган работает так же чётко.

На приёмных подстанциях, как правило, трансформаторы напряжения устанавливается на стороне низшего напряжения силовых трансформаторов. Избирательные органы, выполненные с использованием реле мощности, позволяют осуществлять их питание от трансформаторов напряжения, установленных на стороне треугольника силового трансформатора, соединённого по схеме звезда с заземлённой нулевой точкой – треугольник. При этом учитывается, что определённому фазному напряжению стороны звезды соответствует определённое междуфазное напряжение стороны треугольника.

Рисунок 8 — Схема избирателя повреждённой фазы с использованием реле мощности: а – цепи переменного тока; б – цепи постоянного тока; в – векторные диаграммы

Например, фазным напряжениям U_A0, U_B0 и U_C0 стороны звезды на рисунке 8 (в) соответствуют междуфазные напряжения –U_C’A’, –U_A’B’ и –U_B’C’ стороны треугольника силового трансформатора. Включения реле (рисунок 7, а) можно выполнить в этом случае по схеме на рисунке 8 (а), обеспечив одинаковую избирательность.

Рисунок 9 — Схема устройства ОАПВ с токовыми избирательными органами (реле KA_A, KA_B и KA_C) для питающего конца линии с односторонним питанием

На рисунке 9 показана схема токового избирателя для устройства ОАПВ, устанавливаемого с питающего конца линии. Токовые реле KA_A, KA_B и KA_C являются токовыми отсечками, включёнными на токи повреждённых фаз, с зоной действия, охватывающей всю линию электропередач. Если произошло однофазное КЗ, то действует одно токовое реле и включает одно из промежуточных реле KLA, KLB или KLC, которое отключает повреждённую фазу и пускает устройство АПВ. Последнее производит обратное включение выключателя. В случае неуспешного включения происходят повторное отключение повреждённой фазы и переход на режим питания потребителя по схеме «2 фазы - земля». При двух- или трёхфазном КЗ схема на рисунке 9 предусматривает отключение трёх фаз с их последующим АПВ. Отключение осуществляет реле KL_3ф, которое включается при действии двух любых реле KLA, KLB или KLC.

Для линий с двухсторонним питанием в качестве избирателя повреждённых фаз применяют реле полного сопротивления, включённые на фазные ток и напряжение, или направленные реле сопротивления, включённые на ток I_р = I_ф + kI₀ и напряжение повреждённой фазы.

Рисунок 10 — Схема включения избирательного органа устройства ОАПВ с использованием реле сопротивления

Схема избирателя, выполненного при помощи реле полного сопротивления, показана на рисунке 10. При КЗ на землю избиратель, включённый на ток и напряжение повреждённой фазы, измеряет сопротивление

Реле, включённые на напряжения неповреждённых фаз, измеряют большие сопротивления. Если уставка срабатывания реле выбрана меньше минимального значения рабочего сопротивления и учитывает его изменение при качаниях в цикле ОАПВ, требуемое избирательное действие будет обеспечено.