8 сем (станции+реле) / Экзамен / Автоматика расписанные билеты

Поскольку для параллельных линий используется тот же самый принцип, что и для линий кольцевой сети, также можно говорить о применении АПВ УС, имеющего преимущество: особенность конфигурации сети позволяет проверить сохранение синхронизма, контролируя ток через токовый орган, который включается на ток, оставшейся в работе линии.

Принцип:

•Если рассматривать АПВ линии, на которой установлен В1, то необходимо контролировать ток оставшейся в работе Л2 через токовый орган КА и контакта КА.1, который действует на замыкание. АПВ Л1 будет разрешено, когда сработает токовое реле, подключенное через трансформатор тока линии 2. Если говорить о контроле наличия тока, то он может осуществляться тем, что цепь обмотки реле времени одной из параллельных линий будет заводиться через контакты токового реле, обмотка которого будет обтекаться током другой линии.

•Для того, чтобы токовое реле надёжно размыкало контакт в случае, когда линия

отключена с противоположной стороны (то есть В2 отключен), необходимо при выборе параметров срабатывания реле отстраиваться от емкостного тока линии, т.е. ток возврата реле > емкостного тока линии.

В данном случае, когда линия отключена с противоположной стороны будет протекать емкостной ток линии в направлении стрелки на Рис.6.

5. Особенности АПВ на транзитных линиях при наличии параллельных связей (АПВ линий, работающих в кольцевой сети). Требования НТД по выполнению устройств АПВ.

Кольцевая сеть

Говоря о параллельных линиях необходимо сказать и о транзитных линиях, для которых также необходимо выполнить АПВ, при наличии параллельных связей. Если у нас присутствуют параллельные связи достаточной пропускной способности, то, как правило, говорят о кольцевой сети (зелёным и синим цветом показаны кольцевые схемы)

Рисунок 5.1 – Кольцевые схемы

Особенности АПВ кольцевой сети:

1. Отключение одной из линий не вызывает перерыва электроснабжения потребителей или нарушения электрической связи между подстанциями, поэтому время действия устройств АПВ может быть выбрано несколько большим, чем для линий с односторонним питанием; однако слишком увеличивать время действия устройств АПВ не следует, так как быстрое обратное включение может предотвратить разрыв электрической связи между подстанциями из-за наложения друг на друга отключения других линий (например, во время частых грозовых перекрытий, особенно если не имеется грозозащитного троса). Кроме того, обратное включение линий предотвращает перегрузку линий других участков кольцевой сети. АПВ особенно важно в тех случаях, когда на подстанциях, от которых отходят линии, нет дежурного персонала и выключатели линий не телеуправляемы. При

отсутствии устройств АПВ обратное включение будет связано с большим временем и, следовательно, с длительным перерывом в нормальной работе сети. Кроме того, в кольцевых сетях при отключении линии мощность распределяется по оставшимся линиям

иидёт перегрузка из-за которой они могут быть отключены защитой от перегрузки.

2.АПВ может быть успешным, если обратное включение выключателей с обеих сторон линии произойдёт после того, как линия предварительно будет отключена с обоих концов. В противном случае дуга в месте повреждения может не погаснуть и линия отключится вновь. Это условие сохраняется как для кольца, так и для параллельного соединения одноцепных транзитных линий. Необходим контроль устройством АПВ, для отключения линии с обеих сторон и последующим отсчётом времени на формирование команды включения выключателя.

3.В кольцевой сети может быть одна, две и более точек питания.

5.1. Кольцевая сеть с одной точкой питания.

Для линий кольцевой сети с одной точкой питания применяются устройства АПВ тех же типов, что и для линий с односторонним питанием. Устройства АПВ устанавливаются по концам линии и действуют на обратное включение выключателя после его отключения. Иногда для упрощения релейной защиты кольцевую сеть с одной точкой питания размыкают. В таких случаях при К3 на линии режим электроснабжения двух частей сети осуществляется так, как будто подстанции питаются односторонне; перевод питания потребителей одной части сети на другую производится вручную или автоматически лишь в случае неуспешной работы устройства АПВ.

5.2. Кольцевая сеть с несколькими точками питания.

При наличии двух параллельных связей устройства АПВ без проверки синхронизма устанавливаются, если при отключении одной связи допускается несинхронное включение другой после её отключения. Если несинхронное включение не допускается, на линиях кольцевой сети устанавливаются устройства АПВ с улавливанием синхронизма.

При наличии трёх и более параллельных связей между электростанциями кольцевой сети с несколькими точками питания одновременное отключение всех связей считается маловероятным, поэтому нет оснований для усложнения устройств АПВ. На линиях устанавливаются устройства АПВ без проверки синхронизма аналогично тому, как это делается для кольцевой сети с одной точкой питания. Учитывая возможность наложения аварий в ремонтных режимах, применяют иногда устройства АПВ с контролем синхронизма. Такие устройства АПВ обеспечивают повторное включение отключившейся линии только при сохранении синхронной работы источников питания, например при сохранении в работе шунтирующих связей. Устройства АПВ содержат органы, контролирующие синхронность напряжения по обеим сторонам включаемого выключателя; АПВ запрещается, если эти напряжения становятся несинхронными, что имеет место при отключении всех шунтирующих связей.

Устройство АПВ с улавливанием синхронизма и контролем синхронизма отличаются друг от друга тем, что первое осуществляет АПВ при сохранении синхронизма или нарушении синхронной работы, «улавливая» в последнем случае наиболее благоприятный момент посылки импульса на включение выключателя в условиях достаточно большого скольжения, а второе осуществляет АПВ по истечении заданного времени, если синхронизм за это время не нарушился либо создались условия, когда возникшее вследствие возмущения скольжение уменьшилось до допустимого значения (то есть частоты примерно сравнялись).

6. Пофазное АПВ линий электропередачи. Требования НТД по выполнению устройств АПВ.

Если здесь имеется в виду общие требования по АПВ, то это вопрос 2. Требования к ОАПВ мы не разбирали. Может стоит и спросить. Само ОАПВ и зачем оно нужно это следующие два вопроса, которые ну слишком большие, мы целых 1,5 лекции это разбирали.

6.1. Короткие замыкания на землю и отключение одной из фаз. Типы избирательных органов устройств ОАПВ.

В сети, где предусматривается заземление нулевой точки трансформатора и автотрансформатора, при отключении одной из фаз, по оставшемуся в работе участку всё ещё может передаваться мощность.

Например, на рисунке 1 представлен фрагмент схемы, где при возникновении однофазного КЗ на землю фазы А (она будет отключаться с помощью РЗ), в работе всё ещё остаются две неповреждённые фазы – В и С, по которым будет передаваться мощность.

Рисунок 1 — Токи в месте КЗ на землю одной фазы в сети с большим током замыкания на землю

Разумеется, при отключении одной из фаз меняется сопротивление рассматриваемого участка (линии). Как сильно меняется – зависит от геометрии опоры, от использования или неиспользования расщепления проводов, от количества циклов транспозиции, от влияния собственной и взаимной индуктивностей. Исходя из всех этих факторов, можно вычислить эквивалентное индуктивное сопротивление линии Худ.

Известно, что по двум оставшимся в работе фазам передаётся примерно половина пропускной способности линии (половина мощности). Поэтому при однофазном КЗ (на линиях с односторонним питанием или одиночных линиях с двухсторонним питанием)

целесообразно не отключать линию целиком, а переводить систему в режим работы

«2 фазы - земля».

Выявление повреждения на фазе, отключение этой фазы и обратное включение выполняется устройством пофазного АПВ (ОАПВ).

Если при первом цикле ОАПВ повреждение не устранено (то есть произошло неуспешное повторное включение), то, в таком случае, на устройство ОАПВ возлагается задача отключить линию всеми тремя фазами.

Таким образом, принцип действия ОАПВ: выявляет повреждённую фазу, отключает её, затем начинается отсчёт времени действия ОАПВ, по истечению которого формируется сигнал на включение фазы, и, если повреждение не устранилось, то отключение выполняется тремя фазами.

Пофазное АПВ применяется в случае сильно нагруженных одноцепных транзитных линий. Время перерыва питания по условию устойчивости, по сравнению с трёхфазным АПВ, может быть увеличено.

Пример: рассматривается работа ГЭС на систему по протяжённой одноцепной линии электропередач (рисунок 2). По горизонтальной оси располагается расстояние (длина линии), по вертикальной оси – время.

Рисунок 2 — Зависимость допускаемого времени отключения линии электропередачи тремя и одной фазой с последующим повторным включением от устройства трёхфазного или пофазного АПВ по условию сохранения устойчивости передачи, по которой станция

выдаёт мощность в энергосистему

tоткл – полное суммарное время отключения повреждения.

Вслучае трёхфазного АПВ с увеличением длины линии время практически не меняется.

Вслучае пофазного АПВ время может достигать больше 1 секунды при длине 300 км.

Таким образом, у ОАПВ время перерыва питания по условию устойчивости значительно увеличено по сравнению с трёхфазным АПВ, это связано с сохранением параллельной работы по неповреждённым фазам.

Одновременно с этим, применение пофазного АПВ имеет недостатки:

1) При рассмотрении ОАПВ понятие «бестоковая пауза» не вводится. Здесь будет режим «2 фазы – земля». В этот момент появляются токи нулевой последовательности,

которые влияют на высокочастотные каналы связи.

2)Необходимость пофазного управления выключателями, это влечёт усложнение вторичных цепей (цепей управления выключателем).

3)Необходимость пофазного управления выключателем и с противоположной стороны линии.

4)Необходимость в применении специальных устройств, осуществляющих выбор повреждённой фазы (а также косвенное определение вида КЗ).

5)Все устройства РЗ должны быть выполнены так, чтобы во время цикла ОАПВ

(когда нет одной фазы), РЗ не срабатывала на нулевую последовательность.

При коротких замыканиях на землю одной из фаз сети с глухозаземлённой нейтралью напряжение повреждённой фазы

(например, фазы А на рисунке 3) в

месте КЗ равно нулю.

Рисунок 3 (такой же, как и рисунок 1)

Ток в месте КЗ равен номинальному ЭДС фазы А, делённому на эквивалентное сопротивление петли КЗ:

Обрыв (отключение) одной из фаз

Рассмотрим другой режим работы сети – обрыв одной из фаз (фазы А).

Граничные условия: ток, проходящий по этой фазе, равен 0, а напряжение между точками обрыва равно напряжению фазы А.

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 её 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 так: по методу симметричных составляющих записываем выражения для прямой, обратной и нулевой последовательностей продольной ЭДС в месте обрыва (они приложены между точками обрыва). Точки обрыва в схемах замещения будут эквипотенциальны, поэтому их можно соединить и составить расчётную схему, а по ней уже записать выражения для соответствующих токов. Преобразование этих выражений будет относительно ЭДС.

Рисунок 4 — Одностороннее отключение повреждённой фазы в цикле ОАПВ при однофазном КЗ фазы А – схема сети (индексы 1,2,0 соответствуют

прямой, обратной и нулевой последовательностям)

На рисунке 4 показан отключенный выключатель (в качестве закрашенного чёрного выключателя), а точки m и n – точки обрыва, которые в схемах замещения будут эквипотенциальны, и, составив схемы замещения для всех последовательностей, мы можем соединить точки обрыва и сделать обобщённую схему замещения. Кроме того,

эквивалентное сопротивление обобщённой схемы замещения будет состоять из приведённого к месту разрыва сопротивления прямой последовательности, соединённого последовательно с включёнными параллельно приведёнными сопротивлениями обратной и нулевой последовательности.