/
Автор: Назаров Ю.Г. Богорад А.М.
Теги: электротехника энергосистемы автоматизированные системы
Год: 1969
Текст
А. М. БОГОРАД и Ю. Г. НАЗАРОВ
АВТОМАТИЧЕСКОЕ
ПОВТОРНОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ
В ЭНЕРГОСИСТЕМАХ
Г55П
щ
«ЭНЕРГИЯ»
Москва 1960
Б 74
УДК 621.31557
Богорад А. М. и Назаров Ю. Г.
Б 74 Автоматическое повторное включение в
энергосистемах. М., «Энергия», 1969.
336 с. с илл.
Книга содержит основные сведения ло вопросам, связанным с
применением автоматического повторного включения (АПВ) в
энергосистемах. В ней обобщен опыт, накопленный в этой области
энергосистемами, проектными и научно-исследовательскими организациями.
Рассматриваются условия применения АПВ различных видов,
схемы устройств АПВ, вопросы выбора уставок.
Книга рассчитана на инженерно-технических работников,
занимающихся проектированием и эксплуатацией устройств эдектроавтома«
тики, и может быть использована в качестве учебного пособия
студентами высших и средних технических учебных заведений
соответствующих специальностей.
6П2.
Богорад Александр Маркович, Назаров Юрий Григорьевич
Автоматическое повторное включение в энергосистемах
Редактор Я. С Гельфанд
Технический редактор Л. М. Фридкин Корректор А. Д. Халанская
Переплет художника В. II. Карпова
Сдано в набор 2/ХП 1968 г. Подписано к печати 6/У1 1969 г. Т-08910
Формат 84/108>/м Бумага типографская № 1
Усл. печ. л. 17.64 Уч.-нэд. л. 19.64
Тираж 10 000 экз. Цена 1 р. 15 к. Зек. 1601
Издательство .Энергия". Москва, Ж-114, Шлюзовая наб., 10.
Московская типография М 10 Главполяграфпрома
Комитета по печати при Совете Министров СССР.
Шлюзовая наб., 10.
ПРЕДИСЛОВИЕ
К современным энергетическим установкам
предъявляются весьма жесткие требования в отношении
обеспечения высокой надежности, бесперебойности и
экономичности энергоснабжения потребителей. Большая
роль в выполнении этих требований возлагается на
устройства релейной защиты и системной автоматики и,
в частности, на устройства автоматического повторного
включения (АПВ).
Автоматическое повторное включение является
исключительно эффективным мероприятием,
.позволяющим 'значительно повысить надежность энергетических
установок. Его широкому распространению в
энергосистемах Советского Союза способствовала большая
работа, выполненная рядом научно-исследовательских и
проектных институтов, а также ведущими
энергосистемами. Это (позволило накопить и обобщить огромный опыт
эксплуатации устройств АПВ, разработать и проверить
в условиях эксплуатации различные схемы таких
устройств.
Устройства АПВ получили в энергосистемах
Советского Союза значительно более широкое применение,
чем в зарубежных странах. Особенно следует отметить
ведущую роль советской энергетики в вопросах
внедрения несинхронного АПВ, АПВ шин и АПВ
трансформаторов.
Ряд вопросов, связанных с применением устройств
АПВ в энергосистемах, освещался в разное время в
периодической, учебной и специальной литературе. В
данной книге сделана попытка подробно рассмотреть весь
комплекс вопросов, связанных с осуществлением АПВ
в различных звеньях электрических установок, с учетом
имеющихся в этой области достижений.
3
Устройства, выполненные на полупроводниковых
элементах, не рассматриваются, так как они не получили
еще распространения в энергосистемах, хотя ряд
организаций и (ведет такие разработки.
Авторы с (признательностью «примут все пожелания и
критические замечания, которые просят направлять по
адресу: Москва, Ж-114, Шлюзовая наб. 10, издательство
«Энергия».
В заключение авторы выражают свою благодарность
рецензенту В. А. Семенову и редактору Я. С. ГельфанДу
за .весьма полезные советы и замечания, сделанные
в процессе подготовки рукописи к изданию.
ГЛАВА ПЕРВАЯ
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1-1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ АПВ
Автоматическое «повторное включение (АПВ)
является одним из эффективнейших средств (повышения
надежности энергосистем. Оно позволяет в большинстве
случаев аварийных отключений быстро восстанавливать
первоначальное состояние электрической сети шутем
повторного включения отключившихся выключателей.
Многолетний опыт эксплуатации показывает [Л. 1 —
4], что значительная часть отключений линий
электропередачи релейной защитой вызывается такими
нарушениями их изоляции, которые самоустраняются после
снятия напряжения. Эти повреждения называются
неустойчивыми и чаще всего происходят вследствие перекрытия
изоляции линий при атмосферных перенапряжениях во
время гроз. Неустойчивые повреждения часто
возникают также в результате схлестывания проводов при
сильном ветре и гололеде или в результате их замыкания
проводящими предметами: движущимися механизмами,
проволокой («набросы»), ветками деревьев и т. п.
Если в результате действия устройств релейной
защиты лилия, на которой произошло неустойчивое
повреждение, будет достаточно быстро отключена, то дуга,
возникшая в месте повреждения, погаснет, не успев
вызвать повреждений, исключающих возможность
нормальной работы линии после ее повторного включения
под напряжение. В этом случае после отключения
изоляция восстановится и, будучи включенной повторно,
линия останется в работе, благодаря чему
восстановится первоначальная схема сети.
Успешные АПВ могут иметь место не только при
самоустраняющихся повреждениях в сети, но и в слу-
5
чаях, когда отключение линий происходит вследствие
ложной или неселективной работы релейной защиты,
самопроизвольного отключения выключателя, ошибочных
действий (персонала при проведении ремонтных или
наладочных работ, а также при неустойчивых
повреждениях изоляции в цепях оперативного тока, приводящих
к отключению выключателей.
Устойчивые к. з. происходят на линиях значительно
(реже и возникают обычно при обрыве проводов, пробое
изоляторов, поломке траверс или опор и т. п., т. е. при
повреждениях, сопровождающихся устойчивыми
нарушениями изоляции проводов линии. Отключение линии,
на которой возникает устойчивое повреждение, не
приводит к восстановлению изоляции в месте повреждения,
поэтому в таких случаях повторное включение
оказывается неуспешным н линия вновь отключается
устройствами релейной защиты.
Необходимость автоматического осуществления
повторного включения обусловлена тем, что
восстановление (нормального «питания в результате действий
персонала неизбежно связано с более длительными
перерывами питания потребителей, особенно в установках,
работающих без постоянного дежурного персонала.
Для максимально возможного сокращения
длительности перерыва питания потребителей ЛПВ
производится с помощью специальных релейных устройств.
В некоторых случаях неустойчивые повреждения на
линиях после первого повторного включения не
устраняются и ликвидируются лишь после второго, а иногда и
третьего повторного включения. В связи с этим нашли
применение устройства АПВ многократного действия,
автоматически осуществляющие два и более цикла
повторного включения. Однако, как показывает обширный
статистический материал, с увеличением кратности
действий успешность каждого последующего цикла АПВ
резко падает.
Так, согласно статистическим данным по
энергосистемам Советского Союза за ряд лет успешность АПВ
воздушных линий составляет 60—75% при первом
повторном включении и 10—15% при втором. Успешность
третьего повторного включения обычно составляет
всего 1,5—3%.
Успешность действий устройств АПВ, установленных
аа кабельных линиях, несколько меньше и составляет
в
в первом цикле 45—55%, (причем успешные действия
имеют место глазным образом при к. з., вызываемых
перекрытием изоляци сборок, кабельных воронок и т. п.
Неустойчивые повреждения имеют место не только
на линиях, -но и на шинах станций и подстанций,
выводах трансформаторов, сборках и т. п. Поэтому в
последние годы эти элементы оборудования снабжаются
устройствами АПВ. Успешность их действия достигает
65-75%.
К концу 1965 г. в энергосистемах Советского Союза,
по данным ОРГРЭС, в эксплуатации находилось свыше
47500 устройств АПВ различных типов, которые за год
подействовали около 76400 раз. Почти в 43300 случаях
АПВ оказались успешными. Средняя (периодичность
успешных действий устройств АПВ, определенная по
среднему количеству находившихся в течение года
в эксплуатации устройств, составила более 1 раза
в год.
Приведенные данные свидетельствуют о высокой
эффективности АПВ как мероприятия, предназначенного
для повышения надежности питания потребителей
электрической энергии. Особенно велико значение АПВ для
повышения надежности передачи энергии потребителям
по одиночным воздушным линиям с односторонним
питанием, так как успешное действие устройства АПВ
этих линий предотвращает полное нарушение питания
потребителей.
На линиях с двусторонним питанием АПВ позволяет
быстро восстанавливать нормальную схему сети,
благодаря чему 'повышаются надежность и экономичность
работы не только отдельных потребителей, но и всей
сети в целом. Устройства АПВ ттозволяют также
ликвидировать обесточения отдельных участков сети при
кратковременных перегрузках, (Возникающих в аварийных
режимах. Кроме того, в ряде случаев благодаря АПВ
предотвращается деление системы на несинхронно
работающие части.
Осуществление АПВ шин целесообразно по тем же
соображениям, что и АПВ линий с односторонним и
двусторонним питанием.
Эффективность применения АПВ очень велика и
может быть оценена стоимостью продукции,
вырабатываемой предприятиями за то время, в течение которого эти
Предприятия могли бы быть лишены электроэнергии при
7
бтсутствии АПВ на питающих их линиях и »в остальных
звеньях сетей энергосистемы (поскольку снижение
надежности работы 'последних может привести к развитию
аварий с большим недоотпуском электроэнергии). При
этом должны также учитываться убытки, связанные
с нарушением .нормального Технологического процесса
на предприятиях. Эта экономическая эффективность
несоизмеримо больше затрат, связанных с
осуществлением АПВ.
Высокая технико-экономическая эффективность
автоматического (повторного включения определила его
широкое распространение в энергосистемах Союза, и в
настоящее время согласно действующим директивным
указаниям (Л. 5] осуществление АПВ на воздушных и
смешанных (кабельно-воздушных) линиях напряжением
выше 1 000 в является обязательным. Оно обязательно
также для шин электростанций и подстанций,
одиночных понижающих трансформаторов мощностью более
1 000 ква, обходных и шиносоединительных
выключателей, а также для части ответственных электродвигателей
в системе собственных нужд электростанций,
отключаемых для обеспечения самозапуска других, более
ответственных электродвигателей.
Применение АПВ создает условия для повышенных
коммутационных перенапряжений, особенно после
отключения ненагруженных линий. Указанные
перенапряжения наиболее вероятны, если повторное включение
происходит, когда полярность напряжения источника
противоположна по знаку остаточному заряду линии.
Для большинства линий, однако, более опасными
являются другие виды перенапряжений. Кроме того,
ограничение кратности перенапряжений, обусловленных
как АПВ, так и другими причинами, решается часто
применением одних и тех же мер. Поэтому
перенапряжения при АПВ не являются определяющими при решении
вопроса о его применении.
1-2. ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
К УСТРОЙСТВАМ АПВ
Устройства АПВ нормально должны находиться
в состоянии постоянной готовности к действию, для того
чтобы «после аварийного отключения выключателя,
которое может «произойти в любой момент времени, обес-
8
лечить посылку команды на его повторное включение.
При этом повторное включение .выключателя после его
оперативного отключения дежурным «персоналом
производиться не должно.
Пуск устройств АПВ. Выполнение указанных
требований в части пуска устройств АПВ может быть
достигнуто различными способами. Один из них состоит в том,
что пуск устройства АПВ производится в момент
посылки команды на отключение возникшего .к. з. и
осуществляется органами, фиксирующими возникновение
повреждения, т. е. устройствами релейной защиты,
производящими отключение выключателя поврежденной цепи.
Недостатком такого способа пуска является то, что он
обеспечивает повторное включение только при таких
аварийных отключениях, которые имеют место
вследствие действия релейной защиты. От указанного
недостатка свободен другой способ, предусматривающий пуск
устройства АПВ после аварийного отключения
выключателя. Этот способ пуска имеет две разновидности. Одна
из них предусматривает пуск устройства ЛПВ при
возникновении несоответствия положений выключателя и
его ключа управления. При этом пуск АПВ будет
обеспечен при любом неоперативном отключении
выключателя, т. е. три любом бго отключении, за исключением
случая, когда команда на отключение посылается с
помощью ключа управления.
Другая разновидность второго способа
предусматривает пуск АПВ во всех случаях отключения
выключателя, в том числе и при его оперативном отключении.
Однако, чтобы в последнем случае было исключено
повторное включение, в схеме устройства АПВ
предусматриваются специальные меры, обеспечивающие
блокирование устройства при посылке оперативной команды на
отключение. Эти меры, как правило, приводят к тому,
что отдельные элементы устройства АПВ при
отключенном выключателе длительно обтекаются током. Это,
естественно, является нежелательным, и поэтому пуск
при возникновении несоответствия положений
выключателя и ключа управления следует считать более
предпочтительным.
В связи с указанными выше недостатками и
несколько большей сложностью выполнения пуск АПВ от
устройств релейной защиты рекомендуется использовать
4ищь в некоторых специальных случаях.
9
При «рассмотрении условий пуска устройств АПВ
необходимо учитывать еще одно требование, связанное
с возможностью оперативного включения «выключателя
в поврежденную цепь. В этом случае пуск устройства
АПВ производиться не должен, так как повреждения,
имеющие «место на отключенных присоединениях,
практически всегда носят устойчивый характер.
Осуществление пуска АПВ в таких случаях привело бы к
неоправданному увеличению «гасла к. з. «в сети и как следствие
к развитию повреждений оборудования, а также к
необходимости более частых ревизий выключателей.
Время срабатывания устройства АПВ. Приведенное
в действие устройство АПВ должно через заранее
установленное время посылать команду на повторное
включение выключателя.
Желательно, чтобы указанное время было
минимальным, так как этим обеспечивается минимальная
продолжительность перерыва питания потребителей. На линиях
с двусторонним питанием необходимость
быстродействия АПВ обусловлена стремлением к сокращению
времени восстановления нормального режима работы сети,
а в ряде случаев требованием обеспечения устойчивости
параллельной работы генераторов энергосистемы.
. Однако возможность быстрого осуществления
повторного включения ограничивается рядом условий [Л. 6, 7].
К их «числу относятся:
а) необходимость деионизации среды в месте
повреждения;
б) необходимость восстановления способности
привода к работе на включение;
в) необходимость восстановления отключающей
способности выключателя;
г) необходимость обеспечения возврата реле защиты,
установленной со стороны питания, по отношению к месту
установки устройства АПВ.
Рассмотрим подробнее каждое из этих требований.
а) Как известно, восстановление изоляции линии или шин после
отключения неустойчивого повреждения происходит не мгновенно,
а лишь через некоторое время, необходимое для деионизации среды,
в которой происходило горение электрической дуги. Бели
отключенная линия будет повторно поставлена под напряжение раньше чем
закончится процесс деионизации, то в месте повреждения возможно
повторное зажигание дуги и АПВ будет неуспешным.
Время деионизации среды /д.с зависит от величины
номинального напряжения, а также от величины и длительности протекание
10
тока к. з. Кроме того, время деионизации зависит от
метеорологических условии в районе места повреждения: влажности, силы и на-
Лравления ветра и т. о.
Проведенные опыты показали, что при номинальном
напряжении до 220 кв для надежной деионизации среды оказывается
достаточным снятие напряжения на время 0,2 сек. Для напряжения 220 кв
Ж и токах более 15 ка это время следует увеличить до 0,25 сек.
>н номинальных напряжениях 330 и 500 кв время деионизации
возрастает до 0,3—0,4 сек (в том числе и при наличии на линии
шунтирующих реакторов). Данный вопрос подробно рассмотрен
в [Л. 8]. О времени деионизации при осуществлении на линии
однофазного АПВ см. ниже и гл. 8.
При оценке условий деионизации среды в месте повреждения
всегда необходимо учитывать конкретные особенности работы
данной цепи. Это необходимо в связи с тем, что процесс деионизации
может начаться только в тот момент, когда с места повреждения
будет снято напряжение, которое способно поддерживать горенке
дуги. Так, на линиях с двусторонним питанием денонизация, как
правило, может начаться только «осле того, как произойдет
отключение выключателей с обоих концов линии. Поэтому АПВ
включателя, который отключится первым, может быть произведено только
после отключения выключателя на противоположном конце линии
с учетом времени, необходимого для деионизации среды.
Оценку условий деионизации среды при повреждениях на
линиях с односторонним питанием или на линиях с ответвлениями
следует производить с учетом того обстоятельства, что синхронные и
асинхронные двигатели «потребителей могут в течение некоторого
времени после отключения линии со стороны питания
поддерживать напряжение в месте повреждения, т. е. поддерживать горение
дуги. Подпитка места повреждения электродвигателями
задерживает, таким образом, восстановление изоляции отключенной линии.
Длительность подпитки обычно не превышает 0,1 сек. Однако эта
цифра не учитывает случаев, когда подпитка осуществляется
крупными синхронными двигателями и компенсаторами. В этих случаях
для обеспечения успешности АПВ необходимо принимать
специальные меры, которые рассматриваются в гл. 7.
Указанные выше соображения должны учитываться также при
оценке условий деионизации среды в случае повреждения да шинах.
б) Как известно, приводы масляных выключателей снабжаются
специальными механизмами «свободного расцепления», с помощью
которых обеспечивается возможность отключения выключателя еще
до полного его включения.
Механизм «свободного расцепления» представляет собой
систему рычагов, которые только при нахождении их в определенном
положении один относительно другого способны передавать
тяговое усилие привода подвижным частям выключателя. При
отключении выключателя необходимое для передачи включающего усилия
положение рычагов нарушается, причем возврат их в это
положение оказывается возможным лишь через некоторое время после
отключения. Это время, называемое временем готовности привода
X действию на включение /г.п, для применяемых типов приводов
составляет 0,1—0,2 сек.
Практически время готовности привода зависит не только от
•го конструкции, но и от качества его регулировки и смазки, а
также от температуры окружающей среды. Поэтому оно может изме-
11
няться и в наиболее неблагоприятных условиях достигать 0,3—
0,4 сек, что при выборе выдержки времени АПВ следует учитывать
введением времени запаса ^ап. У воздушных выключателей по
принципу действия время готовности привода можно не учитывать.
в) После того как выключатель отключит к. з., необходимо
некоторое время для того, чтобы он был способен снова произвести
отключение в случае если его повторное включение будет
произведено на устойчивое повреждение. В масляных выключателях при
отключении к. з. масло, находящееся в гасительной камере,
подвергаясь воздействию мощной дуги, возникающей на контактах
выключателя, вытесняется, а некоторое его количество разлагается и
обугливается, в связи с чем его изоляционные свойства несколько
ухудшаются. Для восстановления прежней отключающей
способности выключателя необходимо, чтобы произошло удаление
продуктов раопада и заполнение гасительных камер свежим маслом,
находившимся в зоне, не подвергавшейся воздействию дуги. Процесс
восстановления отключающей способности происходит в течение
некоторого времени, которое принято называть временем готовности
выключателя /г.о. Для разных типов выключателей, различающихся
по конструкции, это время различно.
На протяжении ряда лет существовало мнение, что
отключающая способность выключателей даже в цикле однократного АПВ
должна снижаться. Однако накопленный эксплуатационный опыт не
подтвердил этого мнения. Последнее объясняется тем, что
повторное включение выключателя после его отключения возможно только
через промежуток времени, не меньший, чем сумма времени
готовности привода и времени включения, которая для всех типоп
выключателей с соответствующими приводами оказывается большей,
чем время готовности самого выключателя.
Таким образом, время готовности выключателя при определении
выдержки времени устройства однократного ЛПВ можно не
учитывать.
Условия работы выключателей, производящих многократно
повторяющиеся через небольшие интервалы времени отключения токов
к. з., существенно утяжеляются. В этих условиях сохранение
отключающей способности выключателя гарантируется только в том
случае, если продолжительность интервалов между операциями
отключения к. з. не менее предусмотренных для данного выключателя
испытательным циклом [Л. 9, 10].
Последовательность операций испытательного цикла
характеризуется следующей формулой:
О—/щ—ВО—/2п—ВО—/Зп—ВО.
Здесь символами В и О обозначены соответственно включение
выключателя на к. з. и его отключение, а гп (время паузы)
указывает, какой минимальный интервал допустим между операцией
отключения к. з. и новым включением выключателя на к. з.
В ГОСТ 687-41 на высоковольтные выключатели,
действовавшем до 1968 г., указывается, что выключатели, допускающие АПВ,
должны быть рассчитаны на работу по следующим циклам:
О—0—ВО; О—0—ВО—15 сек—ВО;
О—0—ВО—15 сек—ВО—60 сек—ВО,
12
где 0 обо^Бачает отсутствие преднамеренной ввдержки времени
между последовательными операциями.
Отсюда следует, что при осуществлении двукратного АПВ не
требуется учитывать снижения отключающей способности
выключателя. Необходимо, однако, чтобы интервал времени между
отключением выключателя после первого неуспешного АПВ и подачей
включающего импульса на второе повторное включение был не
менее 15 сек [Л. 5].
Соответственно при осуществлении трехкратного АПВ
аналогичный интервал времени перед третьим повторным включением
должен быть не менее 60 сек.
Для воздушных выключателей допустимая продолжительность
пауз обычно меньше указанных выше и определяется запасом
сжатого воздуха в резервуарах выключателя и выполнением
воздушных магистралей, по которым осуществляется питание выключателя.
Однако у некоторых типов воздушных выключателей, выпущенных
промышленностью (ВВН-220 с открытым отделителем и первые
образцы выключателей ВВН-35), оказалась необходимой значительно
большая продолжительность пауз между циклами отключений, что
определялось недостаточной емкостью резервуаров и малой
скоростью восстановления давления в них из-за недостаточной
пропускной способности воздушных фильтров. Для таких выключателей
оказалось необходимым задерживать АПВ на время, пока давление
не восстановится до допустимой величины. Для ускорения действия
АПВ в таких случаях прибегают к установке дополнительных
резервуаров или таким мероприятиям, как соединение резервуаров
нескольких выключателей трубопроводами соответствующей
пропускной способности.
Применение для повышения надежности работы выключателей
шунтирующих сопротивлении, устраняющих обратные зажигания
дуги .в гасительной камере и снижающих перенапряжения при АПВ,
также может отразиться на испытательном цикле этих
выключателей из-за нагрева шунтирующих сопротивлений токами к. з.
В новом ГОСТ 687-67 на выключатели переменного тока
высокого напряжения, введенном в действие с 1 января 1968 г.,
указывается, что выключатели, допускающие АПВ, должны выдерживать
следующие поминальные циклы операций:
О—/б.п—ВО—15 мин—ВО—/в.н—ВО;
О—/б.п—ВО—.180 сек—ВО,
где /в.п — гарантированная для выключателя минимальная
бестоковая пауза при АПВ.
Для выключателей на номинальные напряжения до НО кв
включительно гарантируется также работа в цикле
О—/б.в—ВО—20 сек— ВО,
причем в информационных материалах заводов-поставщиков
должно быть специально оговорено, если для работы в этом цикле
необходима подпитка выключателя сжатым воздухом из магистрали за
время паузы 20 сек и если цикл гарантируется при токе, меньшем
номинального тока отключения. Отсюда следует, что для
выключателей на номинальные напряжения до ПО ,кв включительно, выпу-
13
скаемых в соответствии с ГОСТ 687-67, интервал времейи мбжду
отключением выключателя после первого неуспешного АПВ и
подачей импульса на второе повторное включение должен быть не менее
20 сек. Для выключателей на более высокие номинальные
напряжения этот интервал времени должен увеличиваться до 180 сек.
Работу выключателей в цикле трехкратного АПВ ГОСТ 687-67
не предусматривает.
Следует отметить, что за рубежом компании, занимающиеся
эксплуатацией энергосистем, принимают испытательные циклы
выключателей, более широко учитывающие условия АПВ, например:
0—0,36 сек—ВО—15 сек—ВО—150 сек—ВО [Л. 9]
и весьма тяжелый цикл
0—0,36 сек—ВО—0,54 сек—ВО—0,54 сек—ВО,
при котором, однако, вводятся коэффициенты, предусматривающие
снижение гарантированной мощности отключения до 84, 64 и 51%
номинальной при первом, втором и третьем АПВ соответственно
[Л. 10].
г). Медленней возврат реле защиты, установленной со стороны
питания по отношению к местоположению данного устройства АПВ,
может вызвать неселективное действие этой защиты при
неуспешном АПВ, например неселективное отключение выключателей
трансформатора при неуспешном АПВ поврежденной линии,
приключенной к шинам низшего напряжения подстанции. Такое неселективное
отключение произойдет, если за время, пока разомкнуты контакты
выключателя, осуществляющего повторное включение на устойчивое
короткое замыкание (т. е. в течение бестоковой паузы /о.п), реле
защиты линии успеют вернуться в исходное положение, а реле
защити питающего трансформатора не успеют. Поэтому *б.п, которое
складывается из времени действия устройства АПВ и времени
включения выключателя, должно быть больше времени ?в.з возврата
реле защиты, установленных со стороны питания. В противном
случае необходимо либо увеличивать ступень селективности защит,
либо применять ускорение действия защиты линии до АПВ или после
АПВ.
Время возврата токовых реле ЭТ-520 и РТ-40 совместно с реле
времени ЭВ-100 и ЭВ-200, а также реле прямого действия РТВ
составляет не более 0,1 сек и поэтому может не учитываться.
Время возврата индукционных реле ИТ-80 и РТ-80 обычно не
превышает 0,2—0,25 сек. Однако при токах нагрузки, близких к
току возврата реле (например, из-за тяжелых условий самозапуска
электродвигателей), время возврата у отдельных экземпляров реле
этих типов может составлять 0,3—0,5 сек. У некоторых типов ранее
применявшихся реле указанное время достигало еще больших
значений.
Приведенное выше рассмотрение показывает, что
устройство АПВ должно (Производить посылку -импульса
повторного включения с определенной выдержкой
времени. Эту выдержку времени, равную интервалу
времени между пуском устройства и моментом подачи импуль-
14
са на повторное включение выключателя, принято
называть временем срабатывания устройства АПВ /ср.
■4 Длительность импульса повторного включения,
«посылаемого устройством АПВ, должна быть не меньше
необходимой для надежного включения выключателя.
Автоматической возврат устройств АПВ. Наиболее
простыми являются устройства АПВ, приведение
которых в состояние готовности к действию осуществляется
(персоналом вручнуюл Однако, как показал
эксплуатационный опыт, очень часто эти устройства после
осуществления ими успешного АПВ оказывались
неподготовленными к действию в момент возникновения нового
к. з., так как дежурный персонал не успевал
своевременно приводить их в исходное состояние готовности. Такие
случаи имели место при повторяющихся к. з. на линиях,
которые часто возникают во время интенсивных гроз или
•при сильном ветре, вызывающем многократные
схлестывания проводов. АПВ при этом не .производилось,
в результате чего имели место продолжительные
нарушения нормальной работы, несмотря на то, что
повреждения, вызывавшие отключения, имели неустойчивый
характер. В связи с этим в настоящее время
рекомендуется применять только такие устройства АПВ,
которые после осуществления успешного повторного
включения автоматически возвращаются в состояние готовности
к новому действию. Применение автоматического
возврата устройств АПВ на ответственных линиях и
установках, работающих при отсутствии постоянного
дежурного персонала, является обязательным.
Под временем автоматического возврата устройства
АПВ' 1В понимают интервал времени от момента пуска
устройства до возвращения его в исходное положение,
т. е. в положение готовности к следующему действию.
Иногда это время выбирают, исходя только из того,
чтобы после АПВ выключателя на устойчивое к. з.
релейная защита, действующая с максимально возможной
выдержкой времени, успела снова его отключить до
возвращения устройства АПВ в исходное положение. Это
условие действительно является необходимым, в
противном случае после отключения выключателя снова
произойдет АПВ на устойчивое повреждение, и так может
продолжаться многократно до тех пор, пока не
повредится выключатель или не выгорит значительный
участок провода линии,
15
Время автоматического возврата определяется,
однако, не только максимальным временем повторного
срабатывания защиты, но и способностью выключателя
через определенное время после успешного АПВ снова
быть готовым к работе в цикле АПВ, причем второе
условие «следует считать определяющим.
Директивными материалами время автоматического
возврата устройств АПВ не регламентировано, а в ГОСТ
на выключатели «не предусмотрено испытательных
циклов, соответствующих работе выключателей в
указанных условиях. Однако многолетний опыт энергосистем
подтвердил возможности нормальной эксплуатации
устройств АПВ «на выключателях различных типов
с временами автоматического возврата, равными: 15—
25 сек— для однократного трехфазного АПВ, 60—
100 сек— для двукратного трехфазного АПВ и 6—
9 сек — для однофазного АПВ.
Следует иметь в виду, что для новых типов
выключателей, которые будут выпускаться промышленностью
в соответствии с новым ГОСТ 687-67, в том числе для
воздушных выключателей с шунтирующими
сопротивлениями, может оказаться необходимой корректировка
приведенных значений «времен автоматического возврата
устройств АПВ.
Предотвращение многократных включений при
повреждениях устройства АПВ. Многократные включения
на к. з. представляют серьезную опасность для
выключателя, так как могут привести к тяжелым повреждениям
и даже взрыву. Они недопустимы также по условиям
устойчивости работы всей электрической системы в
целом. Поэтому одно из важнейших технических
требований, предъявляемых к устройствам АПВ, состоит в том,
чтобы они не допускали возможности многократных
включений «а к. э. даже в «случае каких-либо
неисправностей в самом устройстве АПВ (при обрывах цепей,
нарушениях цепей на контактах реле, механических
застреваниях реле или приваривании его контактов
и т. п.).
Недопущение многократных включений на к. з. в
указанных случаях должно обеспечиваться
соответствующим построением схемы устройства АПВ. При этом
принято учитывать только наиболее вероятные
повреждения; совпадение двух каких-либо повреждений или
неисправностей в схеме АПВ рассматривать не следует,
16
1-3. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
К УСТРОЙСТВАМ АПВ
На основании изложенных выше соображений
представляется возможным следующим образом
сформулировать технические требования, предъявляемые
к устройствам АПВч[Л. 5-7]:
1. Устройства АЙВ должны приводиться в действие
во всех случаях аварийного отключения выключателя,
за исключением случаев, когда аварийное отключение
имеет место вследствие оперативного включения на
короткое замыкание.
2. Устройства АПВ не должны приходить в действие
во всех случаях оперативного отключения выключателя.
. 3. Устройства АПВ должны с необходимой
выдержкой времени производить (посылку командного импульса
на повторное включение аварийно отключившегося
выключателя.
4. Длительность включающего импульса,
посылаемого устройством АПВ, должна быть достаточной для
надежного включения выключателя.
5. После осуществления успешного повторного
включения устройство АПВ должно автоматически с
необходимой выдержкой времени возвращаться в состояние
готовности к «новому действию.
6. Должна быть исключена возможность
«многократного включения выключателя на устойчивое короткое
замыкание при (практически возможных неисправностях
одного из элементов устройства АПВ (совпадение двух
каких-либо неисправностей не учитывается).
7: Устройства АПВ должны допускать возможность
блокирования их действия в необходимых случаях.
8. Должна быть обеспечена возможность
сигнализации действия устройства АПВ.
Таковы основные технические требования,
предъявляемые ко всем устройствам АПВ. Опыт
эксплуатации устройств АПВ, отвечающих приведенным
требованиям, показал высокую надежность этих устройств,
которая характеризуется весьма незначительным
процентом отказов — порядка 0,3—0,4% общего числа
срабатываний.
Специальные требования, предъявляемые к
отдельным видам устройств АПВ, приведены ниже при
рассмотрении соответствующих схем.
2—1601 17
1-4. КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ АПВ
Высокая эффективность АПВ как мероприятия для
повышения надежности электроснабжения потребителей
определила весьма широкую область, его применения
в самых различных элементах энергосистем. В связи
с этим в эксплуатационной практике нашло (применение
значительное число способов выполнения АПВ,
различающихся 'по следующим основным .признакам.
1. По виду оборудования, на которое повторно
подается напряжение:
а) АПВ линий;
б) АПВ шин;
в) АПВ трансформаторов;
г) АПВ двигателей.
2. По числу полюсов (фаз) выключателей,
включаемых при АПВ:
а) трехфазное АПВ (ТАПВ);
б) однофазное АПВ (ОАПВ).
3. По числу циклов (кратности действия) устройств
АПВ:
а) АПВ однократного действия;
б) АПВ многократного действия.
4. По способу «проверки синхронизма «при АПВ или
обеспечения возможности АПВ по условиям
устойчивости параллельной работы и динамической устойчивости
оборудования:
а) АПВ без «проверки синхронизма в условиях, когда
нарушение синхронизма исключено;
б) АПВ без проверки синхронизма в условиях, когда
расчетом подтверждается допустимость несинхронных
включений (несинхронное АПВ—НАПВ);
в) АПВ без проверки синхронизма при наличии
быстродействующих выключателей и быстродействующей
релейной защиты (быстродействующее АПВ—БАПВ);
г) АПВ с ожиданием синхронизма (АПВОС);
д) АПВ с улавливанием синхронизма (АПВУС);
е) АПВ в сочетании с самосинхронизацией
генераторов и синхронных компенсаторов (АПВС).
5. По способу воздействия на привод выключателя:
а) механические устройства АПВ, встраиваемы?
в пружинный или грузовой привод;
18
б) электрические устройства АПВ, осуществляемые
с помощью реле.
6. По способу пуска схем электрических устройств
АПВ в действие:
а) устройства, приходящие в действие при
срабатывании релейной зашиты;
б) устройства, приходящие в действие мри
возникновении несоответствия положений выключателя и ключа
управления;
в) устройства, приходящие в действие при любом
отключении выключателя, но дополненные блокировкой,
запрещающей АПВ при оперативном отключении.
7. По способу возврата в положение готовности к
действию:
а) устройства с автоматическим возвратом;
б) устройства с ручным возвратом (к применению не
рекомендуются).
В последнее время признано целесообразным при
осуществлении АПВ в энергосистемах использовать
комбинации различных способов АПВ.
Особое место занимают устройства АПВ,
характеризующиеся дополнительными условиями пуска. К их
числу относятся устройства, приходящие в действие после
восстановления напряжения или частоты. Первые лри-
меняются для АПВ двигателей, отключаемых по
условиям самозапуска, а вторые — для АПВ линий или
трансформаторов, отключаемых устройствами частотной
разгрузки.
Следует отметить, что на электростанциях и
подстанциях в последнее время все чаще 'Применяют
комбинированные устройства АПВ—АВР, которые определяют
наиболее целесообразное действие автоматики и в
соответствии с этим производят АПВ -или АВР. В данной
работе эти устройства не рассматриваются, так как они
в большей степени относятся к устройствам АВР, а в
части АПВ действуют аналогично устройствам АПВ
трансформаторов.
2*
ГЛАВА ВТОРАЯ
НЕКОТОРЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
СОВМЕСТНОГО ДЕЙСТВИЯ УСТРОЙСТВ АПВ
И ЗАЩИТЫ
2-1. УСКОРЕНИЕ ДЕЙСТВИЯ ЗАЩИТЫ ПРИ АПВ
Одним из основных требований, предъявляемых
к устройствам релейной защиты и выключателям,
является быстродействие.
Быстрое отключение к. з. позволяет сократить
размеры разрушений в месте повреждения или
предотвратить их и поэтому уменьшить вероятность перехода
неустойчивых повреждений в устойчивые. Оно
обеспечивает сокращение продолжительности работы
потребителей при пониженном напряжении во время к. з.,
ограничивает длительность и размеры возмущения в системе,
вызванного к. з., и является одним из основных средств
повышения устойчивости параллельной работы.
Последнее является особенно существенным для линий
напряжением ПО кв и выше, что определяет весьма жесткие
требования к быстродействию устройств релейной
защиты «в сетях указанных напряжений. Во многих случаях
оказывается необходимым применение сложных
быстродействующих защит — дифферепциально-фазных или
направленных защит с высокочастотной блокировкой,
стоимость которых относительно велика.
Использование совместного действия устройств АПВ
и релейной защиты позволяет во многих случаях
уменьшить время отключения к. з., не применяя сложных схем
релейной защиты. Это достигается за счет
автоматического ускорения действия простых защит до АПВ или
после неуспешного АПВ в течение заранее
установленного интервала времени. Такой способ получил очень
широкое распространение и применяется для ускорения
действия вторых и третьих ступеней максимальных
токовых и дистанционных защит до или после АПВ.
Весьма эффективным оказывается сочетание
действия устройств АПВ с максимальными токовыми
отсечками от междуфазовых к. з. и замыканий на землю.
Благодаря своему быстродействию, простоте и надежности
максимальные токовые отсечки получили наибольшее
распространение. Однако их недостатком является то,
что по принципу своего действия они не могут охваты-
20
вать всю'защищаемую линию. В сочетании же с АПВ
максимальная токовая отсечка может приобретать
новые качества и обеспечивать защиту всей линии,
включая шины приемной подстанции, благодаря чему
эффективность ее значительно повышается [Л. 4, 7, 11].
Ускорение действия защиты после АПВ
обеспечивается тем, что после селективного отключения линии к
моменту последующего АПВ ее выключателя на
некоторое ограниченное время автоматически шунтируется
орган выдержки Бремени основной защиты или вводится
в работу ускоренная (быстродействующая) защита,
например неселективная токовая отсечка, -которая
обеспечивает мгнавенлое отключение выключателя в случае
его повторного включения на устойчивое к. з. По
истечении заранее установленного времени ускорение
автоматически выводится из действия, и поэтому, в случае если
АПВ оказалось успешным, новое повреждение на линии
будет опять отключаться селективной защитой с
установленной для нее выдержкой времени.
Ускорение защиты после АПВ позволяет сократить
время повторного отключения устойчивого повреждения.
Следует иметь в виду, что при осуществлении ускорения
после АПВ на линиях с односторонним питанием или на
линиях с ответвлениями токовые реле ускоренной
защиты должны быть отстроены от пусковых токов
электродвигателей нагрузки, затормаживающихся в
процессе к, з. и в период бестоковой паузы цикла АПВ.
Ускорение действия защиты после АПВ
целесообразно применять во всех случаях, когда линия не
защищена быстродействующей защитой по всей ее длине или
когда быстродействующая защита вообще отсутствует.
При осуществлении такого ускорения оно используется
также для обеспечения ускоренного отключения
выключателя в случае его дистанционного включения
оперативным персоналом при наличии к. з. на линии.
Ускорение защиты до АПВ обеспечивается тем, что
первое отключение выключателя (перед АПВ)
производится быстродействующей неселективной защитой
(например, неселективной токовой отсечкой), которая затем,
после отключения выключателя, автоматически
выводится из работы на некоторое время с таким расчетом,
чтобы второе отключение выключателя в случае
неуспешного АПВ производилось селективной защитой. При
таком способе ускорения защиты первое отключение вы-
'21
ключателя может быть произведено при повреждении на
смежном участке сети, т. е. неселективно. Если
повреждение, вызвавшее это отключение, оказывается
неустойчивым и следующее за отключением АПВ будет
успешным, то неселективное действие защиты оказывается
«исправленным» действием устройства АПВ. При этом
благодаря быстродействию неселективной защиты
обеспечивается большая вероятность успешности АПВ. Если
же повреждение оказывается устойчивым, то вторичное
отключение после АПВ производится уже селективной
защитой с необходимой выдержкой времени, так как
к моменту повторного включения выключателя
неселективная защита уже выведена из работы.
Благодаря применению ускорения действия защиты
до АПВ представляется возможным в сети, состоящей
из нескольких последовательных участков, ограничиться
установкой устройства АПВ только на выключателе
головного участка, обеспечивая повторное включение при
повреждениях на любом из участков. Для этого
необходимо при выборе тока срабатывания неселективной
токовой отсечки обеспечить надежный охват всех участков
сети при любых видах к. з. во всех режимах и
надежную отстройку от повреждений за понижающими
трансформаторами сети. Последнее обусловлено стремлением
не снижать надежность работы сети высшего
напряжения при, к. з. в сети низшего напряжения.
Принципиальным недостатком ускорения действия
защиты до АПВ является то, что оно может привести
к ожесточению неповрежденных участков сети при
отказах АПВ после неселективных отключений к. з. на
смежных участках. Этот недостаток сказывается тем
сильнее, чем большее число участков охватывается
неселективной защитой.
Ускорение действия защиты до АПВ, так же как и
после АПВ, принципиально может осуществляться либо
шунтированием органов выдержки времени основных
защит, либо с помощью отдельного комплекта токовых
реле. Однако вследствие указанных выше особых
условий выбора тока срабатывания защиты, обеспечивающей
ускоренное отключение до АПВ, чаще используются
специально установленные для этой цели токовые реле.
Автоматическое введение и выведение из действия
защит, производящих ускоренное отключение
выключателя до или после АПВ осуществляется при помощи спе-
22
циально предназначенного для выполнения этих
операций реле ускорения защиты, которое должно иметь
замедление на возврат якоря после обесточения обмотки.
Схемы, обеспечивающие необходимые действия этого
реле, приведены на рис, 2-1.
Рассмотрим, как происходит ускорение действия
защиты до АПВ (рис. 2Л,а). При нормальном режиме
От т
у /*"*\^ На отключение
"ТН1 |^ бтлючателя
Ни отключение
Ьыпточателя
От СРЗ
Рис. 2-1. Схемы включения реле ускорения
действия защиты до АПВ (а) и после
АПВ (б).
РПУ — реле типа РП-262; СРЗ и НРЗ —
селективная и неселективная релейные защиты; /~
от устройства АПВ или контактов реле РПО
или РПВ.
работы линии обмотка реле ускорения защиты РПУ не
обтекается током. При возникновении к. з. через
размыкающий контакт этого реле обеспечивается подача
импульса от быстродействующей защиты (например, от
мгновенных реле максимальной токовой защиты,
которую в^ дальнейшем будем называть неселективной
релейной защитой НРЗ) к обмотке выходного
промежуточного реле защиты РП, производящего замыкание цепи
отключения выключателя. После его отключения
производится пуск устройства АПВ, выходное реле которого
через некоторое время одним своим контактом
производит посылку импульса АПВ, а другим — замыкание
цепи срабатывания реле РПУ. После включения
выключателя выходное реле устройства АПВ возвращается
23
в исходное положение и цепь обмотки реле РПУ
размыкается, но контакты последнего в течение некоторого
времени продолжают оставаться в прежнем положении
благодаря наличию задержки на возврат якоря.
Поэтому если повторное включение выключателя будет
произведено на неустранившееся к. з., то повторный
импульс от НРЗ будет подан только на самоудерживание
реле РПУ через его замыкающий контакт, так как
размыкающий контакт реле РПУ в цепи подачи этого
импульса к обмотке реле РП будет разомкнут.
Самоудерживание реле РПУ обеспечивает выведение
неселективной быстродействующей защиты на все время, пока не
будет отключен выключатель и не прекратится
протекание тока к. з. В этих условиях выходное реле защиты
РП сможет подействовать на отключение выключателя
только после срабатывания селективной защиты СРЗ
с соответствующей выдержкой времени.
При осуществлении ускорения защиты после АПВ
(рис. 2-1,6) для введения в работу быстродействующей
защиты используется замыкающий контакт реле РПУ.
В этом случае НРЗ может подействовать на
срабатывание выходного промежуточного реле РП только в
течение некоторого времени после АПВ.
При выполнении ускорения действия защиты до или
после АПВ, кроме рассмотренного выше способа
приведения в действие реле РПУ в момент посылки
импульса на повторное включение выключателя, применяется
также его пуск при отключении выключателя с помощью
размыкающего блок-контакта выключателя или
замыкающего контакта реле, срабатывающего при
отключении выключателя (реле положения «отключено» —
РПО), или же с помощью размыкающего контакта реле
положения «включено» (РПВ).
При выборе способа пуска реле РПУ следует
учитывать, что замыкание его контакта в цикле АПВ
желательно производить с возможно большим опережением
момента посылки импульса на повторное включение, но
не раньше, чем вернутся в исходное положение все
защиты, приходящие в действие при повреждении на
линии. Последнее необходимо для того, чтобы исключить
возможность ложного срабатывания указательных реле
чувствительных вторых ступеней защит,
возвращающихся в исходное положение с некоторым запаздыванием
по отношению к моменту размыкания цепи тока к. з. на
24
контакта* выключателя. В этом отношении замыкание
цепи обмотки реле РПУ размыкающим контактом реле
РПВ является менее желательным, так как реле РПВ
обесточивается не после отключения выключателя, а
несколько раньше — при шунтировании его обмотки цепью
отключения от защиты. Это, однако, не исключает
возможности такого пуска реле РПУ, так как благодаря
наличию задержки на отпускание оно с замедлением
действует и на срабатывание. При осуществлении такого
пуска необходимо, чтобы замедление на срабатывание
реле РПУ несколько превышало время возврата защит
в исходное состояние.
Следует отметить, что при осуществлении ускорения
защиты после АПВ пуск реле ускорения по положению
выключателя является более надежным и получил
большее распространение.
•При пуске реле ускорения устройством АПВ реле
РПУ находится под напряжением только в течение
времени включения выключателя и поэтому имеет
небольшую задержку на возврат, так как продолжительность
этой задержки зависит от длительности протекания тока
в обмотке реле. При этом, однако, большого замедления
у реле РПУ не требуется, так как напряжение с него
снимается почти одновременно с включением выключателя
и срабатыванием НРЗ. Необходимо лишь, чтобы
длительность задержки обеспечивала возможность
надежного отключения выключателя.
Если пуск реле РПУ производится при отключении
выключателя, то в цикле АПВ оно находится под
напряжением значительно дольше—от момента первого
отключения выключателя до его повторного включения.
При этом обеспечивается большее замедление на
возврат, что необходимо для перекрытия времени
включения и отключения выключателя. Кроме того, при этом
обеспечивается ускоренное отключение выключателя при
его дистанционном включении на к. з„ так как в этих
случаях цепь ускорения защиты оказывается
подготовленной еще до включения выключателя, поскольку при
отключенном выключателе обмотка реле РПУ находится
под напряжением. При первом способе пуска реле РПУ
для этой цели необходимо обеспечить срабатывание реле
РПУ не только при АПВ, но и при подаче оперативной
команды на включение выключателя ключом
управления.
25
г
/
/
/
/
^
<»
При оценке необходимого времени замедления на
возврат реле РПУ при различных способах его пуска
следует учитывать, что для надежного включения
выключателя его блок-контакт в цепи включения
регулируется таким образом, чтобы размыкание его
происходило в самом конце операции включения. Замыкание
блок-контакта выключателя в цепи отключения
желательно производить в начале
процесса включения, для того чтобы
в случае влючения на к. з.
обеспечить возможность прохождения
отключающего импульса сразу
после возникновения дуги на
главных контактах выключателя,
не ожидая полного завершения
операции включения. Следует
также учитывать, что обесточение
обмотки реле РПО при
включении выключателя происходит не
в конце операции включения, а в
момент подачи импульса на
включение вследствие шунтирования
обмотки цепью включающего
импульса, а также, что обесточение
обмотки реле РПВ происходит не
в конце операции отключения,
а при шунтировании ее цепью подачи импульса на
отключение.
В качестве реле ускорения дей.ствия защиты РПУ
обычно используется реле типа РП-252. Его
конструкция, обеспечивающая задержку на возврат,
обусловливает также некоторое замедление на срабатывание. По
данным лабораторной проверки минимальная
длительность импульса, необходимая для срабатывания реле,
составляет 0,09 сек. Полученная при этом зависимость
продолжительности задержки на отпускание от
длительности нахождения обмотки реле под напряжением
представлена на рис. 2-2.
В некоторых случаях применение специального реле
для ускорения действия защиты не предусматривается,
а для этой цели используется аналогично действующее
реле положения «отключено» — РПО, которое в схемах
управления выключателя используется для контроля
исправности цепи включения. В этом случае в качестве
/.5
КО
0.5
0,05 0,1 0,13 0,2 ееп
Рис 2-2. Зависимость
продолжительности
задержки на отпускание *2
от длительности
нахождения обмотки реле
типа РП-252 под
напряжением *1.
реле РЛф должно использоваться реле типа РП-252
с необходимой задержкой на возврат.
Отказ от применения специального реле ускорения
действия защиты и использование для этой цели
контактов реле положения «отключено» (РПО)
представляется возможным в тех случаях, когда наличие
задержки на возврат не препятствует применению реле
РПО по его прямому назначению и общего количества
контактов реле достаточно для выполнения всех его
функций, включая ускорение действия защиты.
2-2. ПООЧЕРЕДНОЕ АПВ
В сетях, состоящих из ряда последовательных
участков, представляется возможным осуществлять
быстродействующую защиту как при устойчивых, так и при
неустойчивых к. з. за счет сочетания действия неселек-
п/ст В
1В
о
-^+
п/ст б
2В
■о
п/ст 6
4 I 38
кк©-к>аЕ>кэ-аЕ>-
о
п/ст Г
4г I чв
ос®-
Рис. 2-3. Участок сети, защищенный неселектнгшыми отсечками
с поочередным АПВ.
тивной отсечки с поочередным действием устройств АПВ
выключателей смежных участков [Л. 12]. Этот метод,
получивший название поочередного АПВ, предполагает,
что каждый из выключателей 1В, 2В и ЗВ
соответствующих участков сети (рис. 2-3) оборудуется устройством
АПВ и на каждом из этих выключателей, кроме
селективной защиты, обеспечивающей избирательное
отключение поврежденного участка, устанавливается
неселективная отсечка, которая автоматически выводится из
действия через 0,4—0,5 сек после срабатывания
устройства АПВ того выключателя, на отключение которого
действует данная отсечка. Токи срабатывания отсечек
выбираются из условий обеспечения надежного охвата
защищаемой линии и надежной отстройки от к. з. за
понижающими трансформаторами и шинами приемной
подстанции в конце смежного участка. При невозмож-
27
мости выполнения последнего условия (например, при
коротких линиях) вместо токовых отсечек должны
использоваться дистанционные защиты.
Выдержки времени устройств АПВ /Ср выбираются
возрастающими по мере удаления места установки
выключателя от источника питания:
'срЗВ = /ср2В + А'=^ср1В + 2Д/,
где А/ «0,5 ч-0,6 сек.
Рассмотрим действие защиты и автоматики при
устойчивом к. з. в точке т на линии БВ. В этом случае
приходят в действие отсечки, установленные на линиях АБ
и БВ, и выключатели 1В и 2В отключаются. Для
обеспечения надежного отключения выключателей выходные
промежуточные реле, на которые действуют отсечки,
должны иметь замедление на возврат либо
самоудерживание с помощью токовых обмоток. Тогда, если
выключатель 1В отключится раньше и разомкнет цепь тока
к. з., контакты выходного промежуточного реле
выключателя 2В останутся замкнутыми и обеспечат
отключение последнего1. Первым повторно включается
выключатель 1В, имеющий меньшую выдержку времени 1Ср1я-
Так как линия АБ исправна, то ее отсечка не действует.
Затем с выдержкой времени /Ср2в происходит АПВ
выключателя 2В на устойчивое к. з. Отключение
повреждения производится выключателем 2В в результате
действия отсечки линии БВ, так как отсечка линии АБ
к этому времени уже выведена из работы. Отсечка
линии АБ вновь вводится в работу через интервал
времени, достаточный для включения выключателя 2В и его
вторичного отключения отсечкой в случае неуспешного
АПВ.
Предусматриваемая на каждом из участков
селективная защита является резервной.
Вывод и ввод в работу неселективной отсечки могут
быть осуществлены с использованием двух реле
ускорения защиты по схеме, приведенной на рис. 2-4,а. Одно
из них, 2РПУ, предназначенное для ускорения
отключения после АПВ, обеспечивает ввод неселективной
отсечки при срабатывании устройства АПВ и вывод ее из
действия через 0,4—0,5 сек после повторного включения
1 Предполагается, что на подстанции используется постоянный
оперативный ток.
28
выключатся. Другое реле, 1РПУ, предназначенное для
ускорения защиты до АПВ, осуществляет ввод отсечки
в работу через 1—1,2 сек после повторного включения
выключателя и вывод ее из действия при последующем
срабатывании устройства
АПВ.
Для ввода и вывода
неселективной отсечки может
быть использовано также
двухрелейное устройство,
схема которого приведена на
рис. 2-4,6 {Л. 4]. Входящее
в это устройство реле
времени 1РВ срабатывает при
замыкании цепи его обмотки
контактом выходного реле
устройства АПВ и
самоудерживается своим мгновенным
контактом. При замыкании
проскальзывающего
контакта рел^ времени, уставка
которого определяет момент
выведения неселективной
отсечки после АПВ,
срабатывает промежуточное реле
1РПУ которое размыкает
цепь подачи импульса от
неселективной отсечки к
выходному реле защиты РП и
самоудерживается до
момента возврата реле времени
1РВ. Возврат последнего
производится при
шунтировании его обмотки упорным
контактом 1РВ, уставка
которого определяет момент ввода неселективной отсечки
в работу.
Необходимая очередность АПВ выключателей
может устанавливаться по появлению напряжения на
шинах подстанций без введения дополнительных выдержек
времени в устройства АПВ. Это обеспечивает
сокращение длительности перерыва питания потребителей,
особенно при большом числе участков, но приводит к
некоторому усложнению устройств автоматики.
29
На отключение
выключателя
б)
Рис. 2-4. Схемы устройств для
автоматического вывода и
ввода в работу неселективной
отсечки при поочередном АПВ.
а — схема с промежуточными реле.
*ъ\Р11У>*&РПУ- Я —схема с
реле времени; 1РПУ. 2РПУ — реле
типа РП-252; 1РВ — реле времени
типа ЭВ-122; РП. /РЛ — реле типа
РП-23.
Эффект поочередного АПВ, заключающийся в
возможности осуществления быстродействующей
селективной защиты сети, состоящей из нескольких
последовательных участков, при использовании неселективных
отсечек, достигается за счет сочетания действий
устройства АПВ каждого участка с действием устройства,
обеспечивающего ускорение защиты и до, и после повторного
включения. В связи с этим поочередному АПВ присущи
те же достоинства и недостатки, что и рассмотренным
выше (см. § 2-1) способам ускорения действия
релейной защиты.
2*3. СОЧЕТАНИЕ НЕСЕЛЕКТИВНЫХ ОТСЕЧЕК
И МНОГОКРАТНОГО АПВ
Селективное отключение повреждения в сети,
состоящей из нескольких последовательных участков, так же
как при поочередном АПВ, представляется возможным
выполнить при использовании неселективных отсечек
в сочетании с устройствами АПВ различной кратности
действия. При использовании этого способа кратность
действий АПВ увеличивается по мере приближения
места установки выключателя к источнику питания. Для
участка сети, приведенного на рис. 2-3, на
выключателе 1В устанавливается устройство АПВ трехкратного
действия, на выключателе 2В— двукратного и на
выключателе 1В — однократного действия {Л. 1, 4, 11].
На всех выключателях предусматриваются установка
селективных защит, способных избирательно отключать
соответствующий поврежденный участок линии, а также
установка неселективных токовых отсечек, в зону
действия которых входят смежные участки.
Рассмотрим случай к. з. в точке п,
сопровождающегося действием отсечек линий БВ и ВГ и отключением
выключателей 2В и ЗВ. Отметим, что принципиально
возможно срабатывание отсечки и на линии АБ. В
результате действия устройств АПВ включаются оба
выключателя 2В и ЗВ, снова срабатывают отсечки и
вторично отключают выключатели. Выключатель ЗВ
больше не включается, так как на нем установлено
устройство однократного АПВ. Выключатель 2В будет
включен устройством двукратного АПВ на исправную
линию БВ.
Недостаток способа заключается в большом числе
операций, которые автоматически осуществляют выклю-
30
чатели при ликвидации к. з. В результате
увеличивается вероятность развития аварии из-за отказа
какого-либо выключателя и оказывается необходимым
проведение более частых ревизий выключателей. Практически
этот способ применяется для ускорения защиты двух
последовательных участков.
2-4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АПВ ЛИНИИ ПРИ ОСУЩЕСТВЛЕНИИ
ЗАЩИТЫ ПОДСТАНЦИИ БЕЗ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ НА СТОРОНЕ
ВЫСШЕГО НАПРЯЖЕНИЯ
В последние годы в энергосистемах Советского
Союза широко практикуется сооружение понизительных под-
станций, на стороне высшего напряжения которых не
предусматривается установка дорогостоящих высоко*
вольтных выключателей. Отказ от их установки, как
показал опыт проектирования и строительства,
обеспечивает существенное удешевление подстанций. Такое
решение оказывается возможным благодаря сочетанию
действия устройств АПВ на линейных выключателях
питакуцих подстанций с работой простых и дешевых
коммутационных аппаратов-отделителей,
устанавливаемых вместо выключателей в цепи трансформаторов на
приемных подстанциях (Л. 13—16]. Отделитель
представляет собой разновидность разъединителя -с
автоматическим приводом. С отделителями серии ОД применяются
привода типа ШПО или ШППО; первые обеспечивают
только автоматическое отключение, а вторые —
автоматические отключение и включение отделителей.
Характерные схемы подстанций без выключателей на
стороне высшего напряжения представлены на рис. 2-5.
Коммутационная способность отделителей намного
меньше, чем у выключателей; они способны отключать
лишь токи холостого хода трансформаторов
определенной мощности или зарядные токи линий небольшой
длины. Поэтому для отключения токов к. з. при
повреждениях в трансформаторах приемных подстанций
используются выключатели, установленные на линиях со
стороны литания, а отделители производят отключение
поврежденных трансформаторов от питающей линии
в период бестоковой паузы цикла АПВ линии.
В связи с тем, что защита линии может оказаться
нечувствительной к некоторым видам повреждений
в трансформаторах приемных подстанций, для отклю-
31
чения линейных выключателей в этих случаях
необходимо предусматривать специальные меры. В некоторых
случаях для этой цели осуществляют передачу
отключающего импульса от защиты трансформатора на
линейный выключатель питающей подстанции по
специальному каналу связи. Однако чаще всего для приведения
в действие защиты линий прибегают к созданию ис-
прт Л
п /ал. В
п/ст. л I ^„^
Рис/ 2-5. Примеры использовании АПВ линий для осуществления
защиты подстанций без выключателей на стороне высшего
напряжения.
а — для двужтрансформаторных подстанций; б— для однотрансформаторнш
подстя и цк Л; Л О — а игом ати чес ки й отдел итель; КЗ — коротко.™ м ы катсл ь.
кусствениого к. з. на выводах высшего напряжения
трансформатора. Оно производится с помощью корот-
козамыкателя, представляющего собой аппарат типа
разъединителя с автоматическим приводом,
производящим его автоматическое включение; отключение коротко-
замыкателя производится вручную. На короткозамыка-
телях серии КЗ используются приводы типа ШПК.
При возникновении повреждения в трансформаторе
его защита действует на отключение выключателя со сто*
роны пониженного напряжения и на включение корот-
козамыкателя, производящего к. з. на стороне высшего
напряжения трансформатора. В результате этого
приходит в действие защита линии, производящая отключе-
32
кие выключателя линии на питающей подстанции, и
пускается установленное на нем устройство АПВ. В период
бестоковой паузы цикла АПВ производится отключение
отделителя поврежденного трансформатора, после чего
устройство АПВ производит повторное включение
выключателя. Последнее обеспечивает восстановление
нормальной работы другого трансформатора данной
подстанции (рис. 2-5,а) или других подстанций (рис. 2-5,6),
питаемых от этой же линии.
Для обеспечения автоматического отключения
отделителя в период бестоковой паузы цикла АПВ линии
в его приводе предусмотрено специальное
электромагнитное реле прямого действия, обмотка которого
присоединяется к трансформатору тока в цепи короткозамы-
кателя. Это реле, получившее название блокирующего
реле отделителя (БРО), втягивает свой якорь и взводит
специальную пружину в момент появления тока в цепи
короткозамыкателя; при прекращении протекания тока
в цепи короткозамыкателя, т. е. после отключения
выключателей линии на питающих подстанциях, оно
отпускает свой якорь и он за счет энергии ранее
взведенной пружины выбивает защелку, удерживающую
отделитель во включенном положении, благодаря чему нож
отделителя под действием отключающей пружины
привода переводится в положение «отключено».
Если возникшее в трансформаторе повреждение
оказывается в зоне чувствительности быстродействующих
защит питающей линии, то вследствие того что
собственное время включения короткозамыкателя
сравнительно велико (0,4—0,6 сек), замыкание его контактов
может произойти после того, как выключатели линии на
питающих подстанциях уже отключатся. При этом реле
БРО в приводе отделителя работать не будет и
отделитель не отключится. Срабатывание реле БРО и
взведение его пружины окажутся возможными только после
АПВ линии, которое, естественно, будет неуспешным,
поскольку будет произведено при включенном на линии
короткозамыкателе. Отключение отделителя произойдет
после вторичного отключения линии, поэтому в этих
случаях для восстановления нормальной работы линии и
других присоединенных к ней трансформаторов
потребуется двукратное АПВ линейных выключателей.
В целях исключения необходимости осуществления
двукратного АПВ для отключения отделителя вместо
3—1601 33
блокирующего реле БРО используют имеющийся в
приводе отделителя электромагнитный расцепитель
нормального типа. Его срабатывание разрешается после
включения короткозамыкателя, при условии что ток в
цепи последнего не протекает, чем обеспечивается
проверка того, что линейные выключатели отключены. На
подстанциях, не имеющих независимого источника
оперативного тока в виде аккумуляторных батарей, для при-
п/ст 6
п/ст. А к |о) п /ст. В
4-п-—^и 1^«—о+-
Рис. 2-6. Схема секционирования линии отделителями,
отключающими поврежденный участок в цикле АПВ линейных выключателей.
Обозначения см. на рис 2-5.
ведения в действие электромагнитного расцепнтеля
используется энергия предварительно заряженных
конденсаторов.
Применение отделителей, секционирующих линию
с двусторонним питанием в месте присоединения
трансформаторов промежуточной подстанции (рис. 2-6), в
сочетании с АПВ линейных выключателей на питающих
подстанциях позволяет производить отключение
поврежденного участка питающей линии и сохранить питание
трансформаторов промежуточной подстанции по
неповрежденному участку линии [Л. 16]. В этих случаях
устройства релейной защиты и автоматики на
промежуточной подстанции, кроме рассмотренного выше
взаимодействия короткозамыкателей и отделителей,
установленных в цепях трансформаторов, должны при к. з. на
одном из участков линии в период бестоковой паузы
цикла АПВ производить отключение ближайшего к ме-
34
сту повреждения секционирующего отделителя, для чего
эти устройства должны обеспечивать фиксацию
направления потока мощности при к. з. Для питания органов
направления мощности этих устройств на таких
подстанциях должна производиться установка указанных
на рис. 2-6 трансформаторов тока и напряжения.
При к. з. на одном из участков питающей линии
отключаются выключатели на обоих ее концах и затем
повторно включаются своими устройствами АПВ. При
неустойчивом характере повреждения на линии действие
устройств автоматики на этом заканчивается.
В случае если повреждение оказывается устойчивым,
оба выключателя опять отключаются. В период
бестоковой паузы второго цикла АПВ производится
отключение ближайшего к месту повреждения
секционирующего отделителя, после чего линейные выключатели
включаются еще раз. Выключатель, включившийся на
поврежденный участок, снова отключается своей
защитой, а выключатель противоположного конца питающей
линии остается включенным и, таким образом, питание
трансформаторов промежуточной подстанции
восстанавливается.
Принципиально отключение секционирующих
отделителей может быть произведено в период бестоковой
паузы цикла однократного АПВ. Однако, учитывая, что
подавляющее большинство повреждений на линии в
первом цикле АПВ самоустраняется, было бы
нецелесообразно в этих случаях производить размыкание
транзитной связи между питающими подстанциями. Поэтому
оно производится во втором цикле АПВ/ успешность
которого значительно ниже, чем первого.
Таким образом, первый цикл АПВ представляет собой
попытку восстановления питания трансформаторов
промежуточной подстанции за счет самоустранения
повреждения на линии, а второй производится для
восстановления их питания после отключения поврежденного
участка.
Аналогичный рассмотренному выше принцип
секционирования линии с помощью отделителя может быть
использован для выделения поврежденного участка
линии с односторонним питанием. Практическое его
осуществление, естественно, более просто, так как при этом
в устройстве автоматики не требуется орган
направления мощности.
8*
35
2-5. ПРИМЕНЕНИЕ АПВ В СОЧЕТАНИИ С ДЕЙСТВИЕМ
АВТОМАТИЧЕСКИХ СЕКЦИОНИРУЮЩИХ ОТДЕЛИТЕЛЕЙ
Автоматические секционирующие отделители
представляют собой аппараты, которые -благодаря
встроенному автоматическому устройству обеспечивают
размыкание первичной цепи во время бестоковой паузы после
определенного числа импульсов тока к. з.,
протекающего через отделитель при повторных включениях со
стороны питания.
Автоматический секционирующий отделитель типа
ОД-1 О/С-100 [Л. 17] <: номинальным током 100 а,
предназначенный для сетей напряжением 10 кв, состоит из
трехполюсного отделителя ОД-10/С, автоматического
привода С АО и ручного привода ПР-4. Автоматический
привод служит для автоматического отключения
отделителя и состоит из механизма расцепления и счетно-
возвращающего механизма. Ручной привод служит для
включения и отключения отделителя обслуживающим
персоналом. Такие автоматические отделители (АО)
можно использовать на ответвлениях от линии,
включенной на шины понизительной подстанции (рис. 2-7,а).
Первичные максимальные токовые реле прямого
действия, установленные на полюсах отделителя,
срабатывают при возникновении к. з. на защищаемой линии и
воздействуют на счетно-возвращающий механизм.
Одновременно действует защита выключателя Я, отключает
его й пускает устройство двукратного АПВ. Если после
первого повторного включения выключателя В к. з.
ликвидируется, то механизм привода АО через
некоторое время возвращается в исходное положение. Если
же к. з. оказывается устойчивым, то токовые реле
повторно воздействуют на механизм привода и он
отключает отделитель поврежденной цепи во время второй
бестоковой паузы цикла двукратного АПВ выключателя
со стороны питания; восстановление питания
неповрежденных ответвлений от линии производится после
второго повторного включения выключателя В.
Времена действия отделителя от момента
прекращения второго импульса тока к. з. в токовом реле
составляют до размыкания ножей отделителя 0,12—0,16 сек,
до полностью отключенного положения 0,25 сек.
В схеме на рис. 2-7,6 при к. з. на линии реле защиты
отделителя, срабатывая, своими блок-контактами
подают импульс на отключение выключателя В трансфор-
36
матора [Л. 18]. Установленное на этом выключателе
устройство двукратного АПВ включает его повторно и
в случае успешного действия ликвидирует аварийное
отключение в первом цикле АПВ.
Если повреждение оказывается устойчивым, то
защита отделителя действует вновь, производя вторичное
-#п
ТГ~СГ
ю»-—
*)
АО
У*0 /АО /Л1
б)
\ I /ао /ло т *
Г^Т Г~*
4/
Рис. 2-7. Схемы сетей,
в которых используются
автоматические
секционирующие отделители.
а — отделители {АО)
установлены на ответвлениях от
линии; б —отделители (АО)
установлены в цепях линий,
отходящих от шин подстанции; в —
схема сети, в которой
используются автоматические
секционирующие отделители с
блокировкой по напряжению (АОВ)
и выключатели повторного
действия (ВПД)<
отключение выключателя В без выдержки времени и
отключение отделителя, которое происходит уже во время
второй бестоковой паузы.
Второе повторное включение выключателя В,
производимое устройством двукратного АПВ,
восстанавливает питание всех неповрежденных линий.
При к. з. вблизи шин подстанции могут
подействовать одновременно защиты отделителя и выключателя В,
если выдержки времени в этих защитах не предусматри-
37
ваются. Однако и в этом случае действие автоматики
будет происходить в той же последовательности,
В зарубежной практике автоматические
секционирующие отделители используются весьма широко.
Отделители с электронной схемой автоматики, описанные
в [Л. 19], рассчитаны на отключение после 1, 2 или 3
импульсов тока к. з., причем максимально возможное
время от момента возникновения повреждения до
отключения отделителя составляет 120 сек. Такие
отделители могут использоваться в сетях на рис. 2-7,а
совместно с устройством двукратного или трехкратного АПВ.
В последнем случае отделители могут быть применены
и в сетях, присоединенных к ответвлениям, как
показано пунктиром на рис. 2-7,а. При этом головной
участок— линия обеспечивается трехкратным АПВ,
ответвления—двукратным АПВ, а сети, присоединенные
к ответвлениям, — однократным АПВ.
За рубежом в сетях напряжением до 20 кв широко
применяются выключатели повторного действия (Кес1о-
зегз), представляющие собой выключатели со
встроенным устройством для однократного или многократного
повторного включения [Л. 20]. В сетях, оборудованных
такими выключателями (ВПД), находят применение
автоматические секционирующие отделители с
блокировкой по напряжению (АОБ). Отделители АОБ, так же
как и рассмотренные выше отделители АО, отключаются
после отсчета определенного числа импульсов
протекающего через них тока к. з. Однако если после очередного
импульса тока к. з. напряжение в месте установки
отделителя АОБ восстанавливается, то автоматическое
устройство отделителя возвращается в исходное
положение и счет импульсов тока к. з. начинается с начала.
В сети, приведенной на рис. 2-7,в, через
выключатель В и отделители АОБ питаются две линии: 1Л и 2Л,
на ответвлениях от которых установлены выключатели
ВПД. На участках сети, расположенных за
выключателями ВПД, в свою очередь имеются ответвления,
подключенные через отделители АО.
При к. з. за выключателями ВПД отделители АО
работают, как уже было рассмотрено выше. Схема
автоматики соответствующего отделителя АОБ после
каждого отключения выключателя ВПД возвращается в
исходное положение, так как напряжение в месте его
установки восстанавливается.
38
Если же повреждение происходит на одной из двух
линий 1Л или 2Л, то отключается выключатель В и,
поскольку напряжение при этом исчезает,
автоматическое устройство отделителя АОБ не возвращается в
исходное положение. В случае устойчивого повреждения
автоматическое устройство соответствующего
отделителя АОБ отсчитывает заданное число импульсов тока к. з.,
на единицу меньшее кратности устройства АПВ,
установленного на выключателе В, после чего отделитель
отключается, а последующее АПВ выключателя В
восстанавливает питание потребителей неповрежденной
линии.
Таким образом, для обеспечения селективного
отключения линии 1Л или 2Л не требуется введения в защиту
сети дополнительной ступени выдержки времени.
2-6. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АПВ ДЛЯ ИСПРАВЛЕНИЯ
НЕСЕЛЕКТИВНЫХ ДЕЙСТВИИ ЗАЩИТЫ
При выборе уставок резервных защит часто
возникают трудности в обеспечении селективности этих защит
по времени. В связи с этим в определенных условиях
иногда допускают даже в сетях 220—500 кв неселектив-
Рис. 2-8. Участок сети, где АПВ используется для исправления
неселективного действия защиты.
ное срабатывание резервных защит с последующим
исправлением этой неселективности в результате
действия устройства АПВ.
Рассмотрим в качестве примера действие устройств
релейной защиты и АПВ на участке сети, изображенном
на рис. 2-8, при к. з. в точке К в случае отказа основной
защиты на выключателе 2В и предполагая, что уставки
резервных защит на выключателях 2В и ЗВ выбраны
неселективными по времени. В этих условиях отключе-
иие к. з. в точке К будет производиться
выключателями 1В, 2В и ЗВ, в результате чего полностью
прекратится транзит мощности через шины подстанции Б.
Если к. з. в точке К окажется неустойчивым, то в
результате действия устройств АПВ указанных
выключателей нормальная схема участка сети будет
восстановлена. Если же повреждение окажется устойчивым, то
для восстановления связи между подстанциями В и Г
необходимо будет предотвратить повторное неселейтив-
ное отключение выключателя ЗВ. Последнее может быть
достигнуто несколькими способами, в зависимости от
типа используемых устройств АПВ и других условий.
1. Если на линии, связывающей подстанции А и Б,
применены устройства АПВ с ожиданием синхронизма
(см. § 7-4), то они включаются таким образом, что со
стороны подстанции А проверяется отсутствие
напряжения, а со стороны подстанции Б контролируется
синхронизм напряжений на линии и шинах. Тогда при
устойчивом к. з. в точке К произойдет неуспешное АПВ
выключателя 1В, а повторное включение выключателя 2В
производиться не будет. Выключатель ЗВ будет
включен своим устройством АПВ и замкнет связь
подстанций В и Г.
Аналогично будет исправляться неселективное
отключение выключателя ЗВ, если на линии между
подстанциями А и Б применено несинхронное АПВ с
контролем отсутствия напряжения со стороны подстанции Л
и контролем наличия напряжения со стороны
подстанции Б (см. § 7-2 и 7-3).
2. Если на линии, связывающей подстанции А и Б,
применены устройства АПВ без контроля синхронизма,
то выключатели 2В и ЗВ могут включаться
одновременно. Выключатель 2В сразу же отключается благодаря
ускорению резервной защиты после АПВ. Для
предотвращения неселективного отключения выключателя ЗВ
в ускорение его резервной защиты вводится небольшая
выдержка времени.
Может быть применено и другое решение. Выдержка
времени устройства АПВ выключателя ЗВ выбирается
большей, чем устройства АПВ выключателя 2В, с таким
расчетом, чтобы к моменту включения выключателя ЗВ
выключатель 2В был уже отключен ускоренной
резервной защитой. В этом случае ускорение действия
резервной защиты выключателя ЗВ сохраняется обычным.
40
В некоторых случаях при аварийном отключении
какого-либо элемента сети, например питающей линии 1Л
(рис. 2 9), оставшаяся нагрузка превышает допустимую
по току срабатывания защиты другой питающей
линии 2Л, которая может при этом отключиться от
перегрузки [Л. 21].
4*
п/ст А
Рис. 2-9. Участок сети, где требуется ограничение тока нагрузки.
В указанном случае для сохранения большей части
нагрузки узла А применяется автоматическая разгрузка,
например отключение линии ЗЛ.
Пуск устройства разгрузки может осуществляться
двумя способами: а) при отключении выключателя
линии 1Л на п/ст. А и срабатывании пусковых органов
(ненаправленных) защит линии 2Л; б) после
отключения линии 2Л от перегрузки, т. е. при исчезновении
напряжения на п/ст. А и тока в линии 2Л.
В последнем случае выключатели линии 2Л
включаются повторно устройствами АПВ уже после
отключения линии ЗЛ и питание основной нагрузки узла А
восстанавливается.
2-7. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОЧЕТАНИЯ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ
И АПВ ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ ТОКОВ К. 3., ОТКЛЮЧАЕМЫХ
ВЫКЛЮЧАТЕЛЯМИ
В условиях эксплуатации могут иметь место случаи, когда в
результате развития сетей и связанного с этим повышения уровня
токов к. з. величины последних могут превысить значения предельно
отключаемых токов некоторых выключателей сети. В этих случаях,
если замена выключателей более мощными не может быть
произведена своевременно, представляется возможным за счет сочетания
действий устройств защиты и автоматики обеспечить нормальную
эксплуатацию без риска повреждения выключателей.
41
трансформаторах.
Отсечно I
и АПВ I
На рис. 2-10 показана схема подстанции, к которой подходит
несколько линий. Все они по условиям режима работы сети
нормально должны быть включены. Предположим, что при
повреждении одного из трансформаторов выключатель на стороне высшего
напряжения должен отключать ток к. з., который может превышать
его предельно отключаемый ток. Работа выключателя в таких
условиях может привести к его повреждению и развитию аварии. В этом
случае предусматривается отключение одной из линий, например /Л,
при действии специальных токовых отсечек, установленных на
трансформаторах. Тогда при к. з. в одном из трансформаторов или
на его выводах в результате действия
отсечки первым отключается без
выдержки времени вьключатель 1В линии
/Л, ток к. з. снижается до допустимых
пределов и выключатель
трансформатора надежно отключает «повреждение.
Отключившийся неселективно выключатель
1В спустя некоторое время включается
устройством АПВ [Л. 21].
Указанные отсечки трансформаторов
должны срабатывать при протекании
тока к. з., равного 0,85—0,9 предельно
отключаемого тока выключателя
трансформатора.
При рассмотренном способе
возникает опасение, что отсечки не смогут
обеопечить отключение выключателя 1В
линии 1Л до момента размыкания
контактов выключателя трансформатора.
В связи с этим иногда применяют
замедление быстродействующих защит
трансформатора на время порядка 0,1—
0,15 сек. Некоторые энергосистемы предпочитают ускорять
отключение выключателя /В, используя бесконтактные токовые отсечки,
действующие* непосредственно на электромагнит отключения отпиранием
тиристора в его цепи.
Условия, аналогичные рассмотренным выше, могут возникать на
подстанциях, где токи к. з. при повреждениях на отходящих линиях
6—10 кв могут превышать величины предельных значений токов,
отключаемых выключателями этих линий. Обычно на таких
подстанциях нормально работает параллельно несколько трансформаторов.
В подобных случаях, если нельзя секционировать шины низшего
напряжения, может быть применен следующий способ ликвидации
повреждений на линиях 6—10 кв при больших токах к. з. На
выключателе низшего напряжения одного из • трансформаторов
устанавливаются неселективная токовая отсечка и АПВ. При к. з. на
отходящей линии 6—10 кв приходит в действие указанная
неселективная отсечка и отключает один из параллельно работающих
трансформаторов. После этого ток к. з. на поврежденной линии
снижается до допустимой величины и опа надежно отключается
своим выключателем.
Спустя некоторое время АПВ включает отключившийся
выключатель трансформатора, восстанавливая нормальную схему
подстанции.
Рис. 2-10. Участок сети,
где требуется
ограничение тока к. з.
2
Ток срабатывания неселективной отсечки выбирается с таким
расчетом, чтобы она срабатывала при протекании по поврежденной
линии низшего напряжения тока короткого замыкания, равного
0,85—-0,9 предельного отключаемого тока выключателя этой линии.
При отключении одного из двух параллельно работающих
трансформаторов неселективная отсечка, если она включена не на сумму
юков, а на ток оставшегося в работе трансформатора, должна
автоматически выводиться из действия.
Защита отходящих линий работает, как правило, с выдержкой
времени более 0,5 сек% поэтому установленная на трансформаторе
неселективная токовая отсечка отключит свой выключатель раньше,
чем успеет подействовать защита линии. Если на линиях имеются
токовые отсечки, то они либо должны быть выведены, либо их
действие должно быть замедлено.
2-8. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АПВ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ
СЕЛЕКТИВНОГО ДЕЙСТВИЯ ЗАЩИТЫ И СИГНАЛИЗАЦИИ
ПРИ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЯХ НА ЗЕМЛЮ
До последнего времени в сетях с малым током замыкания на
землю возникали серьезные трудности в выполнении селективной
защиты и сигнализации при однофазных замыканиях.
Защита, действующая на отключение без выдержки времени при
однофазных замыканиях на землю, необходима по условиям
техники безопасности в сетях, питающих карьеры, торфоразработки и
другие аналогичные им предприятия. Эти сети, работающие с
изолированной нейтралью, характеризуются весьма малыми токами
замыкания на землю, что требует чрезвычайно высокой
чувствительности защиты. Селективность в сочетании с быстродействием и
высокой чувствительностью не могла быть обеспечена обычной токовой
защитой нулевой последовательности при использовании
чувствительного токового реле типа ЭТД-551. Чтобы выполнить требования
техники безопасности, в таких сетях широко применялась и
применяется до настоящего времени неселективная защита напряжения
нулевой последовательности. Эта защита действует на отключение
питающих трансформаторов подстанции или всех линий,
подключенных к шинам низшего напряжения при однофазных замыканиях
на землю в сети. Последующее отыскание поврежденного
присоединения производится при этом обычно поочередным опробованием
линий. Для ускорения указанной операции было предложено (Л. 22]
использовать АПВ.
Действие автоматики происходит следующим образом. После
неселективного отключения всех линий защитой максимального
напряжения пулевой последовательности при возникновении
однофазного замыкания на землю устройство АПВ поочередно включает
выключатели линий. Выключатели неповрежденных линий при этом
остаются включенными. При включении поврежденной линии
действует вновь защита максимального напряжения и отключает только
эту линию. Устройство АПВ продолжает включать остальные
неповрежденные линии. Такие устройства АПВ широкого
распространения не получили из-за большого числа операций выключателями.
В настоящее время в связи с выпуском промышленностью
селективной чувствительной быстродействующей защиты линий типа
ЗЗП-1 указанные устройства АПВ не используются.
43
Сети, в которых токи замыкания на землю превышают 30, 20,
15 и 10 а при номинальных напряжениях б, 10, 15—20 и 35 дев
соответственно, согласно ПУЭ должны переводиться на режим работы
с компенсированной нейтралью. При этом возникают трудности
с обеспечением сигнализации однофазных замыканий на землю,
реагирующей на токи нулевой последовательности, поскольку в
поврежденных присоединениях основная составляющая емкостного тока
замыкания на землю оказывается в значительной степени
компенсированной индуктивным током дугогасящей катушки. В этих
условиях, чтобы создать ток, достаточный для срабатывания реле
сигнализации, иногда применяют АПВ дугогасящей катушки (Л. 23].
Этот способ заключается в том, что с небольшой выдержкой
времени после возникновения однофазного замыкания на землю на
некоторое время, достаточное для срабатывания реле сигнализации,
отключается дугогасящая катушка, а затем ее выключатель снова
включается автоматически.
АПВ дугогасящей катушки имеет серьезный принципиальный
недостаток, который заключается в следующем. Дугогасящая
катушка предназначена, как известно, для гашения дуги в месте
повреждения и ликвидации благодаря этому однофазных замыканий на
землю. Поэтому отключение дугогасящей катушки при
возникновении указанного повреждения, во-первых, снижает вероятность
ликвидации повреждения, а зо вторых, лоскольку оно сопровождаете;*
резким увеличением тока однофазного замыкания на землю, может
приводить к переходу перемежающегося замыкания на землю
в устойчивое. В результате такой способ лишает сеть преимуществ,
которые дает компенсация емкостных токов.
В отдельных случаях в компенсированных сетях также
применяются описанные устройства АПВ, ускоряющие поочередное
опробование присоединений при однофазных замыканиях на землю.
В этих сетях, как правило, более ответственных по сравнению с
сетями, имеющими изолированную нейтраль, недостатки данного
способа сказываются в еще большей степени.
В связи с отмеченными недостатками АПВ дугогасящей
катушки и АПВ, поочередно включающего присоединения данной системы
шин при однофазных замыканиях на землю, не могут быть
рекомендованы к применению, тем более что в настоящее время известен
ряд способов выполнения селективной сигнализации однофазных
замыканий на землю в компенсированных сетях, а некоторые
устройства [Л. 24], предназначенные для этой цели, выпускаются
промышленностью.
ГЛАВА ТРЕТЬЯ
ОДНОКРАТНОЕ ТРЕХФАЗНОЕ АПВ ОДИНОЧНЫХ
ЛИНИИ С ОДНОСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ
3-1. УСТРОЙСТВО АПВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕЛЕ
ВРЕМЕНИ И ПРОМЕЖУТОЧНЫХ РЕЛЕ
В первый период внедрения АПВ применялись самые
разнообразные устройства, выполнявшиеся по
различным схемам с использованием аппаратуры, выпускав-
44
шейся промышленностью для релейной защиты и
других целей. В этот период одним из наиболее
распространенных было разработанное в системе Мосэнерго
устройство АПВ с пуском при срабатывании релейной защиты,
выполнявшееся с использованием трех промежуточных
реле и реле времени с проскальзывающим и упорным
Рис. 3-1. Схема устройства АПВ однократного действия с
использованием реле времени с проскальзывающим контактом и
выходного двухобмоточного промежуточного реле.
контактами [Л. 21]. Такие устройства получили широкое
применение во многих энергосистемах Советского Союза
и до сих пор находятся в эксплуатации. Схема этого
устройства, сохранившего до настоящего времени
практическое значение, рассмотрена ниже на примере
осуществления АПВ масляного выключатели".
Схема устройства АПВ и цепей управления
выключателем приведена на рис. 3-1.
Оперативное дистанционное управление
выключателем производится при помощи ключа управления КУ.
Вертикальные линии на условных изображениях
контактов ключа в схеме соответствуют положениям
ключа, а точки на этих линиях под изображением контакта
45
ключа показывают, при каком положении ключа данный
контакт замкнут. В схеме на рис. 3-1 показаны только
два положения, соответствующие положениям подачи
оперативных команд «включить» (В) и «отключить» (О).
В других схемах, приведенных в дальнейших разделах
книги, показаны также другие положения ключа,
необходимые при рассмотрении соответствующих схем:
«включено» (#1)—положение, которое занимает
контактная система ключа при освобождении его рукоятки
после подачи команды на включение, «нейтральное»
(Я) — положение, которое занимает контактная система
ключа с самовозвратом после прекращения подачи
оперативных команд, «отключено» (О^ — положение,
которое занимает контактная система ключа при
освобождении рукоятки после подачи команды на отключение.
Рассматриваемое устройство АПВ состоит из четырех
реле: реле 1РП, выполняющего функции пускового
органа, реле 2РП, осуществляющего блокирование АПВ при
некоторых неисправностях в устройстве, реле РВ,
обеспечивающего необходимую выдержку времени перед
посылкой импульса на повторное включение и время
возврата устройства в состояние готовности к новому
действию, и реле ЗРП, являющегося выходным органом
устройства.
Токовая обмотка пускового реле 1РП включена в цепь
отключения выключателя релейной защитой.
Срабатывая при действии защиты, реле 1РП одним своим
контактом самоудерживается до момента размыкания блок-
контакта выключателя в цепи отключения, а другим
замыкает цепь обмотки реле 2РП. Последнее в свою
очередь включает реле времени РВ, которое благодаря
замыканию своего мгновенного контакта
самоудерживается и начинает отсчет времени.
Самоудерживание реле 1РП до момента размыкания
блок-контакта выключателя обеспечивает независимость
длительности пускового импульса от длительности
замыкания контактов выходного реле защиты. Это
является существенным, если при отключении повреждения
разрыв цепи тока к. з. главными контактами
выключателя и возврат реле защиты происходят раньше размыкания
блок-контакта, выключателя в цепи отключения.
Замыкание контактов выходного реле защиты на время,
достаточное для срабатывания электромагнита
отключения в приводе выключателя, но недостаточное для пу-
46
ска устрс^ства АПВ, как показал опыт эксплуатации,
может иметь место при сотрясениях панели, на которой
установлена аппаратура защиты, или при несколько
затянувшейся работе разрядников на линии.
Таким образом, самоудерживание реле 1РП
обеспечивает увеличение длительности пускового импульса
и, следовательно, повышение надежности пуска
устройства АПВ. Сопротивление в цепи самоудерживания
реле 1РП предусмотрено для обеспечения надежного
срабатывания указательного реле 1РУ, обмотка которого
при отсутствии этого сопротивления шунтировалась бы
контактом реле 1РП.
Момент посылки команды на повторное включение
выключателя определяется уставкой
проскальзывающего контакта реле времени РВ, который кратковременно
замыкается в процессе движения контактной системы
реле. Он замыкает цепь обмотки напряжения выходного
реле ЗРП, которое, сработав, замыкает цепь включения
выключателя через свою токовую (удерживающую)
обмотку. Благодаря последнему независимо от
длительности замыкания проскальзывающего контакта РВ за счет
самоудерживания реле ЗРП действие включающего
импульса обеспечивается до момента размыкания блок-
контакта выключателя в цепи включения, т. е. в
течение времени, необходимого для его надежного
включения.
Подача импульса на включение производится через
размыкающий контакт реле 2РП, которое к этому
моменту времени должно вернуться в исходное положение,
так как после отключения выключателя якорь
пускового реле 1РП отпадает. Под действием включающего
импульса срабатывает промежуточный контактор КП,
который своими контактами замыкает цепь
электромагнита включения ЭВ9 включающего выключатель. Подача
включающего импульса от устройства АПВ
сигнализируется срабатыванием указательного реле 2РУ, контакт
которого производит замыкание цепи соответствующего
светового сигнала. Приведения в действие звукового
сигнала при этом не требуется, так как повторному
включению предшествует аварийное отключение,
сопровождающееся действием звуковой сигнализации.
Следует отметить, что в дополнение к указательному
реле в выходной цепи АПВ целесообразно
предусматривать включение счетчика срабатываний, который по-
47
зволяет облегчить статистический учет количества
повторных включений и уточнение сроков ревизии
выключателей. Указанное относится как к данной схеме АПВ,.
так и ко всем рассмотренным ниже.
Если АПВ оказалось успешным, то реле времени РВ
продолжает работать до момента замыкания своего
упорного контакта, уставка которого выбирается с
учетом необходимого времени автоматического возврата
устройства в состояние готовности к новому действию.
Возврат осуществляется путем дебл'окировки реле РВ
в момент шунтирования его обмотки своим упорным
контактом.
При неуспешном АПВ снова действует защита и еще
раз производит отключение выключателя. При этом
снова срабатывает пусковое реле 1РП и его контакт
повторно замыкает цепь обмотки реле 2РП. Однако это
не изменяет действия устройства, так как реле РВ
благодаря самоудерживанию продолжает работать до
замыкания упорного контакта, который производит де-
блокировку реле, как и в случае успешного АПВ. Таким
образом, однократность действия устройства АПВ
обеспечивается за счет однократного замыкания
проскальзывающего контакта реле времени РВ и непрерывности
работы реле до замыкания его упорного контакта.
Необходимо отметить, что после деблокировки
реле РВ при возврате его подвижной системы в
начальное положение происходит замыкание
проскальзывающего контакта. Однако посылка импульса АПВ при этом
оказывается невозможной, из-за того что к моменту
замыкания этого контакта при обратном ходе подвижной
системы мгновенный контакт реле времени РВ
размыкается и отключает цепь срабатывания выходного
реле ЗРП.
Для исключения нежелательного повторного
включения выключателя после его оперативного включения
ключом управления на к. з. подача командного
импульса на включение производится через реле времени РВ
устройства АПВ. Невозможность повторного включения
на к. з. в данном случае, как и при пуске его защитой,
обеспечивается за счет однократности замыкания
проскальзывающего контакта.
С помощью переключателя ПР устройство АПВ
может быть выведено из действия. При ^том
дистанционное включение осуществляется в нормальном порядке
48
Часто рассматриваемое устройство применяется без
указанного переключателя ПР. В этих случаях с помощью
накладки или пакетного выключателя перед
дистанционным включением выключателя устройство выводят из
действия, а затем вновь вводят в действие после
включения выключателя.
Автоматический запрет действия устройства АПВ,
необходимость которого может возникнуть в_
определенных условиях, может быть осуществлен путем
шунтирования обмотки реле времени РВ.
Предусмотренное в схеме реле 2РВ предназначено
специально для предотвращения подачи длительного
импульса на включение и многократных включений на
к. з. при некоторых наиболее вероятных
неисправностях аппаратуры устройства АПВ. К числу таких
неисправностей следует отнести застревание
проскальзывающего контакта реле времени и приваривание
замыкающего контакта реле ЗРП в выходной цепи
устройства. В этих случаях при повторном включении на
устойчивое к. з. повторно срабатывает пусковое реле 1РП,
а за ним реле 2РП, которое самоудерживается через
свой замыкающий контакт и длительно замкнутый
вследствие неисправности контакт реле ЗРП в выходной цепи
устройства АПВ. При этом контакт реле 2РП в
выходной цепи устройства АПВ размыкается, благодаря чему
исключается длительное действие импульса на
включение.
Таким образом, реле 2РП выполняет в устройстве
АПВ функции, аналогичные действию имеющейся в
приводе электрической блокировки от многократных
включений выключателя. Эта блокировка выполняется при
помощи блок-контактов электромагнита отключения ЭО.
Она обеспечивает размыкание цепи включения и
самоудерживание электромагнита отключения на
включающем импульсе, благодаря чему исключается
возможность многократного повторения операций включения и
отключения («прыгания») выключателя в случае его
включения на к. з. при длительном действии импульса
на включение. Несмотря на наличие этой блокировки,
использование реле 2РП для той же цели оказывается
все-таки необходимым. Это обусловлено тем, что
возможная длительность действия блокировки от
«прыгания» ограничена временем термической устойчивости
обмотки электромагнита отключения, составляющим около
4—1601 49
Запрет АПВ
30 сек. При более длительном действии этой блокировки
(что могло бы иметь место при застревании
проскальзывающего контакта РВ в случае отсутствия реле 2РП)
неизбежно сгорание обмотки электромагнита
отключения ЭО. При этом выключатель включится на к. з. и
уже не отключится при действии защиты. Отключение
повреждения будет произведено защитой следующего
участка сети, т. е.
неселективно.
Для увеличения
допустимой длительности
действия блокировки от
многократных включений в
ряде случаев
практиковалось включение
сопротивления в цепь
самоудерживания электромагнита ЭО.
Однако это мероприятие
широкого
распространения не получило.
Другой недостаток
электрической блокировки
от «прыгания»
заключается в ненадежности блок-
контактов электромагнита
отключения, неоднократно
приводившей к
нарушениям цепи включения и
отказам АПВ. В связи
годы взамен этой бло-
реле (РП-232, см.
Рис. 3-2. Схема устройства АПВ
однократного действия с
использованием реле времени с
проскальзывающим контактом и
однообмоточных промежуточных
реле.
с указанным в последние
кировки применяется специальное
§ 3-2), обеспечивающее надежное выполнение тех же
функций в течение неограниченно длительного времени
как при посылке включающего импульса от устройства
АПВ, так и при действии оперативных команд. Это реле
следует применять и в те* случаях, когда привод
выключателя имеет не электрическую, а механическую
блокировку от многократных включений,
осуществляемую взаимодействием деталей привода при
одновременном действии команд на включение и отключение,
исключающим передачу тягового усилия электромагнита
включения привода к механизму выключателя. При при*
менении такого реле для выключателей, оборудованных
рассмотренным выше устройством АПВ, предусмотрен-
50
ное в тем для тех же целей реле 2РП может быть
исключено.
Кроме рассмотренного выше устройства АПВ,
в эксплуатации применялось также более простое
устройство с пуском при действии защиты, схема
которого приведена на рис. 3-2 {Л. 21, 25]. Как видно из
схемы, оно выполнено с использованием двух простых одно-
обмоточных промежуточных реле и реле времени с
проскальзывающим и упорным контактами.
Для обеспечения надежного пуска устройства при
кратковременном действии импульса защиты в
качестве пускового реле 1РП должно применяться
быстродействующее реле. Пусковое реле 1РП выполняет также
функции органа, исключающего возможность посылки
длительного импульса при включении на к. з.
Особенностью схемы является то, что выходное реле
2РП, срабатывающее при замыкании
проскальзывающего контакта реле времени РВ, длительно
самоудерживается. При успешном АПВ оно деблокируется после
деблокировки реле времени. В случае неуспешного АПВ
его деблокировка производится повторно
срабатывающим пусковым реле 1РП. Указанная особенность схемы
позволяет снизить требования к регулировке
блок-контактов в цепи включения, так как даже отказ
блок-контакта в размыкании при его разрегулировке не
является опасным. В рассмотренной выше схеме, приведенной
на рис. 3-1, в этом случае после успешного АПВ в цепи
включения будет длительно протекать ток.
3-2. УСТРОЙСТВО АПВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
КОМПЛЕКТНОГО РЕЛЕ ТИПА РПВ-58
Опыт проектирования и эксплуатации различных
устройств АПВ, накопленный в первый период массового
внедрения повторного включения в энергосистемах
Советского Союза, позволил в конце 40-х годов
организовать разработку и выпуск специальной аппаратуры для
АПВ. Первым образцом такой аппаратуры было
разработанное ЦНИЭЛ (ВНИИЭ) комплектное реле типа
ЭВП-285, предназначавшееся для осуществления
трехфазного АПВ. Это реле, а затем аналогичное реле типа
РПВ-52 выпускались промышленностью до 1959 г. (Л. 26,
27]. С 1959 г. выпускаются новые, усовершенствованные
на основе опыта эксплуатации ранее выпущенной
аппаратуры, реле типа РПВ-58 {Л. 28]. В настоящее время
4* 51
они получили наибольшее распространение, и поэтому
в дальнейшем будут преимущественно рассматриваться
схемы устройств АПВ, выполненных с применением
только этих комплектных реле.
Принципиальная схема реле РПВ-58 рассмотрена
ниже на примере осуществления устройства АПВ
масляного выключателя. Схема устройства АПВ и цепей
управления выключателем приведена на рис. 3-3.
РП8-58
Рис, 3-3. Схема устройства АПВ однократного действия
с использованием реле РПВ-58 (ВНИИЭ).
РПВ-58 — комплектное реле повторного включения; РПО,
РЯБ —реле типа РЛ-23; РБМ — репс типа РП-232: /С/7
—промежуточный контактор типа КМ В-521; ЭО — электромагнит
отключения; КУ — ключ управления.
Комплектное реле повторного включения типа РПВ-58
содержит реле времени 1РВ, создающего необходимую
выдержку времени перед посылкой импульса на
повторное включение выключателя, выходное двухобмоточное
промежуточное реле 1РП, осуществляющее подачу этого
импульса, ЯС-контур, обеспечивающий нужное время
автоматического возврата устройства в состояние готов-
ности к новому действию, и добавочное сопротивление
к реле времени.
52
Как видно из схемы, при подаче ключом управления
команды на включение выключателя образуется цепь
заряда конденсатора С через контакт ключа
управления КУ, включенный в цепь подвода оперативного тока
к реле КПВ-58. По истечении времени, необходимого для
заряда конденсатора до напряжения срабатывания
выходного реле 1РП, устройство АПВ оказывается
подготовленным к действию.
Пуск устройства АПВ производится при
возникновении несоответствия положений выключателя и его
ключа управления, т. е. во всех случаях аварийного
отключения выключателя. Для образования цепи «несоот-
ветствия» использованы контакт ключа управления,
включенный в цепь подачи «плюса» к устройству АПВ, и
замыкающий контакт реле РПО, срабатывающего при
замыкании блок-контакта выключателя в цепи
включения.
Следует отметить, что для образования цепи
«несоответствия» вместо контакта реле РПО мог бы быть
использован размыкающий блок-контакт выключателя.
Замена его контактом реле РПО предусмотрена в целях
повышения надежности действия АПВ, а также для
экономии жил контрольного кабеля. Большая
надежность действия АПВ достигается при этом за счет того,
что и пуск устройства АПВ, и прохождение импульса
повторного включения к обмотке промежуточного
контактора КП зависят от состояния одного и того же .блок-
контакта типа КСУ, находящегося в цепи включения
выключателя. Этот блок-контакт, как известно, является
более надежным, чем блок-контакты типа КСА, и имеет
специальное исполнение, позволяющее производить его
регулировку. Следует учитывать также и то
обстоятельство, что исправность блок-контактов, включенных в
цепи включения и отключения выключателя,
контролируется с. помощью реле РПО и аналогичного ему реле
положения «включено» РПВ, включаемого в цепи
отключения выключателя (эти реле иногда обозначаются
соответственно РЦВ и РЦО). Возможность
использования этих реле для контроля исправности оперативных
цепей основана на том, что в нормальных условиях одно
из этих реле обтекается током, а при неисправности
цели, по которой должна быть подана команда на
изменение положения выключателя, или исчезнорении
оперативного тока оба реле оказываются обесточенными.
53
В этом положении их включенные последовательно
размыкающие контакты образуют цепь свето-звукового
сигнала, извещающего персонал о возникновении
неисправности.
В схемах управления со световым контролем
исправное состояние оперативных цепей определяется по
свечению ламп сигнализации положения выключателя,
включаемых в соответствующие оперативные цепи
взамен реле. Однако и при таком способе контроля на
выключателях, оборудованных устройством АПВ, для
обеспечения надежного пуска устройства целесообразно
предусматривать реле РПО.
Сопротивления, включаемые последовательно с
обмотками реле РПО и РПВ, предназначены для
исключения возможности включений или отключений
выключателя при возможном по каким-либо причинам к. з.
обмоток этих реле.
При образовании цепи «несоответствия» после
аварийного отключения выключателя в устройстве РПВ-58
пускается реле времени 1РВ. В момент замыкания его
упорного контакта, уставка которого определяется
необходимой выдержкой времени АПВ /Срь происходит
разряд конденсатора на параллельную обмотку
выходного реле 1РП. Под действием протекающего через эту
обмотку разрядного тока реле 1РП срабатывает и
замыкает свой контакт в выходной цепи устройства АПВ, по
которой производится подача включающего импульса
к обмотке промежуточного контактора включения КП.
При срабатывании контактора его контакты замыкают
цепь электромагнита включения ЭВ привода
выключателя и последний включается. В выходную цепь
устройства АПВ включена также вторая, токовая, обмотка
реле 1РП, которая обеспечивает его самоудерживание до
тех пор, пока цепь включения не будет разомкнута блок-
контактом выключателя. Благодаря этому
обеспечивается необходимая для надежного включения
выключателя продолжительность включающего импульса.
При успешном АПВ контакт реле РПО в цепи
обмотки реле времени 1РВ размыкается и оно
возвращается в исходное положение, размыкая свой контакт в
цепи разряда конденсатора. При этом конденсатор С вновь
начинает заряжаться через сопротивление г3> величина
которого принята такой, чтобы устройство могло быть
готово к новому действию через время порядка 20 сек.
54
Время автоматического возврата устройства
определяется, таким образом, временем заряда 13ар конденсатора
до напряжения (Уср, равного напряжению срабатывания
реле 1РП:
'зар=Г3С1пс/в_и1/ср ,
где (/п — напряжение питания.
Если АПВ оказывается неуспешным, то при
повторном замыкании цепи пуска устройства АПВ после
вторичного отключения выключателя реле времени 1РВ
начинает снова работать. Однако к моменту замыкания
его упорного контакта конденсатор еще не успеет
зарядиться, и поэтому реле 1РП сработать не сможет и
нового повторного включения не произойдет. Этим
обеспечивается однократность действия устройства АПВ.
Обмотка реле времени 1РВ будет в этом случае
длительно, до момента ликвидации несоответствия положений
выключателя и ключа управления, обтекаться током,
а его контакт будет замыкать цепь шунтирования
конденсатора обмоткой реле 1РП. Термическая
устойчивость реле времени в этом режиме обеспечивается тем,
что при срабатывании в цепь его обмотки вводится то-
коограничивающее сопротивление гь которое нормально
шунтировано мгновенным размыкающим контактом реле
времени.
•При оперативном отключении выключателя ключом
управления цепь «несоответствия» образоваться не
может вследствие размыкания контакта ключа
управления в цепи подачи «плюса» к устройству АПВ, и
поэтому повторного включения выключателя не происходит.
Конденсатор в этом случае будет постепенно
разряжаться через сопротивление г3, контакт реле РПО, обмотку
реле 1РВ и его мгновенный размыкающий контакт. В
случае последующего дистанционного включения на к. з.
после отключения выключателя релейной защитой будет
произведен пуск реле времени устройства АПВ. Однако
повторного включения при этом не произойдет, так как
к моменту замыкания контакта реле времени
напряжение на конденсаторе окажется недостаточным для
срабатывания реле 1РП. В связи с этим отпадает
необходимость в отключении устройства АПВ перед
дистанционным включением выключателя, что было
необходимо в большинстве ранее применявшихся устройств АПВ.
65
В некоторых случаях аварийных отключений
выключателя (например, при действии защиты шин), когда
его повторное включение производиться не должно,
может быть осуществлен запрет АПВ путем разряда
конденсатора устройства АПВ; для этого необходимо
кратковременно присоединить «минус» оперативного тока
к зажиму 8 реле РПВ-58, что обеспечит образование
кратковременной цепи разряда через сопротивление гр.
Недопущение заряда конденсатора после размыкания
этой цепи обеспечивается его шунтированием после
замыкания контакта реле времени 1РВ.
Одним из возможных видов повреждений устройства
АПВ является приваривание контакта реле 1РП в
выходной цепи устройства АПВ, что может привести к
длительной подаче включающего импульса и, если не будут
приняты специальные меры, возможности
многократного включения выключателя на к. з. и его повреждению.
Поэтому в рассматриваемой схеме для выполнения этой
блокировки применено специальное реле РБМ типа
РП-232. Это реле имеет две обмотки: рабочую токовую,
включаемую в цепь отключения выключателя, и
термически устойчивую удерживающую обмотку напряжения.
Реле срабатывает при действии отключающего
импульса; размыкает цепь включения выключателя и
самоудерживается через свой замыкающий контакт и обмотку
напряжения, если в это время действует также лмпульс
на включение. Самоудерживание реле может длиться
неограниченное время и обеспечивается независимо от
того, откуда действует включающий импульс — от
ключа управления или от устройства АПВ.
Имеющийся у реле РБМ второй замыкающий
контакт может быть использован для шунтирования
контакта выходного реле защиты, замыкающего цепь
отключения выключателя. Благодаря этому исключается воз-
М9>кность размыкания контактом выходного реле
защити тока электромагнита отключения, в случае если
возврат защиты имеет место раньше, чем размыкание блок*
контакта выключателя в цепи отключения.
Следует отметить, что совместное действие релейной
блокировки от многократных включений и аналогичной
блокировки, выполняемой при помощи блок-контактов
электромагнита отключения, не допускается, вследствие
того что при действии последней замыкающий контакт
электромагнита отключения и контакт, производящий
56
подачу импульса на включение, образуют цепь,
шунтирующую рабочую обмотку реле РБМ и этим
понижают надежность его действия.
3-3. ОСОБЕННОСТИ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ АПВ НА ВОЗДУШНЫХ
ВЫКЛЮЧАТЕЛЯХ
Схемы устройств, предназначенных для
осуществления АПВ воздушных выключателей, имеют некоторые
особенности, связанные со спецификой конструкции и
работы этих выключателей [Л. 29].
Как известно, нормальная работа воздушного
выключателя возможна лишь при условии, что
содержащийся в его резервуарах сжатый воздух находится под
давлением не ниже минимально допустимого (для
выключателей отечественного производства нормальное
давление сжатого воздуха равно 19—20, а минимально
допустимое 15—16 ат). Это приводит к необходимости
осуществления автоматического запрета действия
выключателя при недостаточном давлении. Запрет
производится путем размыкания соответствующих
оперативных цепей при снижении давления в резервуарах
выключателя ниже предельно допустимого.
Контроль величины давления в резервуарах
воздушных выключателей осуществляется при помощи
электроконтактных манометров, которые, кроме
стрелки-указателя, снабжены также контактной системой
(переключающийся контакт с общей точкой). Замыкающий
контакт манометра находится в замкнутом состоянии при
давлениях, превышающих уставку, а размыкающий
замкнут при значениях давления, меньших уставки.
Изменение уставки срабатывания производится путем
перевода соответствующего указателя в необходимое
положение на шкале манометра.
Контакты электроконтактных манометров имеют
очень малую коммутационную способность (10 вт) и не
могут обеспечить размыкание токов, проходящих в
цепях. Поэтому в качестве органов контроля давления
в оперативных цепях выключателей и устройств АПВ
используются контакты промежуточных реле,
управляемых контактами манометров.
Каждая операция отключения, производимая
воздушным выключателем, сопровождается значительным
расходом сжатого воздуха. Поэтому после каждого
отключения давление в резервуарах выключателя резко
понижается и может вновь восстановиться до необходи-
57
мого значения лишь через некоторое время за счет
поступления воздуха из питающих магистралей. Расход
воздуха при включении выключателя очень мал и
имеющее при этом место понижение давления практически
неощутимо. В связи с этим для возможности
дистанционного управления выключателем необходим запас
воздуха, достаточный для совершения одной операции
отключения, а для возможности выполнения операций цикла
однократного АПВ—для двух операций отключения,
так как повторное включение может быть произведено
на неустранившееся повреждение и выключатель должен
быть готов к немедленному выполнению второй операции
отключения. Необходимость наличия полного запаса воз.
духа для выполнения всех операций цикла АПВ связана
с тем, что подпитка резервуаров выключателя сжатым
воздухом из магистралей за время бестоковой паузы
цикла АПВ невелика (особенно при малых выдержках
времени устройства АПВ), а в случае возможного
повреждения магистрали может полностью отсутствовать.
Воздушные выключатели нормального исполнения
снабжаются резервуарами, емкость которых позволяет
иметь в них достаточный запас воздуха необходимого
давления, обеспечивающий возможность нормального
действия выключателя в цикле неуспешного
однократного АПВ.
Наличие давления, достаточного для возможности
дистанционного управления выключателем, т. е. для
цикла операций «включение» и «отключение» (ВО),
контролируется при помощи электроконтактного манометра,
обозначаемого на схеме 1КМ, срабатывающего при
понижении давления ниже минимально допустимого (15—
16 ат). Контакты промежуточного реле РПД этого
манометра включаются в цепи электромагнитов управления
выключателя. Установление одинаковой предельной
величины давления для операций дистанционных
включения и отключения определяется тем, что, как было
показано выше, даже в случае включения выключателя на
к. з. при минимально допустимом давлении остающийся
после выполнения операции включения запас воздуха
оказывается достаточным для немедленного выполнения
операции отключения.
Контроль величины давления, необходимого для
выполнения операций цикла АПВ, может осуществляться
по-разному.
58
В ц^рвый период эксплуатации воздушных
выключателей в энергосистемах Советского Союза пуск
предусматриваемых для них устройств АПВ производился без
контроля величины давления в резервуарах, т. е.
аналогично тому, как это выполняется в устройствах АПВ
масляных выключателей по обычной цепи
несоответствия, образующейся при аварийном отключении
выключателя. При этом проверка допустимости повторного
включения выключателя по условию наличия необходимого
давления в его резервуарах производилась в момент
посылки импульса на включение выходным реле
устройства АПВ с помощью промежуточного реле контроля
давления РПД.
Вследствие того что пуск устройства АПВ
производился без контроля давления, имели место отказы АПВ
в случаях, когда к моменту замыкания выходной цепи
устройства АПВ давление оказывалось недостаточным.
В дальнейшем контроль величины давления
непосредственно перед повторным включением был признан
недостаточным из-за опасений, что вызванное первым
отключением выключателя снижение давления в
резервуарах может быть зафиксировано электроконтактным
манометром //СМ с некоторым запаздыванием,
вследствие чего АПВ выключателя может быть произведено
в условиях, когда действительное давление в его
резервуарах может оказаться ниже минимально
допустимого1. Для исключения указанного было признано
необходимым проверку величины давления производить не
перед посылкой импульса АПВ, а при пуске устройства
АПВ, с тем чтобы пуск последнего разрешался лишь при
условии, что давление в резервуарах выключателя перед
его отключением, предшествовавшим повторному
включению, достаточно для выполнения операций О—В—О.
Схема цепей контроля давления по этому способу
приведена на рис. 3-4,а. Для осуществления контроля
предусматривается отдельный контактный манометр 2КМ, уставка
которого (19—20 ат) должна превышать минимально
допустимое давление на величину, не меньшую, чем
величина сброса давления, происходящего при
совершении одной операции отключения. Промежуточное реле
РП этого манометра нормально находится в
обесточенном состоянии. Если действие электромагнита отключе-
1 Это опасение в дальнейшем не подтвердилось опытом
эксплуатации*
59
ния ЭО при первом отключении выключателя
происходит при наличии необходимого давления (контакт
манометра 2КМ замкнут), то промежуточное реле РП
срабатывает и самоудерживается, а его контакт замыкает цепь
пуска АПВ. Происходящее после отключения
понижение давления уже не оказывает влияния на состояние
реле РП и оно,
зафиксировав наличие
необходимого давления перед пер-
вым отключением,
обеспечивает работу устройства
АПВ в течение
установленной выдержки времени.
Таким образом, реле
РП не только
осуществляет контроль величины
давления перед первым
отключением, но
выполняет также функции
пускового органа устройства
АПВ. При этом, однако,
в соответствии с § 1-2
должно быть обеспечено
блокирование АПВ при
дистанционном
отключении выключателя.
Блокирование может быть
произведено либо
замыканием цепи разряда
конденсатора в момент подачи
команды на отключение,
либо отключением
устройства АПВ от «плюса»
оперативного тока при
переводе ключа управления
в положения «отключить»
и «отключено».
Необходимо отметить,
что в качестве реле РП
следует применять быстродействующее промежуточное
реле (например, реле типа РП-211), так как размыкание
контакта манометра 2КМ вследствие сброса давления при
отключении выключателя происходит настолько быстро,
что более медленно действующее промежуточное реле не
Рис. 3-4. Схемы включения
пускового реле устройства АПВ
воздушного выключателя.
а — при использовании
быстродействующего промежуточного реле; б —
при использования промежуточного
реле нормального типа и
дополнительного реле с замедлением при
возврате: РиВ-58 — комплектное реле
повторного включения: РП — реле типов
РП-2111 (а) н РП-23 (б); /ЯЛ-реле
типа РП-252; 90, ЭВ — блох-контакты
электромагнитов управления; 2КМ —
контакт электроконтактного
манометра; Я, С\ — дугогасящая цепочка.
60
успевает сработать и замкнуть свой контакт в цепи
самоудерживания и поэтому не обеспечивает пуска
устройства АПВ. Надежное срабатывание реле РП обычного
исполнения может быть обеспечено (рис. 3-4,6) путем
применения дополнительного реле 2РП с замедлением
при возврате, используемого как повторитель контакта
электроконтактного манометра.
«После посылки устройством АПВ импульса на
включение выключателя реле РП деблокируется при
размыкании блок-контакта электромагнита включения ЭВ.
При новом действии электромагнита отключения в
случае неуспешного АПВ реле РП повторно сработать не
сможет, так как после первого отключения выключателя
давление воздуха снизится примерно на 2,5—3 ат и
контакт манометра 2КМ будет разомкнут.
Деблокировка реле РП после повторного включения
выключателя обеспечивает возможность заряда
конденсатора устройства РПВ-58 и подготовку его к новому
действию. Поскольку схема на рис. 3-4 осуществляет
пуск при любой операции отключения, должно быть
обеспечено блокирование АПВ при дистанционном
включении выключателя, с тем чтобы избежать повторного
включения на устойчивое к. з. В устройствах АПВ с
использованием реле типа РПВ-58 это производится
путем разряда конденсатора через блок-контакт ЭВ и
сопротивление гр при подаче команды на включение.
При рассмотренном способе пуска устройств АПВ
воздушных выключателей возможность нового АПВ
после успешного повторного включения определяется не
только временем возврата устройства, но и временем
восстановления давления воздуха в резервуарах
выключателя до уставки манометра 2КМ, т. е. до величины,
обеспечивающей допустимость цикла операций О—В—О.
Для восстановления давления до указанной величины
требуется сравнительно большое время, и поэтому
возможны случаи отказов пуска устройств АПВ, особенно
при гололедах и интенсивных грозах, когда
отключения какой-либо линии могут следовать одно за другим
с относительно небольшими интервалами времени. Такие
случай отказов устройств АПВ, выполненных с
рассмотренным способом пуска, наблюдались в эксплуатации.
Следует отметить, что медленное восстановление
давления в резервуарах выключателя обусловлено
конструктивными особенностями устанавливаемых на выклю-
61
чателе редукционных клапанов, имеющих очень малую
пропускную способность при давлениях, близких к
номинальным. Поэтому в эксплуатации для увеличения
скорости нарастания давления иногда производят замену
редукционных клапанов, устанавливаемых
заводом-изготовителем, другими клапанами, имеющими большую
производительность [Л. 30].
Недостаток рассмотренного способа пуска устройств
АПВ обусловлен тем, что схема включения пускового
реле РП обеспечивает пуск устройства АПВ лишь при
наличии в этот момент необходимого давления и не
позволяет «ожидать» восстановления давления до нужной
величины.
Меньшая вероятность отказов АПВ при следующих
одно за другим с относительно небольшими интервалами
времени повреждениях на линии обеспечивается при
выполнении устройств АПВ воздушных выключателей по
схеме, приведенной на рис. 3-5. Принцип ее выполнения
состоит в том, что пуск устройства АПВ при аварийном
отключении выключателя разрешается при наличии
давления, достаточного лишь для выполнения операций
В—О. Последнее достигается включением в цепь пуска
устройства АПВ контактов промежуточного реле РПД,
контролирующего наличие соответствующего давления.
Контакты реле РПД используются также в цепи
электромагнитов управления выключателя. Благодаря
такому выполнению схемы пуск устройства АПВ после
повторного повреждения на линии будет обеспечен только
после того, как давление в резервуарах выключателя
восстановится до величины, достаточной для выполнения
операций В—О. Блокирование цепи пуска при давлении,
недостаточном для возможности выполнения этих
операций, в отличие от применявшихся ранее схем пуска без
контроля величины давления исключает возможность
разряда конденсатора С устройства АПВ и,
следовательно, потери импульса АПВ.
По сравнению со вторым способом пуска
рассматриваемый способ обеспечивает меньший интервал
времени между отключением выключателя в цикле успешного
АПВ и моментом, когда может быть произведено новое
повторное включение выключателя после нового
повреждения на линии. Он обеспечивает осуществление А(1В
в том случае, если новое повреждение на линии
происходит через время, необходимое для заряда конденсато-
62
ра поел* восстановления давления до величины,
достаточной для выполнения операций В—О. Это время
существенно меньше, чем время, которое при втором
способе пуска необходимо для восстановления давления до
величины, при которой может происходить
срабатывание пускового реле РП (см. рис. 3-4): 19 ат. Это
объясняется тем, что по мере увеличения давления в
резервуарах выключателя, т. е. по мере уменьшения разности
Рис. 3-5. Вариант схемы устройств АПВ воздушного
выключателя с пуском при давлении, достаточном
для выполнения операций В—О,
РЛВ-68 — комплектное реле повторного включения; РПД —
реле типа РП-255; РБМ — реле типа РП-232; РПО — реле
типа РП-252; РНФ, РПВ — реле типа РП-23; РО — реле
типа РЭВ-883; ЯШ — контакт электроконтактного нанометра.
давлений в питающей магистрали и резервуарах
выключателя, скорость нарастания давления в резервуарах
уменьшается.
Кроме указанного, третий способ пуска обеспечивает
ожидание восстановления давления, если при
отключении выключателя после заряда конденсатора оно вновь
понизится ниже допустимой величины. Следует
отметить, что при этом способе выполнения устройств АПВ
одновременно с запрещением их пуска при
недопустимом давлении должно производиться также размыкание
цепи заряда конденсатора устройства РПВ-58. Это
необходимо для исключения возможности многократных
действий устройства РПВ-58 при устойчивых
повреждениях на линии, в случае если восстановление давления
до величины, при которой разрешается пуск устройства
РПВ-58, будет происходить после того, как полностью
зарядится его конденсатор.
Если бы заряд конденсатора производился
независимо от величины давления в резервуарах выключателя
и полностью мог произойти раньше, чем давление
после неуспешного АПВ восстановится до величины, при
которой разрешается пуск устройства АПВ, то
последнее, пускаясь каждый раз при восстановлении давления
да указанной величины, производило бы посылку
импульса на включение, так как к этому моменту
конденсатор оказывался бы заряженным. Включение в цепь
?аряда конденсатора контакта промежуточного реле
контроля давления РПЦ обеспечивает после неуспешных
АПВ одновременность пуска устройства РПВ-58 и
начала заряда конденсатора, благодаря чему многократное
действие устройства РПВ-58 исключается, так как при
этом реле времени устройства РПВ-58 своим контактом
замыкает цепь разряда конденсатора на обмотку
выходного реле прежде, чем конденсатор успевает зарядиться.
Таким образом, последний способ контроля
давления в отличие от первых двух уменьшает вероятность
отказов АПВ, обусловленных запаздыванием
восстановления необходимого давления воздуха, при
повторяющихся с небольшими интервалами времени
неустойчивых повреждениях на линиях.
Недостаток первых двух способов, заключающийся
в возможности указанных выше отказов АПВ, можно,
однако, считать существенным для устройства АПВ
лишь тех линий, на которых указанные явления наблю-
64
даются систематически. С другой стороны, применение
Последнего способа, позволяющего «ожидать»
повышения давления до необходимой величины, связано с тем,
что повторное включение в рассматриваемых условиях
может происходить с выдержкой времени,
превышающей уставку устройства АПВ.
Последний способ контроля допустимости АПВ по
условию наличия необходимого давления свободен
также еще от одного недостатка рассмотренных выше двух
Рис. 3-6. Осциллограмма операции отключения воздушного
выключателя ПО кв.
/ — ток электромагнита отключения; 2 —контакт гасительной камеры; 3 —
контакт электроконтактиого манометра; 4 — отметчик времени.
других способов, заключающегося в возможности
«срывов» операции АПВ при имеющей место после
отключения выключателя вибрации контактов
электроконтактного манометра. Исследованиями [Л. 31], проведенными
после ряда случаев отказов АПВ на некоторых
воздушных выключателях 110 кв с наружным (ножевым)
отделителем, было установлено, что на этих выключателях
даже при начальных давлениях 19—20 ат и остаточных
давлениях после операции отключения, значительно
превышающих уставку манометра, контролирующего
наличие давления 16 ат, контакты последнего после операции
отключения в течение некоторого времени (порядка
0,6 сек) беспорядочно замыкаются и размыкаются
(рис. 3-6). Отказы АПВ имели место в тех случаях,
когда лосылка импульса на включение происходила в
период нахождения контактов промежуточного реле
контроля давления РПД в цепи электромагнитов
управления выключателя в разомкнутом состоянии, >и явились
следствием того, что непрерывность действия устройств
АПВ после их пуска не зависела от состояния контактов
электроконтактиого манометра.
5—1601 65
В рассмотренном выше третьем способе контроля
давления -возможность отказов АПВ по указанной
причине исключается благодаря тому, что три размыкании
контактов .промежуточного реле контроля давления
производится размыкание не только цепи электромагнитов
управления выключателя, но и. цепи пуска устройства
АПВ, что обеспечивает возможность падежного
повторного включения после прекращения вибрации контактов
электроконтактного манометра.
'При понижении давления в резервуарах воздушного
выключателя ниже минимального предела, при котором
запрещается его действие (ниже 16 ат)у производятся
размыкание цепи электромагнитов управления и лодача
предупредительного сигнала. Для того чтобы в этих
случаях одновременно с указанным сигналом не мог
действовать также сигнал «обрыв цепей управления»,
в схемах управления воздушных выключателей
предусматривается сопротивление, включаемое параллельно
контактам реле РПД в цепях электромагнитов
управления (для повышения надежности цепей управления
предусматривается параллельное включение двух
контактов). Благодаря этому сопротивлению при размыкании
контактов РПД возможный ток электромагнитов
управления оказывается недостаточным для их действия,
а напряжение на соответствующем реле положения —
достаточным для его удерживания.
3-4. УСТРОЙСТВО АПВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕЛЕ
РПВ-58 ДЛЯ ТЕЛЕУПРАВЛЯЕМЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
Устройства АПВ для телеуправляемых объектов
имеют некоторые особенности, обусловленные тем, что
выключатели на таких объектах имеют как местное
дистанционное управление, осуществляемое с помощью
ключа, устанавливаемого на щите управления данного
объекта, так и телеуправление, осуществляемое с
диспетчерского пункта с использованием средств
телемеханики. На указанных объектах положение контактов
ключа управления, если он имеет фиксированные
положения рукоятки или контакты, остающиеся замкнутыми
после прекращения подачи оперативных команд, может
не соответствовать действительному положению
выключателя в тех случаях, когда выключатель изменяет свое
положение под действием команд телеуправления. По-
66
этому ла телеуправляемых выключателях использование
контактов ключей управления для создания цепей
несоответствия, необходимых для пуска устройств АПВ,
оказывается невозможным. Применявшийся ранее для
таких .выключателей пуск устройств АПВ при действии
релейной защиты вследствие отмеченных выше (см.
§ 1-2) недостатков такого способа пуска не может быть
рекомендован. Поэтому в настоящее время при
телемеханизации ранее «построенных действующих объектов, на
которых используются ключи управления с контактами,
остающимися в положении, соответствующем
предыдущей команде, применяют устройства АПВ, пуск которых
производится во всех случаях отключения выключателя
с обеспечением запрета АПВ яри оперативных
отключениях выключателя местным ключом управления или
телеотключениях. При этом «плюс» оперативного тока
•подводится к устройству АПВ помимо контактов ключа
управления, а запрет АПВ при подаче оперативных
команд на отключение производится путем разряда
конденсатора устройства РПВ-58. Недостатком такой
схемы, кроме необходимости осуществления указанного
запрета, является также длительное обтекание током реле
времени 1РВ устройства РПВ-58 при нахождении
выключателя в отключенном положении.
В последние годы на телеуправляемых объектах для
управления выключателями применяются ключи
управления, имеющие автоматический возврат в нейтральное
положение после прекращения ттодачи оперативных
команд «включить» и «отключить». При этом для
возможности осуществления пуска устройства АПВ,
аналогичного пуску при возникновении несоответствия
положений выключателя и ключа управления, в схеме
управления выключателя предусматривается специальное
реле фиксации (РФ) включенного положения
выключателя [Л. 32].
Рассмотрим действие устройства, в котором в
качестве реле РФ используется простое промежуточное
реле (рис. 3-7,#). При включении выключателя
срабатывает реле положения «включено» РПВ и его контакт
замыкает цепь обмотки реле РФ. После прекращения
подачи команды на включение и возврата ключа
управления в нейтральное положение обмотка реле РФ будет
получать питание по двум цепям: через замкнутый при
включенном выключателе контакт реле РПВ и по цепи
5* 67
самоудерживания через свой замыкающий контакт РФ
и контакт ключа управления, замкнутый при
нахождении последнего в нейтральном положении.
Рис. 3-7. Схемы устройства АПВ однократного
действия с использованием реле РПВ-58 для
телеуправляемых выключателей.
а — схема с использованием реле типа РП-23 для
фиксации включенного положения выключателя: б — схема с
фиксацией включенного положения выключателя при помощи
двухпозиционного реле типа РГГ-352; РПВ-58 — комплектное
реле повторного включения; РБМ — реле типа РП-232; РПО,
РПВ — реле типа РП-23; ТУ — устройство телеуправлении.
68
При отключении выключателя по любой причине
реле РПВ обесточится и его размыкающий контакт в цепи
пуска устройства АПВ замкнется1. Однако для пуска
устройства АПВ необходимо, чтобы был замкнут также
и .контакт реле РФ, через который производится подача
«плюса» оперативного тока к устройству А'ПВ.
Если в результате действия релейной защиты или по
какой-либо другой причине происходит аварийное
отключение выключателя, то реле РФ остается
подтянутым, та!К как после размыкания находящегося в цепи
его обмотки контакта реле РПВ оно будет продолжать
получать питание по цепи самоудерживания. Поэтому
указанные выше условия пуска устройства АПВ будут
обеспечены.
Если же отключение выключателя будет произведено
ключом управления, то контакт последнего в цепи
самоудерживания реле РФ на воемя подачи команды
отключения будет разомкнут. Поэтому после размыкания
контакта РПВ реле РФ обесточится, отключит
устройство АПВ от «плюса» оперативного тока и этим
запретит АПВ.
'При отключении выключателя через устройство
телеуправления выходные контакты последнего, кроме
замыкания цепи отключения выключателя, производят также
шунтирование обмотки реле РФ, благодаря чему оно
отпадает и запрещает действие устройства АПВ.
Таким образом, рассмотрение схемы на рис. 3-7,а
показывает, что предусмотренный в ней пуск устройства
АПВ по цепи, состоящей из контактов реле РФ и РПВ
(или РПО), аналогичен пуску по цепи «несоответствия»',
предусмотренному в схеме на рнс. 3-3, где цепь
«несоответствия» образуют контакт реле РПО и контакт ключа
управления, замкнутый, когда ключ управления
находится в положении «включено». При этом функцию
последнего в схеме на рис. 3-7,а выполняет контакт реле
фиксации включенного положения выключателя.
В остальном устройства АПВ, выполненные по
схемам на рис. 3-3 и 3-7,а, действуют аналогично.
На рис. 3-7,6 приведен вариант рассмотренной схемы,
в котором для фиксации включенного положения
выключателя использовано двухпозиционное реле типа
1 Вместо этого контакта в цепи пуска устройства АПВ может
использоваться замыкающий контакт реле положения «отключено»
(РПО), срабатывающего при отключении выключателя*
69
РП-352, представляющее собой двухобмоточное
электромагнитное реле, якорь которого при ^помощи пружины
фиксируется в обоих конечных положениях. Переброска
якоря из одного фиксированного положения в другое
производится при включении той или другой его
обмотки; при этом происходит размыкание одной группы
контактов реле и замыкание другой. В цепь каждой из
обмоток реле включены его собственные контакты, и
поэтому при .переброске якоря цепь действующей
обмотки размыкается, а контакт в цепи другой обмотки
замыкается, подготавливая реле к следующему действию.
Таким образом, обмотка реле обтекается током только
« течение времени срабатывания реле. С этим связана
принципиальная особенность этого реле,
заключающаяся в том, что оно не реагирует на посадки и полное
исчезновение напряжения оперативного тока, так как
переключение его контактов происходит только при
подаче импульса в цепь соответствующей обмотки. Это
качество реле позволяет использовать его в устройствах
автоматики для фиксации различных режимов или
состояний аппаратов, что особенно важно при
использовании переменного оперативного тока (в этих случаях
применяется аналогичное реле переменного тока
РП-351) в связи с возможностью его исчезновения при
нарушениях нормального режима работы
электроустановки.
При использовании 1В качестве реле РФ реле типа
РП-352 фиксация включенного положения выключателя
производится в момент замыкания цепи одной из
обмоток реле РФ контактом реле РПВ\ возврат реле РФ при
подаче оперативной команды на отключение
производится при замыкании цепи другой обмотки контактом
ключа управления или контактами выходного органа
устройства телеуправления.
При сравнительной оценке схем устройств АПВ,
предназначенных для телеуправляемых выключателей,
следует учитывать, что реле РФ является элементом не
только устройства автоматики, но и схемы
сигнализации. Оно позволяет осуществить .аварийную
сигнализацию по принципу «несоответствия», действующую во
всех случаях аварийного отключения выключателя,
тогда как при отсутствии этого реле можно выполнить
аварийную сигнализацию, действующую лишь при
отключениях, вызванных действием релейной защиты.
70
Рассмотренная схема может быть использована
также для нетелеуправляемых объектов, и поэтому ее
иногда называют унифицированной.
3-5. УСТРОЙСТВО АПВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕЛЕ РПВ-58
ДЛЯ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ С РЕЛЕЙНЫМИ СХЕМАМИ
УПРАВЛЕНИЯ
Принципы выполнения устройств АПВ, аналогичные
принятым на телеуправляемых объектах, находят
применение также на объектах с постоянным дежурным
персоналом в случаях, когда для оперативного
дистанционного управления выключателями (применяются
ключи управления, «е имеющие контактов, необходимых для
образования цепей «несоответствия», т. е. контактов,
остающихся замкнутыми после прекращения подачи
оперативной команды на включение. В последние годы
ключи управления такого типа широко используются
для дистанционного управления выключателями на
мощных тепловых электростанциях. Это обусловлено
следующими обстоятельствами.
Развитие энергетики в последние годы
характеризуется, с одной стороны, значительным ростом единичных
мощностей агрегатов и электростанций в целом, а с
другой — увеличением степени централизации управления.
В связи с этим на щитах централизованного управления
мощными тепловыми электростанциями, являющихся
пунктом нахождения дежурного оперативного
персонала, необходимо сосредоточить значительное количество
аппаратов управления, сигнализации и измерения. При
этом для улучшения обозреваемости щитов стремятся
обеспечить сокращение их общих габаритов, что
приводит к необходимости использования малогабаритной
аппаратуры и, в частности, малогабаритных ключей
управления.
Создание надежных малогабаритных ключей
управления, имеющих контакты, способные непосредственно
коммутировать токи электромагнитов управления
выключателя, а также контакты, остающиеся замкнутыми
после подачи оперативных команд, является весьма
•сложной задачей. В настоящее время промышленность
выпускает малогабаритные ключи, обладающие весьма
маломощной контактной системой и не имеющие
«остающихся» контактов. Поэтому при использовании таких
71
ключей применяют специальные схемы управления,
предусматривающие подачу оперативных команд с
помощью промежуточных реле РКО и РКВ, цепи обмоток
которых коммутируются контактами ключа управления.
+ У -У
.О1 '0
г?
\н рфк
.г,
РПВ-58
РПО
1Г"
| # Запрет АПВ
Рис. 3-8. Схема устройства АПВ однократного
действия с использованием реле РПВ-58 для
выключателя с релейной схемой управления.
РПВ-58— комплектное реле повторного включения; РКО,
РКВ, РПО, РЛВ — реле типа РП-23; РБМ — реле типа
РП-232; РФК — реле типа РП-352.
При этом взамен «остающихся» контактов ключей,
необходимых, в частности, для создания цепей
«несоответствия», используются контакты двухпозиционного реле,
якорь которого перебрасывается в то или другое
положение при подаче соответствующей оперативной
72
команды. Таким образом, это реле фиксирует поданную
оперативную команду и этим отличается от
аналогичного реле, примененного в рассмотренной выше (рис. 3-7)
схеме для телеуправляемого выключателя, которое
«запоминает» включенное положение выключателя и
перебрасывается в другое положение «при посылке команды
на отключение.
Схемы дистанционного управления с применением
промежуточных реле для подачи оперативных команд и
двухпозиционного реле для их «запоминания»
разработаны ВГПИ Теплоэлектропроект и получили название
релейных схем управления. Они предусматривают
размещение указанных реле вблизи управляемых
выключателей и поэтому позволяют производить управление
выключателями, находящимися на значительных
расстояниях от щита управления, используя кабели с
небольшим числом жил малого сечения.
Схема устройства АПВ выключателя, для которого
предусмотрена релейная схема управления, приведена
на рис. 3-8. Действие этого устройства аналогично
действию рассмотренного выше устройства АПВ для
телеуправляемых выключателей. Некоторое отличие схемы
«а рис. 3-8 состоит лишь в том, что в случае
неуспешного АПВ приведение реле РФК в соответствие с
положением выключателя может производиться не только
путем посылки команды на отключение ключом КУ, но
и с помощью центрального аппарата квитирования
путем подачи соответствующей команды через шинку
ШСМ.
3-6. УСТРОЙСТВО АПВ ДЛЯ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ,
ОБОРУДОВАННЫХ ПРУЖИННЫМИ ПРИВОДАМИ
В последние годы в электрических установках,
главным образом на понизительных подстанциях, а также
в сетях промышленных предприятий широко
практикуется использование переменного оперативного тока. Это
обеспечивает удешевление строительства и упрощение
эксплуатации подстанций за счет отказа от
аккумуляторных батарей, применявшихся в качестве
независимого источника оперативного тока. На таких установках
широко применяются автоматические приводы к
выключателям, позволяющие производить включение
последних за счет использования предварительно запасенной
энергии.
73
Первые образцы указанных приводов [Л. 33, 34]
производили включение выключателей за счет энергии
задающего груза, который должен быть предварительно
поднят вручную (в приводах типов УГП и ПГ) или
автоматически с помощью специального электродвигателя
(в приводах типов УГП с АМР и ПГМ). Однако
вследствие серьезных конструктивных дефектов производство
грузовых приводов было прекращено и взамен их был
начат выпуск пружинных приводов типа УПГП,
производящих включение выключателей за счет энергии
'Предварительно натянутых пружин. В настоящее время
разными заводами выпускаются 'Практически аналогичные
по конструкции приводы типов ППМ и ПП-61 [Л. 34, 35],
имеющие несколько улучшенную по сравнению со
старыми приводами кинематику. Эти приводы могут
применяться для включения выключателей 6—10 и 35 кв
с максимальным моментом на валу до 40 кГ • м.
Промышленностью выпускается также специальное
исполнение выключателя типа ВМП-10 со встроенным
пружинным приводом, являющимся элементом общей
конструкции выключателя. В указанных приводах натяжение
пружин, обеспечивающее готовность привода к
действию на включение, может производиться вручную (с
помощью заводной рукоятки) или с помощью
специального устройства, состоящего из электродвигателя и
редуктора. В последнем случае подготовка привода к
работе на включение происходит в течение 6—15 сек (в
зависимости от типа и регулировки привода, степени
натяжения пружин, необходимой для включения
выключателя, и величины напряжения оперативного тока). При
необходимости это время может быть увеличено путем
включения сопротивления параллельно обмотке якоря
электродвигателя.
Подробное описание конструкций и работы
пружинных и грузовых приводов приводится в [Л. 34, 35]. Ниже
рассматриваются только основные особенности
конструкций таких приводов в части тех элементов, которые
используются при выполнении схем устройств АПВ.
С устройством, производящим натяжение пружин
или подъем груза (в грузовых приводах) привода,
механически связана специальная контактная система,
состоящая из четырех блок-контактов. Два из них,
получившие название контактов готовности привода (КГП),
замыкаются в момент полного натяжения пружин, раз-
74
мыкаются в момент освобождения последних и остаются
разомкнутыми до их повторного полного натяжения.
Два других контакта работают в порядке, обратном
указанному выше. Один из последних используется как
конечный выключатель (ВК) в цепи электродвигателя
устройства, производящего натяжение пружин. Он
предназначается для автоматического пуска
электродвигателя после срабатывания 'привода на включение и
отключения электродвигателя в момент, когда пружины
оказываются полностью натянутыми.
Дистанционное управление приводом
осуществляется при помощи встроенных в него электромагнита
включения (ЭВ), производящего освобождение включающих
пружин привода, л электромагнита отключения (ЭО),
освобождающего запорное устройство, удерживающее
вал выключателя во включенном положении. Возможно
также ручное управление приводом при помощи
встроенных в него кнопок, механически воздействующих на
соответствующие элементы привода. Кроме того, в
приводе могут быть установлены два (в приводах УГП и
У'ПГП), три (в /приводах ПГМ и ППМ) или пять (в
приводах ПП-61) реле непосредственного действия,
воздействующие на отключающий механизм привода при
возникновении аварийного состояния. Для этого могут
использоваться реле максимального тока, действующие
мгновенно (РТМ) или с ограниченно зависимой от тока
выдержкой времени (РТВ), или реле минимального
напряжения, действующее с выдержкой времени (РНВ).
В механизме привода предусмотрен специальный
блок-контакт (Б'КА), позволяющий фиксировать
аварийное отключение выключателя. Этот блок-контакт
замыкается .при любом включении выключателя, а
размыкается только при его отключении вручную или
под действием электромагнита дистанционного
отключения ЭО.
Если отключение выключателя происходит
вследствие срабатывания встроенных в привод защитных реле,
то блок-контакт БКА остается замкнутым. В приводах
имеются блок-контакты (В), связанные с валом привода
И переключающиеся при изменении положения
выключателя по любой причине. В приводах типа ПП-61,
кроме того, имеются также два .«проскальзывающих» блок-
контакта, кратковременно замыкающихся при
изменении положения выключателя.
75
Конструкция выпускавшихся ранее пружинных и
грузовых приводов предусматривала наличие в них
специального механического устройства, которое при
действии встроенных в привод защитных реле производило
без выдержки времени АПВ выключателя. При
оперативном отключении выключателя (вручную или через
электромагнит ЭО) это устройство не действовало и
АПВ не производилось. При необходимости устройство
механического АПВ могло быть выведено из действия
с помощью специальной рукоятки.
При эксплуатации приводов, снабженных
указанными устройствами, было установлено, что при
осуществлении механического АПВ без выдержки времени
приводы действуют крайне ненадежно. Это объясняется
тем, что операция включения начинается еще до того,
как механизмы выключателя и привода успевают
прийти в состояние покоя после отключения, вследствие чего
включение сопровождается возникновением увеличенных
ударных нагрузок, нарушающих работоспособность
привода. Поэтому б приводах, выпускаемых в последние
годы, устройство механического АПВ не
предусматривается, что обеспечило упрощение конструкции привода и
повышение надежности его действия. При этом
осуществление АПВ без предварительной выдержки времени
может быть обеспечено путем подачи
соответствующего командного импульса на электромагнит
включения ЭВ.
АПВ выключателя, снабженного пружинным
приводом, может быть осуществлено и с требуемой
выдержкой времени. Для этого через необходимое время после
аварийного отключения выключателя в обмотку
электромагнита включения ЭВ должен быть послан
включающий импульс от рассмотренных выше релейных
устройств или более простых специальных устройств
АПВ. Упрощение последних достигается, во-первых, за
счет использования имеющегося в приводе аварийного
блок-контакта БКА для создания цепи «несоответствия»,
необходимой для пуска устройства АПВ, во-вторых, тем,
что однократность действия после неуспешного АПВ
может быть обеспечена запрещением завода пружин
привода, а также благодаря тому, что после действия
привода на включение его готовность к новому
включению обеспечивается механизмом привода лишь через
6—15 сек.
76
К источнику оперативного тона
.л.
вк
/Г/77
Схемы и описания некоторых таких устройств
приводятся «иже.
На рис. 3-9,а приведена схема устройства
мгновенного электрического АПВ, выполненного с
использованием элементов конструкции приводов без применения
дополнительной релейной аппаратуры. Это устройство
производит посылку импульса АПВ в электромагнит
включения ЭВ по цепи,
состоящей из
блок-контактов БКА и КГП и
блок-контакта
выключателя, замыкающегося при
отключении последнего.
Посылка импульса
производится в момент
замыкания цепи
блок-контактом В, связанным сва»
лом привода, т. е. без
дополнительной выдержки
времени. Наличие в этой
цепи аварийного блок-
контакта БКА исключает
возможность АПВ при
оперативном отключении
выключателя.
Однократность АПВ
обеспечивается тем, что после АПВ
подготовка привода к
новому включению
производится лишь в том случае,
если после включения
выключатель остается
включенным в течение
времени, достаточного для
натяжения пружин.
Выполнение этого условия
контролируется замыкающим
блок-контактом
выключателя В в цепи
электродвигателя механизма натяжения пружин. Благодаря этому
исключается также возможность АПВ при оперативном
включении выключателя на к. з.
Для подготовки привада к действию на включение
после -неуспешного АПВ накладка Н должна быть пере-
77
В цепь испарения
действия защиты
после ЯПВ
В цепь ускорения
дейстбия защиты
до АПВ
а)
К источнику оперативного тона
-Л-
Рис. 3-9. Схемы устройства
мгновенного АПВ выключателя с
пружинным приводом.
а — схема с запретом завода пружин
после неуспешного АПВ (ВГПИ ТЗП);
б — схема с использованием
проскальзывающего блок-контакта привода
ПП-61.
ведена <из положения 1 в положение 2. При этом цепь
АПВ размыкается и производится шунтирование
замыкающего блок-контакта выключателя в цепи
электродвигателя Д. Последний, работая до момента
размыкания его цепи конечным выключателем ВК, производит
натяжение пружин привода.
Для ускорения действия защиты до или после АПВ
(если она выполняется на реле косвенного действия)
могут быть использованы соответствующие
блок-контакты привода, производящие шунтирование контактов
органов выдержки времени в цепях защиты. В первом
случае для этой цели должен использоваться
блок-контакт, замкнутый в положении готовности привода к
действию на включение (/(/77), а во втором — контакт
конечного выключателя ВКУ замыкающийся в момент
действия привода на включение.
На рис. 3-9,6 приведена схема аналогичного
устройства для привода типа ПП-61. Особенность этой схемы
заключается в использовании имеющегося в этом
приводе проскальзывающего блок-контакта В,
обеспечивающего кратковременное замыкание цепи включения
выключателя устройством АПВ только в момент посылки
включающего импульса. Благодаря этому подготовку
привода к новому действию на включение после АПВ
представляется возможным производить независимо от
успешности повторного включения. Последнее делает
эту схему АПВ значительно более удобной в
эксплуатации ио сравнению с предыдущей.
Отмеченный выше недостаток механического АПВ,
заключающийся в том, что при осуществлении АПВ без
выдержки времени действие привода па включение
начинается еще до прихода его деталей в состояние покоя
после отключения, следствием чего является
ненадежная работа привода, в значительной мере относится
также к устройствам мгновенного электрического АПВ.
Для устранения этого недостатка в системе Мосэнерго
практикуется введение замедления на освобождение
включающих пружин привода, что достигается заменой
электромагнита включения ЭВ реле РТВ с измененной
обмоткой.
Благодаря такой замене представляется возможным
не только вводить некоторое замедление АПВ,
необходимое для улучшения работы привода, ни и
осуществлять АПВ с выдержкой времени, величина которой мо-
78
жет регулироваться изменением уставки реле РТВ. Это
оказывается необходимым также в связи с тем, что
продолжительность бестоковой паузы мгновенного АПВ
(0,3—0,5 сек) часто бывает недостаточной для
самоликвидации неустойчивых повреждений.
Следует, однако, учитывать, что замена
электромагнита ЭВ модернизированным реле РТВ при
значительных выдержках времени
последнего приводит к
существенному
эксплуатационному неудобству,
заключающемуся в
необходимости длительной
подачи команды
дистанционного включения. В связи
с этим в тех случаях,
когда для увеличения
длительности бестоковой
паузы требуется
осуществление АПВ с
выдержкой времени, в схемах
устройств АПВ следует
предусматривать органы,
обеспечивающие
необходимую выдержку времени
до посылки включающего
импульса.
На рис. 3-10
представлены схемы таких
устройств, требующие для
своего осуществления
только одного реле
времени. По принципу действия
эти схемы аналогичны
рассмотренным выше, но
отличаются от них тем, что
при аварийном отключении выключателя сначала
производится пуск реле времени, контакт которого по
истечении установленной выдержки времени производит
замыкание цепи импульса АПВ. Приведенные два
варианта схем различаются способом обеспечения
однократности АПВ. В схеме на рис. 3-10,а однократность
обеспечивается тем, что после неуспешного АПВ
подготовка привода к новому включению не производится,
/Г источнику оперативного тока
к источники оперативного тока
Рис. 3-10. Схемы устройств АПВ
с выдержкой времени для
выключателей с пружинными приводами
(ВГПИ ТЭП).
а — с автоматической подготовкой
привода с действию только после
>спешного АПВ; б —с автоматической
подготовкой привода к действию неза
пнеимо от успешности АПВ.
а в схеме на рис. 3-10,6 — ограничением длительности
включаемого импульса. Последнее достигается
применением реле времени с проскальзывающим контактом.
Следует отметить, что для обеспечения надежного
действия устройства АПВ по рис. 3-10,6 необходимо, чтобы
при АПВ размыкание цепи тока электромагнита ЭВ
производилось не проскальзывающим контактом,
а блок-контактом привода. Поэтому необходимо
применять реле времени с длительностью замыкания
проскальзывающего контакта порядка 0,5 сек и выше,
например реле РВ-238 и РВ-248.
3-7. УСТРОЙСТВО АПВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
КОМПЛЕКТНОГО РЕЛЕ ТИПА РПВ-358
Выше указывалось на возможность отказа от
использования дорогостоящих и сложных в обслуживании
аккумуляторных батарей, применяемых в качестве
независимого источника оперативного тока, когда
выключатели снабжены приводами, производящими включение
за счет предварительно запасенной механической
энергии, а отключение при к. з. за счет встроенных реле
непосредственного действия. Такая возможность имеется
и на установках, где применены выключатели с
электромагнитными (соленоидными) приводами, которые, как
известно, не имеют встроенных реле защиты
непосредственного действия 1 и выпускаются промышленностью
только для питания постоянным током. Это
представляется возможным главным образом за счет
использования выпрямленного оперативного тока, получаемого
от основной сети установки. Его получение как в
нормальном режиме работы установки, так и при к. з.
в основной сети обеспечивается при помощи
специальной аппаратуры^Л. 35].
Устройства АПВ, применяемые в таких установках,
имеют некоторые особенности, обусловленные
спецификой организации питания сети оперативного тока этих
установок. Поэтому ниже приводится краткое описание
применяемых для этого технических решений и
аппаратуры.
1 В Мосэнерго эксплуатируются разработанные и изготовленные
силами энергосистемы отключающие приставки к соленоидным
приводам, имеющие встроенные реле непосредственного действия
[Л. 35]. Однако промышленность таких приставок не выпускает.
80
Обеапечение питания оперативным током устройств,
действующих на включение выключателей, не встречает
серьезных трудностей, так как оперативные включения,
а также включения под действием автоматических
устройств производятся, как правило, при наличии
напряжения на сборных шинах установки или питающих
ее вводах. Благодаря этому представляется возможным
получить необходимое для питания этих устройств
напряжение, .используя для этой цели соответствующие
выпрямительные устройства. Обычно для питания цепей
оперативного включения и действующих на включение
устройств электроавтоматики (АПВ и АВР)
используются выпрямительные устройства, получившие название
блоков питания БПН. Они предназначаются для
выпрямления напряжения, получаемого в нормальном
режиме работы установки от трансформаторов
напряжения или «сети собственных нужд, и имеют три
исполнения: БПН-11, имеющий два независимых выхода на
мощность 40 вт каждый, БПН-101 — на мощность 240 вт
и БПН-1001 —на мощность 1 200 вт.
Питание включающих электромагнитов приводов,
потребляющих весьма значительные токи, производится
от сети собственных нужд через специальные мощные
выпрямительные устройства, которые могут
использоваться как индивидуальные или групповые. Следует
учитывать, что при этом возможен весьма напряженный
режим работы выключателя при его включении на к. з.,
когда из-за вызванного к. з. снижения напряжения в
сети собственных нужд происходит уменьшение тягового
усилия включающего электромагнита и связанное с этим
замедление движения подвижных контактов
выключателя. Поэтому для обеспечения возможно более
высокого напряжения на электромагните включения в
указанном случае существенное значение приобретает
правильный выбор выпрямительного устройства, сечения
кабелей в сети его питания и сети собственных нужд,
а также схемы присоединения трансформаторов
собственных нужд [Л. 35].
Несколько более сложным оказывается обеспечение
питания устройств релейной защиты и электромагнитов,
производящих отключение выключателей при к. з.
Использование для этой цели выпрямительных блоков,
питающихся от трансформаторов напряжения или
трансформаторов собственных нужд, невозможно, из-за того
6-1601 81
что в момент к. з., т. е. именно тогда, когда нужно
обеспечить отключение выключателя, напряжение на
вторичной обмотке трансформаторов напряжения и 1В сети
собственных нужд из-за к. з. в основной сети может
оказаться сниженным до таких значений, при которых
устройства релейной защиты и электромагниты
отключения не смогут действовать. Поэтому для питания
оперативным током устройств релейной защиты и
отключающих электромагнитов приводов оказывается
необходимым использование токовых блоков ..питания тиша
БПТ. Они включаются во вторичные цепи
трансформаторов тока и могут обеспечивать питание оперативных
цепей только в режиме к. з., когда величина
протекающего в сети тока достаточна для обеспечения
необходимой мощности на выходе блока.
Токовые блоки питания БПТ, как и блоки БПН,
выпускаются (В трех исполнениях: БПТ-11, БПТ-101 и
БПТ-1001 и имеют такие же мощности и напряжения на
выходе, как у блоков БПН-11, БПН-101 и БПН-1001
соответственно. В большинстве случаев питание
оперативных цепей обеспечивается за счет совместного
использования блоков БПН и БПТ путем параллельного
включения их выходов. Таким образом, • может быть
обеспечено создание шинок оперативного тока
отдельных монтажных единиц или ряда присоединений.
Для обеспечения действия устройств релейной
защиты и отключающих электромагнитов приводов широко
практикуется также использование энергии
предварительно заряженных конденсаторов. Необходимая для
действия этих устройств энергия накапливается в
конденсаторных батареях, заряжаемых с помощью
выпускаемых промышленностью зарядных устройств типа
УЗ-401.
Таким образом, за счет использования описанных
выше средств в установках, оборудованных
выключателями с электромагнитными приводами, и при отсутствии
аккумуляторной батареи представляется возможным во
всех режимах работы обеспечить наличие
выпрямленного оперативного тока, необходимого для питания
устройств управления, автоматики и защиты. Это дает
возможность в таких установках осуществлять АПВ на
тех же принципах, что и в устройствах АПВ
выключателей с электромагнитными приводами при
использовании постоянного оперативного тока.
82
Для^осуществления АПВ (выключателей в указанных
установках промышленностью выпускается комплектное
реле типа РПВ-358 [Л. 28], работающее аналогично
рассмотренному выше (см. § 3-2) реле типа РПВ-58. На
рис. 3-11 приведена разработанная ВНИИЭ схема
устройства однократного АПВ с использованием этого
реле, в которой питание цепей АПВ и цепей подачи
оперативных команд производится от выпрямительного
блока БПН-101 (или от блока БПН-1001, если велико
потребление контактора КП), а питание электромагнита
отключения привода выключателя — от конденсатора
Сот, предварительно заряжаемого через зарядное
устройство УЗ-401.
При таком выполнении питания для возможности
отключения выключателя 1в случае неуспешного АПВ
необходимо, чтобы повторный заряд конденсатора с>от
после первого отключения производился за время, не
большее, чем время бестоковой паузы цикла АПВ.
В отличие от общепринятых схем управления
выключателями в Данной схеме не предусмотрен
размыкающий блок-контакт выключателя в цепи электромагнита
ЭО. Это обеспечивает -повышение надежности цепи
отключения и представляется возможным .в связи с тем,
что импульс разрядного тока конденсатора Сот
действует кратковременно.
Схемой предусмотрена подача оперативной команды
на отключение выключателя через промежуточное реле
РП, осуществляющее разделение цепей двух источников
оперативного тока. Оперативное отключение
выключателя может осуществляться также путем
непосредственного замыкания цепи отключения контактом ключа
управления. При этом, однако, .следует считаться
с влиянием тока утечки проводов, идущих от контакта
ключа, который может привести к -снижению зарядного
напряжения конденсатора. Поэтому непосредственное
замыкание цепи отключения контактом ключа
управления можно рекомендовать лишь в том случае, если он
расположен на небольшом расстоянии от остальных
элементов устройства.
Следует отметить, что принятое в схеме раздельное
питание оперативным током от двух источников не
является единственно возможным. В соответствии с
изложенным выше может быть предусмотрено также
совместное питание всех оперативных цепей выключателя
6* 83
и цепей устройства АПВ от общего источника
оперативного тока, >в качестве которого может быть применен
комбинированный блок литания, состоящий из блоков
РП
\ и 7
РЗ \
1 г
РБМ
А
С
т^г
ЭП 1
ш II - '
1 "
УЗ - 401
| 1
—^
^м
Рис. 3-11. Схема устройства АПВ однократного
действия с использованием реле РПВ-358.
РГТВ-358 — комплектное реле повторного включения- РБМ —
реле типа РП-254; РЛ, РПО — реле типа РП-23.
БПТ-1001 и БПН-1001, с обеспечением суммирования их
мощности на стороне выпрямленного тока. При этом
должно быть предусмотрено включение замыкающего
блок-контакта выключателя в цепь электромагнита ЭО.
Питание электромагнита включения привода в обоих
84
случаях осуществляется через мощное выпрямительное
устройство от сети собственных нужд.
Действие устройства АПВ с использованием' реле
РПВ-358 аналогично действию рассмотренного выше
устройства АПВ для установок с постоянным
оперативным током, выполненного с применением реле РПВ-58.
Основная особенность реле РПВ-358 состоит в том,
что 'В нем в цепь заряда конденсатора включен
полупроводниковый выпрямитель Д. Он предназначается для
гого, чтобы в случае питания устройства АПВ от
выпрямительного блока напряжения. БПН исключить
возможность разряда конденсатора через зарядное
сопротивление, контакт реле РПО, обмотку реле 1РВ и его
размыкающий контакт или сопротивление г{ во время посадки
напряжения на выходе блока БПН, возможной при к. з.
в основной сети. Благодаря включению диода, имеющего
большое обратное сопротивление, даже при полном
исчезновении напряжения к моменту замыкашия
упорного контакта реле времени 1РВ заряд конденсатора
сохранится практически неизменным.
В связи с тем, что включение диода Д обеспечивает
длительное сохранение заряда конденсатора,
желательно при дистанционном отключении выключателя ключом
управления -производить также принудительный разряд
конденсатора, для того чтобы при последующем
оперативном включении выключателя на к. з. не могло
произойти АПВ.
Другая особенность рассматриваемой схемы
заключается в осуществлении блокировки от многократных
включений на к. з. с помощью специального реле типа
РП-254, аналогичного реле типа РП-232, но имеющего
замедление на возврат при отсутствии замедления на
срабатывание. Это достигается с помощью
дополнительной демпферной обмотки, которая после срабатывания
реле замыкается накоротко его замыкающим контактом
и поэтому в течение некоторого времени поддерживает
магнитный поток в реле после прекращения протекания
тока в рабочей (токовой) обмотке. Замедление на
возврат реле РБМ предусмотрено для обеспечения
надежности действия блокировки от многократных включений
на к. з. и оказывается необходимым по следующей
причине. Импульс разрядного тока конденсатора Сот,
протекающего при отключении выключателя через
последовательную обмотку реле РБМ и обмотку электромагни-
85
та 30, действует кратковременно и может
прекратиться еще до того, как произойдет отключение
выключателя. Поэтому при включении выключателя на к. з.,
когда напряжение на выходе блока БПН может быть
понижено или даже отсутствовать, не обеспечивается
самоудерживание реле РБМ. Наличие же замедления
на -возврат реле РБМ, которое должно несколько
превышать .время отключения выключателя, позволяет
обеспечить самоудерживание реле после отключения
выключателя и восстановления напряжения на выходе
блока БПН.
Следует отметить, что замедление возврата реле
РБМ необходимо лишь в том случае, когда действие
электромагнита ЭО обеспечивается за счет энергии
разряда конденсатора, а питание цепей включения
'производится от блока БПН. При совместном питании этих
цепей от комбинированного устройства питания,
состоящего из блоков БПТ и БПН, замедление реле РБМ
может не выполняться.
Рассмотренное устройство АПВ с применением реле
типа РПВ-358, питаемого выпрямленным напряжением
110 в от блоков питания БПН, следует применять также
в установках, в которых используется постоянный
оперативный ток напряжением 24 или 48 в. Это
обусловлено тем, что реле РПВ-58 в указанных случаях не может
быть применено, так как оно выпускается только для
напряжений ПО и 220 в.
3-8. АВТОМАТИЧЕСКОЕ ПОВТОРНОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ
ПРИСОЕДИНЕНИИ, ОТКЛЮЧАЕМЫХ ПРИ ДЕЙСТВИИ
УСТРОЙСТВ АЧР
Необходимым условием для сохранения строго
установленной и неизменной частоты в системе является
обеспечение ,в каждый момент времени равенства
мощности, развиваемой генераторами, и мощности нагрузки.
В нормальных условиях работы системы баланс
указанных мощностей обеспечивается автоматическими
регуляторами, воздействующими на первичные двигатели
электростанций. В этих условиях дефицит мощности,
образующийся лри увеличении нагрузки, благодаря
действию регуляторов быстро покрывается за счет
использования мощности агрегатов, работающих с неполной
загрузкой («горячего» резерва). Однако при резких
86
возмущениях 1В системе (аварийных отключениях
генераторов, резких «юабросах» нагрузки, разделениях
системы на несинхронно работающие части) дефицит
мощности может превысить имеющиеся в системе
резервы. В этих случаях весьма эффективным средством
сохранения частоты на допустимом уровне является
отключение части нагрузки при помощи устройств
автоматической частотной разгрузка (АЧР), которые при
понижении частоты до определенных значений
производят отключение заранее выбранной группы
потребителей. Обычно производится отключение отдельных линий
распределительной сети 6—10 кв, реже — линий 35 кв
или трансформаторов. Отключение производится
очередями по степени ответственности потребителей. В
первую очередь производится отключение наименее
ответственных потребителей, а при более значительных
понижениях частоты—'более ответственных с таким расчетом,
чтобы исключить возможность недопустимого
понижения частоты, грозящего полным расстройством работы
системы.
Восстановление питания (потребителей, отключаемых
в результате действия устройств АЧР, производится, как
правило, автоматически после восстановления частоты
до номинального или близкого к нему значения. Эта
операция обычно осуществляется \с использованием
имеющихся на отключенных присоединениях устройств
АПВ, основным назначением которых является
осуществление повторного включения выключателей этих
присоединений после их аварийного отключения.
На рис. 3-12 приведена схема устройства АПВ,
обеспечивающего выполнение указанных действий. Оно
предназначается для линий 6—10 и 35 кв, выполняется
аналогично рассмотренным выше устройствам АПВ
с применением реле РПВ-58 и отличается от них
наличием дополнительного промежуточного реле РП,
связанного шинками 1С групповым устройством АЧР.
Устройство АЧР срабатывая при понижении
частоты до определенного значения, определяемого уставкой
реле .частоты, подает напряжение на вспомогательные
шинки 1ВШ и 2ВШ. Вследствие этого в устройствах
АПВ линий, подлежащих отключению при данном
значении частоты, срабатывают присоединенные к
указанным шинкам реле РП и производят замыкание цепей
отключения выключателей и размыкание цепей пуска
87
устройства АПВ. Последнее исключает возможность
действия устройств АПВ до тех пор, пока реле РП не
вернутся в исходное положение. При восстановлении
частоты до заданного значения (более высокого, чем
уставка (срабатывания устройства АЧР на отключение)
устройство АЧР снимает напряжение с шинок 1ВШ и
Цепи защиты
Рис. 3-12. Схема устройства АПВ
выключателя с электромагнитным приводом для
присоединений, отключаемых действием устройств
АЧР (ВГПИ ТЭП).
РПВ-58 — комплектное реле повторного включения;
РПВ, РП — реле типа РП-23; РПУ — реле типа
РП-252.
2ВШ и реле РП отпадают. Благодаря этому
приводятся в действие устройства АПВ, которые производят
включение выключателей, отключенных устройством
АЧР.
Если после отключения в результате действия АЧР
(например, дополнительной очереди, применяемой для
предотвращения «зависания» частоты на недопустимо
низком уровне) АПВ не предусматривается, то в цепь
запрета АПВ накладкой вводится контакт реле РП (на
схеме не показан).
Следует учитывать, что при восстановлении частоты
одновременное включение большого числа выключате-
88
лей может оказаться невозможным из-за недостаточной
емкости аккумуляторной батареи, при (выборе которой
рассматриваемый случай не принимается в качестве
расчетного. В таких случаях должно производиться
поочередное -включение отдельных групп выключателей.
Последнее достигается либо установкой специальных
реле в схемах устройств АЧР, либо соответствующим
выбором выдержек времени устройств АПВ отдельных
линий. По этим же соображениям целесообразно по
возможности предусматривать действие устройства АЧР
не на выключатели отдельных линий, отходящих от
сборных шин, а на выключатель трансформатора,
питающего эти шины.
Принципиально можно производить пуск устройства
АПВ, не ожидая восстановления частоты, но при этом,
чтобы не допускать включения выключателя при
пониженной частоте, в цепь срабатывания выходного реле
АПВ вводится размыкающий контакт реле РП.
Благодаря этому можно обеспечить повторное включение
с выдержкой времени, меньшей, чем выдержка времени
устройства АПВ. Однако такое ускорение повторного
включения обычно несущественно. В то же время в этом
случае труднее обеспечить разновременность АПВ
присоединений, отключаемых действием АЧР, так как
требуется использование реле РП, имеющих задержку на
возврат, которая должна быть разной для различных
присоединений.
Следует отметить, что в данной схеме в цепях
управления предусмотрено использование имеющейся в
приводе выключателя блокировки от многократных
включений «а к. з. взамен релейной блокировки, обычно
применяемой при осуществлении АПВ. Такие решения
иногда практикуются на линиях 6—10 кв в целях
сокращения расхода релейной аппаратуры.
Схема устройства, аналогичного рассмотренному
выше, но 'предназначаемого для выключателей с
пружинными приводами, приведена на рис. 3-13. Как и в
предыдущей схеме, отключение выключателя при
понижении частоты производится с помощью реле РП. При
этом срабатывает также двухпозиционное реле 1РП
типа РП-351, которое фиксирует, что отключение
выключателя произведено устройством АЧР, и подготавливает
цепь для возможности включения выключателя после
восстановления частоты; замыкание этой цепи произво-
89
дитсй в момент возврата реле РП, После включения
выключателя и натяжения пружин привода реле 1РП
возвращается в исходное положение и схема
оказывается готовой к новому действию. Подача импульса на
включение после восстановления частоты производится
по цепи, состоящей из размыкающего контакта реле РП
и замыкающего контакта реле 1РП. Это обусловлено
тем, что при отключении выключателя устройством АЧР
1ВШ
2ВШ
т^т
Рис. 3-13. Схема устройства АПВ
выключателя с пружинным приводом для
присоединений, отключаемых действием
устройств АЧР (*ВГПИ ТЭП).
РП — реле типа РП-25; /РЛ — реле типа
РП-351
через электромагнит ЭО цепь включения от устройства
АПВ размыкается контактом БКА.
Если выключатель присоединения до срабатывания
устройств АЧР был отключен оперативно, то повторного
его включения после восстановления частоты до
нормального значения не происходит, так как контакт двух-
позиционного реле 1РП в цепи электромагнита
включения разомкнут, поскольку это реле не фиксировало
отключения выключателя устройством АЧР.
В схеме предусматривается вызов персонала на
подстанцию при отказе устройства АПВ после действия
АЧР. Сигнализация осуществляется через соединенные
последовательно размыкающий контакт реле РП и
замыкающий контакт реле 1РП (на схеме на рис. 3-13 не
показано).
90
В системе Мосэнерго широкое распространение
получило устройство АЧР с АПВ, схема которого
приведена на рис. 3-14. Такую схему наиболее целесообразно
применять в тех случаях, когда устройством АЧР
отключаются кабельные линии напряжением 3—10 /се, на
которых не установлены индивидуальные устройства
1РЧ
1РЧ
I
1Г
1РП
1РП
1РВ
1РВ
1РВ
2РЛ
ЗРП
ТГ
ЗРП ^П
ЧРП 6РП
ЧРП
5РП
|^6РП
7РП
2РП 2РП 2РП 2РП
рп^ Р11"! Г^П Г"11"!
па отключение
5РП 5РП 7РП 7РП
11а включение На включение
I ер П гр
Рис. 3-14. Схема устройства АПВ—АЧР для
присоединений, не оборудованных индивидуальными
устройствами АПВ (Мосэнерго).
//э^ —реле типа ИВЧ-3; 1РВ — реле типа ЭВ-134- 1РП
4РП, 6РП — реле типа РП-252; 2РП% ЗРП, 5РП, 7РП —
реле типа РП-23.
АПВ. Особенностью схемы является также повторное
включение отключенных присоединений группами.
При снижении частоты срабатывает реле 1РЧ и
приводит в действие реле 1РП, а через него и реле 1РВ. По
истечении установленной выдержки времени замыкается
упорный контакт реле 1РВ, включая реле 2РП и ЗРП.
Первое отключает линии, а второе закорачивает в реле
1РЧ часть добавочного сопротивления, изменяя устав-
91
ку срабатывания на более высокую. Одновременно
замыкается цепь обмотки реле 4РП, имеющего
замедленный (возврат.
В дальнейшем при повышении частоты до величины
возврата реле 1РЧ («с учетом новой уставки)
обесточивается реле 1РП и, следовательно, возвращаются реле
1РВ, 2РП и ЗРП. Последнее своим размыкающим
контактом подает напряжение на реле 5РП и 6РП.
Реле 5РП производит включение первой группы
линий, а реле 6РП подготавливает цепь включения реле
7РП, которое срабатывает после отпадания якоря реле
4РП. Срабатывание реле 7РП приводит к включению
второй группы линий.
Недостатком описанных выше схем является
независимость действия устройств АПВ от скорости
восстановления частоты до заданного значения, при котором
может быть произведено повторное включение
отключившихся присоединений. Этот недостаток в
маломощных энергетических системах может привести к
неоднократным периодическим отключениям и включениям
потребителей и нарушению устойчивости параллельной
работы системы.
Устранение указанного недостатка может быть
достигнуто осуществлением контроля скорости
восстановления частоты. Для этого используется устройство,
в котором разрешение повторного включения
определяется соотношением уставки реле частоты РЧ,
фиксирующего восстановление частоты, и времени, в течение
которого частота восстанавливается до заданной уставки.
Элемент схемы такого устройства [Л. 36] приведен на
рис. 3-15,а. В этом устройстве в дополнение к
комплектному реле РПВ-58 * предусматривается реле времени
2РВ с размыкающим контактом. Однако реле времени
с размыкающим контактом промышленностью в
настоящее время <не выпускаются. Поэтому для осуществления
схемы, аналогичной приведенной на рис. 3-15,а, можно
использовать обычное реле времени с замыкающим
контактом и промежуточное реле, размыкающий
контакт которого и контакт реле частоты РЧ включены
в.цепь параллельной обмотки выходного реле
устройства АПВ 1РП.
* В реле РПВ-58 должен быть выполнен дополнительный вывод
от обмотки выходного реле 1РП.
02
При отключении выключателя устройством АЧР
пускаются реле времени устройства АПВ 1РВ и реле
времени 2РВ. Первое замыканием своего контакта
подготавливает цепь разряда на обмотку выходного реле
!РП Окончательное замыкание этой цепи может прои-
2РВЧ
жЛ^1
а)
2'Р5-1
дзЛ31
I гв. ]
б)
Рис. 3-15. Варианты схемы на рис. 3-3 для осуществления
АПВ с контролем скорости восстановления частоты после
действия устройства АЧР.
а — с применением дополнительного реле времени с размыкающим
контактом; б — с применением дополнительного реле времени
серии ЭВ-100 с замыкающим контактом.
РП — контакт промежуточного реле, размножающего контакт
центрального реле повышения частоты.
зойти в том случае, если реле частоты РЧ замкнет свой
контакт раньше, чем разомкнётся контакт 2РВ-2 реле
времени 2РВ (или дополнительного промежуточного
реле), контролирующего скорость восстановления частоты
до уставки, принятой в данном устройстве. Если это
условие будет выполнено, то устройство АПВ подей-
93
ствует. В противном случае контакт 2РВ-2 разомкнет
цепь разряда конденсатора и после восстановления
частоты АПВ не последует.
Чем выше уставка на реле РЧУ тем большей может
быть взята выдержка времени на размыкание контакта
2РВ-2. Реле «повышения частоты имеет обычно уставку
порядка 49—49,7 гц. Выдержка времени (контакт
2РВ-2) определяется расчетом «а основании
динамической 'частотной характеристики системы.
В схеме, (приведенной на рис. 3-15,6, используется
другой способ осуществления контроля скорости
восстановления частоты в сети при выполнении АПВ после
АЧР. В этой схеме используется только одно
дополнительное реле — реле времени 2РВ с замыкающим
контактом. Реле 2РВ включено так же, как и в схеме,
показанной на рис. 3-15,а, но его упорный контакт,
замыкаясь при срабатывании реле, 'производит
принудительный разряд конденсатора С по цепи запрета АПВ.
Кроме того, в этой схеме в цепи выходного реле устройства
АПВ (взамен контакта индивидуального реле повышения
частоты 'использован контакт промежуточного реле РПУ
размножающего контакт центрального реле повышения
частоты.
Если частота в сети восстанавливается медленнее,
чем это принято при выборе уставки реле 2РВ, то АПВ
-не произойдет, так как к моменту замыкания контакта
реле частоты конденсатор уже окажется разряженным.
Оба реле времени 1РВ и 2РВ будут находиться под
напряжением, так же как и в схеме на рис. 3-15,а, все
время, пока выключатель находится в отключенном
-положении. После дистанционного включения выключателя
напряжение с обоих реле времени снимается и их
контакты размыкаются; конденсатор заряжается, и
устройство АПВ приходит в состояние готовности к новому
действию.
3-9. ГРУППОВЫЕ УСТРОЙСТВА АПВ
На подстанциях, от которых по нескольким радиальным линиям
питаются малоответственные потребители, в целях экономии
релейной аппаратуры применяются групповые устройства АПВ
Указанный способ выполнения устройств АПВ заключается в том, что для
нескольких линий (обычно 5—8) используется одно общее
устройство АПВ, которое пускается при отключении выключателя любой
из этих линий. Включающий импульс от устройства АПВ
направляется на включение отключившегося выключателя с помощью ии-
94
дипндуалъного для каждой линии промежуточного реле,
фиксирующего аварийное отключение данного выключателя.
На рис. 3-16 приведена схема устройства группового АПВ
[Л. 21] для подстанций, выключатели которых оборудованы
электромагнитными приводами, выполненного на основе схемы АПВ,
аналогичной показанной на рис. 3-2, с добавлением трех шинок,
соединяющих его с индивидуальными промежуточными реле, установленными
на каждой линии. Реле ЗРП пускает устройство АПВ, а реле 4РП
РВ
~1Г~
РЬ
Г"1Р1 Г
I ° 1РП \
I 2РП
1Г
2РП 1РП
2РП
ПГТ"
РВ
X
X
З.РП
От зашить»
М!
I I I I
I I I 5РП ^° Оллючемир
I I I— —, г- -► Оынлючптеля N42 I
1_4Я^ I УгШгм^у ^
' ' 5РП • • 5РП Ни отпптение
мо отключение дт защиты -*- —' л -^
выключателя ЫЫ выключателя Л/°
По Ьплючение
Ъыплючптепр №)
И,
Рис. 3-16. Схема группового устройства АПВ для выключателей
с электромагнитными приводами (Мосэнерго).
1РП, 2РП, 4РП — реле типа РП-23; ЗРП — реле типа РП-232; 5РП — реле
типа РП-254 (модифицированное); РВ — реле типа ЭВ-132 (ЭВ-142).
фиксирует выбор данной линии для ее АПВ. Вместо двух реле ЗРП
и 4РП может быть применено одно двухобмоточное реле 5РПУ как
показано на рис. 3-16 пунктиром.
При действии защиты на отключение выключателя срабатывает
реле ЗРП, пускающее устройство АПВ и замыкающее цепь
реле 4РП. Реле РВ самоудерживается своим мгновенным контактом;
от этого же контакта удерживается реле 4РП. Когда реле РВ
замыкает проскальзывающий контакт, реле 2РП, сработав, подает
импульс на включение выключателя через размыкающий контакт
реле 1РП и замыкающий контакт реле 4РП отключившейся линии.
После замыкания упорного контакта реле времени схема
деблокируется и устройство АПВ оказывается в состоянии готовности к
новому действию при аварийном отключении любой линии.
Основными недостатками данной схемы группового АПВ
являются: а) возможность отказа АПВ при к. з., происходящих на
линиях при работе реле времени устройства в интервале времени
между замыканиями проскальзывающего и упорного контактов;
б) исключение возможности осуществления АПВ на нескольких
линиях при проверках и неисправности устройства; в) невозможность
95
выбирать на линиях различные выдержки времени АПВ. В связи
с указанными недостатками такие групповые устройства АПВ не
получили широкого распространения.
Принципиально можно выполнить групповое устройство АПВ
с помощью комплектного реле РПВ-58. Для этого следует
осуществлять пуск устройства по цепям «несоответствия» всех
присоединений, а цепь заряда конденсатора С включать непосредственно на
шинки постоянного тока. Включе-
В
Имдибидуальные цепи
г5*
"1Г
I
^тЯЗЙМ
Цепи еруппобого устройстба
РВ
№^7Г^—2г[^'0т других я
\Т& ^ЛГ т т присоединении
^"" РВ
1Р5
ние аварийно отключившегося
выключателя должно при этом
производиться также через его цепь
«несоответствия». Для
предотвращения АПВ после включения
выключателя на' к. з. в данной схеме
необходимо при его
дистанционном включении разряжать
конденсатор С (постоянно включенный
под .напряжение) через цепь
запрета АПВ. Последнее определяет
дополнительный недостаток
группового устройства АПВ,
выполненного с помощью реле РПВ-58:
выведение устройства АПВ -из
действия для всех линий «а время,
необходимое для заряда
конденсатора после дистанционного
включения любого линейного
выключателя.
На рис. 3-17 показана схема
-^^^■N4 группового устройства АПВ, при-
Г^ч^оД меняемого в Мосэнерго для под-
РП
I
РП
Рис. 3-17. Схема группового
устройства АПВ для
выключателей с пружинными
приводами (Мосэнерго).
РП, 1РП, РПТ—реле типа РП-25;
РВ — реле типа ЭВ-238 (ЭВ-248).
I станций, выключатели которых
оборудованы «пружинными или
грузовыми приводами, выполненная на
основе рассмотренной выше схемы
устройства АПВ на рис. 3-10,а.
В схеме применено одно общее
для всех линий реле времени
РВ, пуск которого осуществляется
контактами промежуточных реле,
установленных на каждой линии. Соответствующее из этих реле
{1РП) срабатывает дфи аварийном отключении выключателя при
условии, что контакт КГП в цепи включения замкнут, и пускает
реле времени РВ. Последнее с установленной выдержкой времени
включает промежуточное реле РП, замыкающее своим контактом
цепь электромагнита включения и осуществляющее, таким образом,
включение выключателя. Одновременно возвращается реле 1РП и
снимает напряжение с реле времени РВ.
В данной схеме отсутствует наиболее существенный из
указанных выше недостатков групповых устройств АПВ (см. п. «а»), и при
отключениях нескольких линий, следующих одно за другим через
небольшие интервалы времени, отказов АПВ не будет происходить.
В то же время при этом возможно АПВ линий с выдержкой
времени, меньшей предусмотренной уставкой реле времени, и даже без
выдержки времени.
96
Оценивая целесообразность применения групповых устройств
АПВ, следует учитывать, что некоторая экономия в стоимости
релейной аппаратуры вряд ли имеет большее значение, чем снижение
надежности АПВ, усложнение вторичных цепей и увеличение
расхода контрольного кабеля.
3-10. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ УСТАВОК
Выдержка времени устройств АПВ /Ср 1 на подачу
включающего импульса, учитывая изложенное в § 1-2, определяется по
четырем условиям:
^ср1^ ^г.п + ^з ап > (3-1)
^ср1 ^ ^д.с — *в в + ^зал'э (3-2)
^ср1 ^ ?г.в — ^в.В "Ь ^зап» (3-3)
*ср! ^ *в.8 — ^в#в + ^зап, (3-4)
где /г.п — время готовности привода;
/д.с — время деионизации среды;
/в.в — время включения выключателя;
*г.в — время готовности выключателя;
*в.з — время возврата защиты, установленной со стороны
питания;
*зап — время запаса, принимаемое обычно равным 0,4—0,5 сек.
Выражения (3-1) — (3-4) составлены применительно к
устройствам АПВ с пуском при возникновении несоответствия положений
выключателя и ключа управления. Для устройств АПВ с пуском от
релейной защиты в правую часть этих выражений необходимо
дополнительно ввести слагаемое /о в — время отключения
выключателя.
Определяющим, как правило, является условие (3-1), что дает
значение ^Ср1 для масляных выключателей:
*ср1 = 0,5-^0,7 сек.
Для воздушных выключателей обычно принимают это же время.
В отдельных случаях при значительных выдержках времени
релейной защиты во избежание перегорания проводов небольшого
сечения при неуспешном АПВ, а также когда имеется опасение, что
причины, вызывающие к. з., устраняются весьма медленно (см.
§ 4-1), для повышения успешности действия АПВ желательно
увеличить время *срь однако при этом необходимо учитывать характер
нагрузки потребителей, питающихся по данной линии. При бытовой
нагрузке, а также если нагрузка представляет собой
электродвигатели, не допускающие по каким-либо причинам самозапуска и
снабженные защитой минимального напряжения или магнитными
пускателями, выдержку времени устройства АПВ целесообразно
увеличить до 3—5 сек.
Если потребители не терпят длительного перерыва в питании
электроэнергией, то время /Ср 1 необходимо принимать в
соответствии с выражениями (3-1)—(3-4), а для успешности повторного
включения применять двукратное АПВ.
Выдержка времени на возврат устройства в состояние
готовности к действию ^и определяется по двум условиям:
7—1601 97
а) Необходимо обеспечить, чтобы после АПВ на устойчивое
к. з. релейная защита, действующая с максимально возможным
временем, успела снова отключить выключатель раньше, чем
устройство АПВ вернется в состояние готовности к новому действию.
В противном случае возможны многократные включения
выключателя. Отсюда следует, что
*в ^ *ср1 +^В.В 4" ^а.маис + *0в +^зап. (3-5)
где/3 макс — максимальное время действия защиты после
включения на устойчивое повреждение;
*зап — принимается равным ступени селективности защиты
линии.
б) Необходимо, чтобы после успешного АПВ новое действие
устройства происходило не ранее, чем это допускается по условиям
работы выключателя. Опыт эксплуатации показал (см. •§ 1-2), что
для однократного трехфазного АПВ можно исходить из условия
/в>15-ь25 сек. (3-6)
В комплектных реле РПВ-58 и РПВ-358 время /в, определяемое
продолжительностью заряда конденсатора (15—25 сек),
удовлетворяет указанным выше условиям.
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ
ДВУКРАТНОЕ ТРЕХФАЗНОЕ АПВ ЛИНИИ
С ОДНОСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ
4-1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Выше уже отмечалось, что значение АПВ как
средства повышения надежности энергоснабжения особенно
велико для одиночных воздушных линий с
односторонним питанием, так как повторное включение таких
линий © (подавляющем большинстве случаев их аварийных
отключений предотвращает полное нарушение питания
потребителей. -При осуществлении АПВ таких линий
стремятся к тому, чтобы время действия устройств АПВ
было минимальным. Это обусловлено стремлением
сократить до возможного минимума продолжительность
перерыва питания нагрузки и этим уменьшить
расстройство технологического процесса производства на
предприятиях. Благодаря этому облегчаются также условия
самозапуска электродвигателей нагрузки после
восстановления питания, так как при сокращении
продолжительности перерыва -питания обеспечивается меньшее их
торможение и, следовательно, меньшие величины токов
самозапуска при восстановлении питания после АПВ.
98
Однако при сокращении длительности бестоко^ой
паузы цикла однократного АПВ иногда возможны
случаи неуспешного АПВ даже при таких повреждениях
на линии, которые по своему характеру являются
неустойчивыми. Это может иметь место при
неблагоприятных для восстановления изоляции линии условиях:
при замедленной из-за 'сырой погоды деионизации среды
в месте повреждения, подпитке дуги
электродвигателями нагрузки, многократных разрядах молнии и т. п.
При однократном АПВ 'возможны также и такие
случаи, когда прекращение питания потребителей имеет
место вследствие возникновения повторного
неустойчивого повреждения в течение промежутка времени между
включением выключателя устройством АПВ и
возвращением последнего в состояние готовности к новому
действию. Это может иметь место при следующих одно
за другим с небольшими интервалами времени к. з. во
время грозы, схлестывании проводов вследствие
сильного ветра или сброса гололеда. В этих случаях
-восстановление питания обесточенных .потребителей может быть
обеспечено путем осуществления еще одного повторного
включения.
Указанное выше подтверждается многолетним
опытом эксплуатации, который 'показывает, что во многих
случаях неустойчивые повреждения на линии после
первого повторного включения не устраняются и
ликвидируются лишь после второго, а иногда и третьего
повторного включения. В связи с этим в
эксплуатационной практике нашли применение устройства АПВ
многократного действия, автоматически
осуществляющие два и более цикла повторного включения.
Следует, однако, отметить, что весьма простой и
привлекательный на первый взгляд принцип многократного
АПВ -имеет и некоторые недостатки. К ним относится
большая сложность устройств многократного АПВ,
обусловленная необходимостью обеспечить как весьма
значительные интервалы времени между следующими один за
другим циклами АПВ, так и большое время подготовки
устройства к новому циклу операций.
Кроме того, осуществление многократного АПВ
неизбежно связано с увеличением числа включений и
отключений выключателей при токах к. з., что,
естественно, приводит к необходимости проведения более частых
ревизий выключателей.
Г 99
Следует учитывать также и то, что с увеличением
кратности действий успешность каждого последующего
днкла АПВ резко падает. Это подтверждается обширным
статистическим материалом за многолетний период,
который показывает, что успешность действия устройств АПВ
При втором повторном включении составляет 10—15,
а при третьем всего 1—2%.
В связи с указанным в энергосистемах Советского
Союза устройства АПВ с кратностью действий более 2,
как травило, не применяются, причем осуществление
двукратного АПВ «предусматривается лишь «а таких
линиях, на которых неуспешное АПВ приводит к полному
обесточению потребителя. К числу таких линий
относятся одиночные протяженные линии с односторонним
питанием, отходящие от шин подстанций без постоянного
дежурства персонала или телеуправления, а также
ответственные линии других типов, которые могут работать
в режиме одностороннего питания.
В последнее время область применения двукратного
АПВ значительно расширилась в связи с использованием
его в сочетании с автоматикой подстанций без
выключателей на стороне высшего напряжения для
секционирования сетей с помощью отделителей (см. § 2-4).
Для осуществления двукратного АПВ может
применяться выпускаемое промышленностью по разработке
ВНИИЭ {Л. 28] комплектное реле типа РПВ-258,
являющееся модификацией рассмотренных выше комплектных
реле типов РПВ-58 и РПВ-358 и аналогичное им по
принципу действия. Для этой же цели может
применяться комплектное реле типа К-'2 [Л. 37]. Особенностью
этого реле является использование органа времени,
выполненного с применением конденсаторов и тиратрона
с холодным катодом.
Время действия устройства АПВ при втором
повторном в/ключении в соответствии с § 1-2 должно
приниматься не менее 15—20 сек с момента отключения к. з.
после первого неуспешного АПВ.
Следует отметить, что в последнее время часто
высказывается мнение о необходимости существенного
увеличения выдержки времени АПВ перед вторым циклом
[Л. 3]. Это уже находит практическое осуществление
в эксплуатационной практике, так как в последние годы
появилось большое количество высоких передвижных
сельскохозяйственных машин, например, стогометателей,
100
а также самоходных кранов и экскаваторов, которые ШЕ
цередв1Йкении на трассах линий электропередачи
вызывают к. з. Большое время действия устройств АПВ во
втором цикле позволяет повысить его успешность, так
как перед вторым повторным включением
обеспечивается возможность удаления машины от проводов линии на
такое расстояние, при котором исключается возможность
возникновения нового к. з.
4-2. УСТРОЙСТВО АПВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕЛЕ РПВ-258
Комплектное реле типа РПВ-258, предназначаемое
для осуществления двукратного АПВ, действует на
принципе, аналогичном принципу действия
рассмотренного выше реле РПВ-58, но отличается от него
наличием второго |/?С-контура и проскальзывающего
контакта у реле времени 1РВ, а также встроенных
указательных реле.
Схема устройства двукратного АПВ масляного
выключателя, предусматривающая использование реле
РПВ-258, приведена на рис. 4-1.
Пуск устройства производится при возникновении
несоответствия положений выключателя и его ключа
управления по цепи, состоящей из замыкающего
контакта реле РПО и контакта ключа управления /СУ,
замкнутого при нахождении его в положении «включено».
При возникновении цепи «несоответствия» начинает
работать реле времени 1РВ и с выдержкой времени /Срь
определяющей продолжительность бестоковой паузы
первого цикла АПВ, замыкает свой проскальзывающий
контакт, осуществляя этим разряд конденсатора С\
через указательное реле 1РУ на обмотку напряжения
выходного промежуточного реле 1РП. При этом реле
1РП срабатывает и замыкает цепь включения
выключателя через свою токовую обмотку, аналогично тому как
это производится в реле РПВ-58. На этом действие
устройства в первом цикле АПВ заканчивается. Бели АПВ
оказывается успешным, то реле 1РВ возвращается в
исходное положение и начинается заряд разрядившегося
конденсатора С\ через сопротивление г31 -и обмотку реле
1РВ. При заряде конденсатора до напряжения
срабатывания реле 1РП устройство оказывается подготовленным
к новому действию.
Бели первое повторное включение оказалось
неуспешным, то после отключения выключателя реле вре-
101
мени 1РВ «вновь начнет работать. В .процессе действия
реле времени вновь замкнется его проскальзывающий
контакт, однако реле 1РП при этом не сработает, так
как конденсатор С{ за это время еще не успеет
зарядиться до необходимого напряжения. Через время /Ср2
после второго пуска устройства АТ1В реле времени 1РВ
РПВ-258
Рис. 4-1. Схема устройства АПВ двукратного действия
с использованием реле РПВ-258 (ВНИИЭ).
РПВ-258 — комплектное реле повторного включения: РПО —
реле типа РП-23; РБМ — реле типа РП-232.
замкнет свой упорный контакт, и конденсатор С2
разрядится через указательное реле 2РУ на обмотку
выходного реле 1РП. Благодаря этому последнее сработает
еще раз и, вновь замкнув цепь включения
выключателя, произведет его второе повторное включение. На
этом действие устройства АПВ во втором цикле
заканчивается.
Если после второго повторного включения
выключатель остается включенным, то реле времени 1РВ вновь
возвращается в исходное положение и через время, не*
102
обходимое для заряда конденсаторов С\ и С2, устройство
АПВ вновь оказывается подготовленным к совершению
двух циклов АПВ.
Следует отметить, что емкости конденсаторов
первого и второго циклов в реле РПВ-258 приняты
одинаковыми. Равны также величины их зарядных
сопротивлений г31 и Гз2- В связи с этим подготовка устройства АПВ
к выполнению как первого, так и второго циклов АПВ
заканчивается в одно и то же время, которое составляет
60—100 сек. Такой выбор параметров элементов схемы
реле Р.ПВ-258 нельзя признать правильным, так как
вследствие этого при возникновении на линии нового
повреждения после успешного АПВ во втором цикле
выключатель 'будет опять совершать двукратное АПВ, что
может быть нежелательным с точки зрения
отключающей способности выключателя. Поэтому более
правильным следует считать такой выбор величин емкостей
конденсаторов и сопротивлений реле РПВ-258, при
котором заряд конденсатора первого цикла производился бы
в течение 60 сек, а заряд конденсатора второго цикла —
в течение большего времени, порядка 150—180 сек.
В случае если второе АПВ оказывается неуспешным,
после отключения выключателя вновь начинает
работать реле времени 1РВ и с установленными выдержками
времени опять замыкает проскальзывающий и упорный
контакты. Однако это не приводит к срабатыванию
реле 1РП, так как оба конденсатора к этому времени еще
не успевают зарядиться до необходимого напряжения.
В этом случае реле времени находится под
напряжением до тех пор, пока дежурным персоналом не будет
произведен перевод ключа управления в положение
«отключено», соответствующее положению, в котором при
этом находится выключатель (квитирование ключа
управления). В течение этого времени конденсатор С2
оказывается шунтированным обмоткой напряжения
выходного реле 1РП через упорный контакт реле времени
1РВ, в связи с чем возможность его заряда в этом
режиме исключается.
Образование такой же цепи шунтирования для
конденсатора С\ не представляется возможным, так »как для
осуществления первого цикла АПВ используется
проскальзывающий контакт реле времени 1РВУ
производящий лишь кратковременное замыкание цепи разряда
конденсатора С\ на обмотку реле 1РП. Это обусловли-
103
вает некоторые особенности схемы реле РПВ-258 и
схемы его включений. Они заключаются в том, что
замыкающий контакт реле РПО, обеспечивающий пуск
устройства АПВ при отключении выключателя, должен
включаться между «минусом» оперативного тока ,и
зажимом 5 реле РПВ-258, к которому присоединены также
обмотка реле времени 1РВ и цепь заряда
конденсатора С\. Такое 'выполнение схемы обеспечивает
возможность заряда «конденсатора С{ лишь при включенном
выключателе, так как в то время, когда выключатель
отключен, замыкающий контакт реле РПО присоединяет
второй вывод конденсатора через сопротивление г3[
к «минусу». Благодаря этому исключается возможность
заряда конденсатора в интервале времени между
первым и вторым циклами АПВ.
Указанное необходимо для того, чтобы не могли
иметь место срабатывание реле 1РП и посылка
импульса на третье повторное 'включение после неуспешного
АПВ второго цикла, если замыкание
проскальзывающего контакта реле 1РВ 'при обратном ходе его
подвижной системы (в процессе включения выключателя во
втором цикле АПВ) произойдет в момент, «когда
выключатель окажется отключенным. Это исключает также
возможность аналогичного прохождения импульса на
повторное включение в случае, если после неуспешного
двукратного АПВ будет произведено дистанционное
включение' выключателя на устойчивое к. з. без квитирования
ключа управления.
В связи с указанными особенностями выполнения
схемы реле РПВ-258 во время его работы в первом
цикле АПВ происходит разряд конденсатора С\ через
его зарядное сопротивление г3ь Однако происходящее
вследствие этого снижение напряжения на конденсаторе
к моменту замыкания проскальзывающего контакта
оказывается незначительным (при выдержке времени
первого цикла, равной 5 сек, имеет место снижение
напряжения лишь на 8—9%) и не сказывается существенно
на работе выходного реле 1РП.
Как и в устройстве однократного АПВ, в данной
схеме предусмотрена возможность осуществления в случае
необходимости запрета действия АПВ путем быстрого
разряда конденсаторов Сх и С2 через сопротивления гр!
и гР2 соответственно. В частности, в условиях
эксплуатации может оказаться необходимым оперативно вы-
104
вести*1з действия ©торой цикл А>ПВ, что
осуществляется путем .присоединения зажима 7 устройства к «минусу»
оперативного тока.
При оперативном отключении выключателя линии
разряд конденсаторов происходит постепенно в течение
!С^Н
Рис. 4-2. Схема устройства АПВ двукратного
действия с использованием реле РПВ-258 для
выключателя с релейной схемой управления
(ВГПИ ТЭП).
РПВ-258 — комплектное реле повторного включения;
Я5М-реле типа РП-232; Я/70, РПВ, РКО, Я/СВ
—реле типа РП-23; ЯФ/С —реле типа РП-352.
105
более длительного времени через зарядные
сопротивления гз1 и г32.
Следует отметить, что, несмотря на наличие в
комплектном реле РПВ-258 встроенных указательных реле
1РУ и 2РУ, в выходной цепи устройства АПВ
предусмотрена установка дополнительного реле РУ,
фиксирующего прохождение импульса в цепь включения
выключателя. Последнее необходимо в связи с тем, что
встроенные указательные реле 1РУ и 2РУ фиксируют не
подачу включающего импульса, а лишь замыкание цепи
обмотки реле 1РП в первом и втором циклах. Кроме
того, они де обеспечивают возможности подачи сигнала
о действии устройства АПВ, так как выведение цепей от
контактов этих реле на зажимы комплектного реле
РПВ-258 не предусмотрено.
На рис. 4-2 приведена схема устройства двукратного.
АПВ выключателя, для управления которым применена
рассмотренная выше (см. § 3-5) схема релейного
управления. При оперативном отключении выключателя
схема этого устройства обеспечивает быстрый разряд
конденсаторов реле РПВ-258 через разрядные
сопротивления и контакты реле фиксации оперативной команды,
замыкающиеся при подаче команды «отключить».
Следует отметить, что предусмотренный в цепи
пуска устройства АПВ контакт реле РФ/С, необходимый
для образования цепи «несоответствия», может быть
перенесен из этой цепи в цепь подачи «плюса» к
устройству АПВ. В этом случае в отличие от приведенной
схемы при оперативном отключении выключателя
обеспечивается полное отключение устройства АПВ от
источника оперативного тока, что является более
предпочтительным.
4-3. ОСОБЕННОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ ДВУКРАТНОГО АПВ
НА ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯХ
Возможность осуществления многократного АПВ
на воздушном выключателе определяется лишь
наличием в его резервуарах достаточного запаса сжатого
воздуха, находящегося под необходимым давлением.
Как уже указывалось выше (см. § 2-3), воздушные
выключатели нормального исполнения снабжаются
резервуарами, емкость которых позволяет иметь запас
воздуха на две операции отключения, что является до-
106
статочным для обеспечения нормального действия их
в цикле неуспешного однократного АПВ. При
двукратном АПВ в связи с тем, что оба повторных включения
могут быть неуспешными, количество последовательных
операций отключения может увеличиться до 3. Поэтому
•при осуществлении двукратного АПВ на воздушных
выключателях необходимо
увеличивать запас воздуха
путем установки
дополнительных резервуаров либо
ожидать перед включением
выключателей во втором
цикле, пока давление,
понизившееся в результате
неуспешного АПВ в первом цикле,
вновь восстановится до
необходимого значения (т. е.
[эв
РП
X
РПО [
я П^П
| ■' игю\
"рп\
РП
в цепь пуска реле РПВ-258
Рис. 4-3. Схема включения
реле контроля давления в
устройстве двукратного АПВ с
использованием реле РПВ-258
для воздушных выключателей
с дополнительными
резервуарами сжатого воздуха.
РП — реле типа РП-211; ЭВ, ЭО —
блок-контакты электромагнитов
включения и отключения одного из
полюсов выключателя; РПО —
замыкающий контакт реле
положения «отключено» выключателя.
до 15—16 ат)
При наличии у
выключателей дополнительных
резервуаров сжатого
воздуха двукратное АПВ может
быть осуществлено при
помощи описанного выше (см.
§ 4-2) реле типа РПВ-258.
Особенность построения
схемы АПВ в этом случае
состоит в наличии контроля
величины давления воздуха. Последний может
осуществляться либо в момент посылки включающего
импульса, либо перед первым отключением выключателя.
В последнем случае реле контроля давления,
являющееся пусковым реле устройства АПВ, должно включаться
по схеме, приведенной на рис. 4-3. Эта схема
аналогична схеме включения реле контроля давления в
устройстве однократного АПВ с контролем величины
давления перед первым отключением, но отличается от нее
наличием замыкающего контакта реле положения
«отключено», шунтирующего контакт электроконтактного
манометра 2КМ. Наличие указанного контакта
обеспечивает возможность вторичного срабатывания реле РП
в случае неуспешности первого цикла АПВ, что
необходимо для повторного пуска реле РПВ-258. При
отсутствии указанного контакта вторичное срабатывание
107
реле РП было бы невозможным, так как в момент
отключения выключателя после неуспешного первого
повторного включения контакт электроконтактного
манометра 2КМ будет разомкнут вследствие понижения
давления после первого отключения.
Следует отметить, что в качестве реле положения
РПО в данном случае должно применяться реле с
замедленным отпусканием якоря (например, типа
РП-252). Длительность задержки на отпускание якоря
этого реле должна превышать сумму времен включения
выключателя, действия основной защиты после первого
цикла АПВ, срабатывания электромагнита отключения
выключателя и реле РП.
Однако осуществление двукратного АПВ воздушных
выключателей с использованием дополнительных
резервуаров встречает серьезные затруднения в связи с тем,
что заводы, выпускающие в настоящее время
воздушные выключатели, дополнительных резервуаров к ним
не поставляют. В связи с этим в эксплуатации иногда
практикуют объединение резервуаров нескольких
выключателей, установленных в цепях различных
присоединений, с помощью трубопроводов соответствующих
сечений. В этом случае осуществление двукратного АПВ
одного из выключателей обеспечивается за счет
подпитки его резервуаров сжатым воздухом из резервуаров,
установленных вблизи других выключателей. Однако
это мероприятие широкого распространения не
получило, так как оно приводит к некоторому снижению
надежности работы других присоединений.
В связи с указанным на практике нашел применение
другойг принцип осуществления двукратного АПВ,
состоящий в том, что посылка включающего импульса во
втором цикле производится только после того, как
давление в основных резервуарах, понизившееся после
неуспешного первого цикла, вновь восстановится до
необходимой величины.
Схема устройства АПВ, разработанная на указанном
принципе, приведена на рис. 4-4. В этой схеме для
осуществления двукратного АПВ предусмотрено
использование комплектного реле однократного АПВ типа
РПВ-58, реле времени типа ЭВ-142, промежуточного
и двух указательных реле.
Как и в обычной схеме однократного АПВ, готовность
устройства АПВ к действию обеспечивается после за-
108
Рис. 4-4. Схема устройства двукратного АПВ воздушных
выключателей напряжением ПО кв и выше, не имеющих дополнительных
резервуаров сжатого воздуха (ВГПИ ТЭП).
Р77В-5Я — комплектное реле повторного включения однократного действия*
РВ~Рё1^„врем91,и ти™ ЭВ-И2; РБМ — реле типа РП-232; РП — реле типа
РП-211; РОД, 2РП - реле типа РП-23; РЛУ-реле типа РП-252.
109
ряда конденсатора реле РПВ-58. Если происходит
отключение выключателя, то в момент срабатывания
электромагнита отключения выключателя в фазе А при
наличии давления, достаточного для возможности
однократного АПВ, срабатывает и самоудерживается
пусковое реле РП, которое своим контактом замыкает
цепь пуска реле времени 1РВ, входящего в состав
комплектного реле РПВ-58. По истечении установленной
выдержки времени срабатывает его выходное реле/РЯ,
которое своим контактом замыкает цепь включения
выключателя через обмотку указательного реле 1РУ.
Одновременно другим своим замыкающим контактом
реле 1РП производит пуск реле времени РВУ которое
самоудерживается своим мгновенным замыкающим
контактом.
Если первый цикл АПВ был успешным, то после
отпадания якоря реле ускорения действия защиты РПУ
производится шунтирование обмотки реле РВ,
вследствие чего последнее деблокируется и схема возвращается
в исходное состояние.
Если же первый цикл АПВ окажется неуспешным,
то обмотка реле РПУ, сработавшего при первом
отключении выключателя, будет продолжать обтекаться
тонком.
Вследствие этого деблокировка реле РВ
производиться не будет и оно будет продолжать работать. При
этом * конденсатор комплектного реле РПВ-58 будет
заряжаться, что в дальнейшем обеспечит возможность
посылки включающего импульса второго цикла.
Для посылки включающего импульса второго цикла
устройство РПВ-58 должно быть запущено вторично
через интервал времени, достаточный для заряда
конденсатора, т. е. 15—20 сек. Повторный пуск
комплектного реле РПВ-58 производится замыкающим
контактом реле 2РП, которое срабатывает после замыкания
упорного контакта реле времени РВ при условии, что
давление воздуха в резервуарах выключателя к этому
моменту восстановится до величины, при которой
допустимо включение выключателя на к. з. Последнее
контролируется наличием в цепи обмотки реле 2РП
замыкающего контакта реле контроля давления РПД.
Уставка упорного контакта реле времени РВ должна
выбираться таким образом, чтобы за это время
обеспечивался заряд конденсатора реле РПВ-58.
110
Если в момент замыкания упорного контакта реле
времени РВ давление еще не достигнет необходимой
величины, то действие устройства приостановится и
повторного запуска реле РПВ-58 не произойдет. В этом
случае запуск реле РПВ-58 будет производиться при
срабатывании реле 2РП после восстановления давления
до нужного значения.
Будучи запущено вторично, реле РПВ-58 производит
посылку «включающего импульса второго цикла АПВ.
В этом случае подача импульса на включение
производится через обмотку указательного реле 2РУУ что
обеспечивается «переключением контактов реле 2РП в
выходной цепи устройства АПВ. Если второй цикл АПВ
оказывается успешным, то шосле отпадания якоря реле
РПУ схема возвращается в исходное состояние, а после
заряда конденсатора устройство АПВ оказывается
готовым к новому действию.
Если же второе повторное включение будет
неуспешным, то в момент действия отключающего импульса
сработает реле блокировки от многократных включений
РБМ и своим замыкающим .контактом произведет де-
блокироику самоудерживающегося реле времени РВ
путем шунтирования обмотки реле РВ через его
проскальзывающий контакт, используемый как второй упорный
контакт с такой же уставкой времени, как у основного.
Наличие конта.кта реле РВ в цепи шунтирования его
обмотки .исключает возможность деблокировки
запущенного реле РВ при неуспешности первого цикла АПВ.
На этом действие устройства АПВ заканчивается, так
как в этих условиях новый пуск устройства произойти
не может.
Как видно из схемы, при восстановлении давления
до величины, при которой допускается второй цикл АПВ,
производится самоудерживание реле контроля Давления
РПД через контакт реле 2РП. Это сделано для того,
чтобы возможное при операции включения во втором
цикле АПВ весьма малое понижение давления воздуха
не могло сказаться на дальнейшей работе схемы и
привести к отказу в отключении при включении на
устойчивое к. з.
Таким образом, рассмотренная схема обеспечивает
возможность осуществления двукратного АПВ за счет
того, что после неуспешного первого цикла АПВ она
«ожидает» момента восстановления давления до вели-
11!
чины, при которой допустим второй цикл. Разумеется,
при этом интервал времени между первым и вторым
циклами может оказаться весьма значительным, так
как он определяется скоростью восстановления
давления, зависящей от таких факторов, как протяженность и
сечение пневматических коммуникаций.
В рассмотренной схеме устройства двукратного АПВ
контроль давления, необходимого для осуществления
первого цикла АПВ, производится перед первым
отключением выключателя. Он осуществляется при помощи
промежуточного реле РП, являющегося одновременно
пусковым органом устройства АПВ. Это реле
«запоминая», что первое действие электромагнита отключения
выключателя имело место в условиях наличия давления,
достаточного для выполнения двух операций
отключения, обеспечивает пуок устройства АПВ и его работу до
момента посылки импульса на первое повторное
включение. При действии электромагнита включения это
реле деблокируется и сможет повторно сработать лишь
после восстановления давления до величины, при
которой допустимо выполнение двух операций отключения.
Выше (см. § 3-3) при рассмотрении особенностей
осуществления АПВ на воздушных выключателях было
показано,' что при указанном способе пуска возможны
отказы АПВ при частых отключениях линий в грозовой
период и по этим соображениям более
предпочтительным является пуск по цепи «несоответствия» с
проверкой наличия давления, при котором допустимо
выполнение одной операции отключения.
Схема устройства двукратного АПВ, разработанная
применительно к указанному способу пуска и контроля
давления для выключателя с релейной схемой
управления, приведена на рис. 4-5. Как и предыдущая схема,
она (предусматривает «ожидание» момента
восстановления давления до величины, необходимой для
возможности осуществления второго цикла АПВ. В состав
устройства входят комплектное реле однократного АПВ
типа РПВ-58, реле времени, промежуточное и два
указательных реле.
Подготовка устройства АПВ к действию
производится после включения выключателя и заканчивается после
того, как напряжение на конденсаторе С реле РПВ-58
достигает величины, достаточной для срабатывания
выходного реле 1РП. Заряд конденсатора производится че-
112
•У
К:<-
7 >Г7р77 7я5т
КУ
рв
*зш^
;>*
рпурло
РФК
V?
/>6М
*Р5Л/
РИФ
РКр*[1
1Г
♦ г
шсм
РПд РК8
РФК
-с
1ГТГ-1 Г^^П
..—I I I
Р/70 Р/Г0
1
Ъ^
Рис. 4-5.
Схема устройства
двукратного
АПВ
воздушных
выключателей
напряжением ПО кв
и выше, не
имеющих
дополнительных
резервуаров
сжатого
воздуха.
РПВ-58 —
комплектное реле
повторного
включения
однократного действия;
РКО.^ЯФ, РКВ,
РПВ ^реле
типа РП-23; РФК-
реле типа РП-352;
2РП. РПО,
РПУ — реле типа
РП-252; РБМ -
реле типа
РП-232; РПД -
реле типа
РП-255; РВ - г -
ле типа ЭВ-142;
РО — реле типа
РЭВ-883; 1РУ,
2РУ — реле типа
РУ-21-
8-1601
из
рез зарядное сопротивление г3 и размыкающий контакт
реле ускорения действия защиты РПУ— замкнутый,
если выключатель включен.
При возникновении повреждения на линии и
отключении выключателя через замыкающие контакты реле
РФК, РПО и РПД и размыкающий контакт реле 2РП
производится пуск реле времени 1РВ. По истечении
установленной выдержки времени первого цикла
срабатывает выходное реле 1РП, которое одним своим
контактом замыкает пепь включения выключателя через
указательное реле 1РУ, а другим производит ,луск реле
времени РВ. Последнее срабатывает и
самоудерживается на своем мгновенном замыкающем контакте.
Бели после повторного включения выключатель
остается включенным, то после отпадания якоря реле
РПУ один из его размыкающих контактов
закорачивает обмотку реле РВ, производя этим возврат
последнего в исходное положение, а другой замыкает цепь
заряда конденсатора, обеспечивая подготовку
устройства АПВ к новому действию.
Если же АПВ оказывается неуспешным, то защита
повторно производит отключение выключателя раньше,
чем реле РПУ успевает возвратиться. Поэтому реле
РВ не деблокируется и, продолжая работать, замыкает
свой шроскальзывающий контакт, благодаря чему
срабатывает и самоудерживается реле 2РП. Уставка
проскальзывающего контакта должна превышать время
действия защиты и отключения выключателя после
неуспешного АПВ.
Срабатывание реле 2РП обеспечивает подготовку
устройства АПВ к выполнению второго повторного
включения. Оно замыкает цепь заряда конденсатора реле
РПВ-58, производит переключение своих контактов
в выходной цепи устройства АПВ, обеспечивая
прохождение импульса на второе повторное включение через
указательное реле 2РУ, и размыкает цепь пуска реле
времени 1РВ, благодаря чему исключается возможность
пуска последнего, в случае если реле контроля
давления РПД замкнет свой контакт прежде, чем успеет
зарядиться конденсатор С.
Как известно, время заряда конденсатора реле
РПВ-58 составляет около 20 сек. Такая выдержка
времени устанавливается для упорного контакта реле
времени РВ, который, замыкаясь, шунтирует разомкнутый
114
контаЛ реле 2РЙ в цепи пуска реле 1РВУ
подготавливая последнее к действию после восстановления
давления до величины, при которой может быть произведена
вторая попытка повторного (включения. При подъеме
давления до этого значения сработает реле РПД и
замыкание его контакта обеспечит повторный запуск реле
РПВ-58, которое, сработав с установленной выдержкой
времени, произведет посылку импульса на второе
повторное включение выключателя Если после этого
выключатель останется включенным, то после отпадания
якоря реле РПУ будет произведена деблокировка реле
РВ и через время, необходимое для заряда
конденсатора, устройство АПВ подготовится к новому действию.
Если же после второго повторного включения вновь
подействует защита, то в момент замыкания
блок-контакта электромагнита отключения ЭОА будет
произведена деблокировка находящихся на самоудерживании
реле РВ и 2РП. Для шунтирования обмоток этих реле
может быть использован блок-контакт электромагнита
отключения любой из фаз (полюсов) выключателя, так
как обмотки этих электромагнитов в схеме управления
включены параллельно.
Предусмотренное в схеме реле 2РП должно иметь
некоторое замедление на возврат, превышающее время
возврата реле РВ. Это неообходимо для того, чтобы
в момент закорачивания обмоток этих реле
блок-контактом электромагнита отключения ЭОА первым
возвращалось реле РВ, так как через его мгновенный контакт
обеспечивается питание обоих реле.
После неуспешного АПВ второго цикла подготовка
устройства АПВ к новому действию может иметь место
только после того, как выключатель будет включен
командой дистанционного управления. Это
обеспечивается тем, что после неуспешного АПВ второго цикла цепь
заряда конденсатора будет разомкнута контактами реле
2РП и РПУ. Размыкание этой цепи имеет место также
при оперативном отключении выключателя, вследствие
чего в этом случае конденсатор С может длительно
оставаться в заряженном состоянии из-за отсутствия цепи
разряда. Поэтому в схеме предусмотрено осуществление
разряда конденсатора при дистанционном включении
выключателя.
Следует отметить, что в рассмотренных схемах
двукратного АПВ воздушных выключателей с использова-
8* 115
нием комплектного реле повторного включения
однократного действия типа РПВ-58 подготовка последнего
к новому действию после успешного АПВ во втором
цикле завершается после нового заряда конденсатора С,
т. е. через время порядка 20 сек.
Схема управления воздушным выключателем,
приведенная на рис. 4-5, имеет некоторые особенности,
отличающие ее от рассмотренной выше. Эти особенности
(они относятся также к схемам управления воздушных
выкдючателей, приведенным в последующих главах)
заключаются не только в обеспечении контроля давления
с применением промежуточного реле, имеющего токовые
удерживающие обмотки, но и в обеспечении
автоматического отключения выключателя в случае его неполно-
фазного автоматического или дистанционного
включения. Оно обеспечивается -с помощью реле РНФ}
срабатывающего при возникновении неполнофазного режима
и замыкающего цепь отключения включившихся фаз
выключателя. Быстрая автоматическая ликвидация
неполнофазного режима работы линии может оказаться
необходимой для недопущения ложных отключений
других выключателей в сети вследствие возможного три
этом действия защит, неотстроенных от неполнофазных
режимов. Предусмотренный в цепи обмотки реле РНФ
замыкающий контакт реле РПО обеспечивает задержку
на срабатывание реле РНФ, необходимую для отстройки
от разновременности действий блок-контактов
выключателя. Продолжительность этой выдержки, естественно,
должна быть меньше выдержек времени указанных
защит.
Кроме того, в рассматриваемой схеме предусмотрено
замыкание контактом реле РКО цепи обмотки реле
ограничения длительности импульса отключения РО при
подаче команды на отключение выключателя. Это
выполнено для того, чтобы .исключить возможность
повреждения контактов реле РКО, в случае если при
отказе в отключении одной или двух фаз выключателя
подача команды оператором будет производиться в течение
времени, превышающего Бремя задержки на отпускание
реле РО, или если после возврата реле РО оператором
будет подана дополнительная команда на отключение,
в результате действия которой положение отказавших
фаз не изменится.
116
4-4. УСТРОЙСТВО ДВУКРАТНОГО АПВ ДЛЯ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ,
ОБОРУДОВАННЫХ ПРУЖИННЫМИ ПРИВОДАМИ
Для возможности осуществления двукратного АПВ
выключателей, оборудованных пружинными приводами,
необходимо, чтобы после первого неуспешного
повторного включения было обеспечено полное натяжение
пружин привода, требуемое для возможности
выполнения еще одной операции включения. Для выполнения
Л источнику оперативного тона
■Л.
Рис. 4-6. Схема устройства двукратного АПВ выключателя с
пружинным приводом с мгновенным АПВ в первом цикле.
РП — реле типа РП-351; РВ — реле типа ЭВ-248; 1РУ, 2РУ — реле типа РУ-21.
этого условия необходимо, чтобы интервал времени
между первым и вторым повторными включениями был не
меньше времени действия механизма натяжения пружин.
Для осуществления двукратного АПВ выключателей,
снабженных пружинными приводами, могут
использоваться типовые устройства АПВ, применяемые для
выключателей с электромагнитными приводами. Для этой
ще цели могут применяться и более простые релейные
устройства, упрощение которых достигается за счет
использования особенностей конструкции самого
привода. Схема одного из таких устройств представлена на
рис. 4-6.
117
Устройство состоит из реле времени РВ типа ЭВ-248,
имеющего проскальзывающий и упорный контакты, и
двухпозиционного промежуточного реле РП типа
РП-351. Оно обеспечивает осуществление мгновенного
повторного включения в первом дикле и посылку
включающего импульса второго цикла в момент .полного
натяжения пружины привода после первого повторного
включения, а три необходимости большего интервала
между первым и вторым циклами — с выдержкой
времени, определяемой уставкой упорного контакта реле
времени РВ.
Устройство автоматически вводится © действие только
после успешного включения выключателя, т. е. при
условии, что выключатель остается включенным в
течение времени, необходимого для натяжения лружин
привода. Благодаря этому исключается возможность
действия устройства в случае оперативного включения
выключателя на к. з. Выполнение этого условия
контролируется при ломощи реле РП. Как видно из схемы, если
после включения выключатель остается включенным до
момента замыкания контакта КГП в цепи обмотки /
реле РП, то последнее срабатывает и его якорь
перебрасывается в положение, при котором замыкаются его
контакты в цепи обмотки реле времени РВ и в цепи
подачи включающего импульса первого цикла. В этом
положении устройство АПВ оказывается подготовленным
к действию. При оперативном отключении реле РП
возвращается в первоначальное «положение.
Если при нахождении устройства АПВ в положении
готовности к действию происходит аварийное
отключение выключателя, то в момент замыкания его
блок-контакта В через контакт БКА, контакт реле РП, обмотку
указательного реле 1РУ и контакт КГП производится
подача включающего импульса первого повторного
включения. Одновременно производится также пуск
реле времени РВ. При успешном первом повторном
включении работа реле времени прекращается и устройство
АПВ остается в том же положении готовности к
действию. Если же первое повторное включение
оказывается неуспешным, то после вторичного отключения
выключателя производится повторный пуск реле времени РВ.
В момент замыкания его проокальзывающего контакта
производится подача импульса в цепь обмотки // реле
РП, в результате чего последнее, перебрасывая свой
118
якорь в^другое положение, производит размыкание цепи
подачи импульса первого повторного включения и
замыкание своего контакта ь цепи подачи включающего
импульса второго цикла АПВ. Посылка этого импульса
производится в момент замыкания упорного контакта
реле «ремени РВ или контакта готовности 'привода КГП
(в зависимости от соотношения уставки упорного
контакта и времени, необходимого \лля 'полного натяжения
пружины). При включении выключателя в момент
размыкания его 'блок-контакта реле времени РВ
деблокируется и возвращается в исходное положение. При
неуспешном втором включении устройство АПВ приходит
в состояние готовности лишь после успешного
оперативного включения выключателя. Если же .после второго
повторного включения выключатель останется
включенным, то устройство АПВ будет автоматически
подготовлено к новому действию «после полного натяжения
пружин привода и замыкания контакта КГП в цепи обмотки
/ реле РП.
Следует отметить, что рассмотренная схема не
требует особой точности выбора уставки
проскальзывающего контакта реле РВ. Его назначение в схеме
состоит в том, чтобы «после неуспешного первого АПВ
привести в действие реле РП, при «срабатывании
которого должны быть разомкнуты цепь подачи импульса
первого цикла и цепь срабатывания реле РВ и замкнута
цепь подачи импульса второго повторного включения.
Эта операция может быть произведена в течение всего
времени подготовки привода ко второму повторному
включению, и поэтому «при «выборе уставки
проскальзывающего контакта реле 1РВ необходимо обеспечить
лишь, чтобы его замыкание «происходило раньше, чем
произойдет полное натяжение пружины привода. Если
это условие не будет выполнено, то .при полном
натяжении пружин привода в момент замыкания контакта КГП
в цепи электромагнита ЭВ еще раз произойдет подача
импульса на включение по цепи импульса .первого цикла
АОВ.
Выше при рассмотрении устройств однократного
АПВ выключателей с пружинными приводами
отмечалось, что согласно данным эксплуатации при
осуществлении мгновенного АПВ надежность работы пружин-
йых приводов понижается, вследствие того что в этом
Вежиме привод подвергается воздействию повышенных
119
ударных нагрузок. Это может быть отнесено также
к устройству двукратного АПВ, первый цикл которого
выполняется без преднамеренной выдержки времени
(мгновенное АПВ). Указанный недостаток, присущий
также и схеме на рис. 4-6, можно устранить, если
предусмотренный в приводе электромагнит включения ЭВ
К источнику оперативного тона
а
ко
РВ
"1П5
°в
II
В БКА
РП
РП
-*Г^г
ЕР"
'РВ
/VVV.
РП
пв
1РВ
РП
1Г
1РВ
РВ
1РУ
2РУ
1РТ
АГ0
о-
в
эв
эо
кгп
"1Г
Ф
Рис. 4-7. Схема устройства двукратного АПВ выключателя с
пружинным приводом с выдержкой времени в первом цикле.
РП — реле типа РЛ-351; РВ — реле типа ЭВ-248; 1РВ — реле типа ЭВ-227;
1РУ, 2РУ — реле типа РУ-21.
заменить модернизированным реле тока
непосредственного действия типа РТВ с измененными обмоточными
данными (см. § 3-6). Однако .при этом выдержка
времени будет иметь место не только при АПВ, но и при
дистанционном оперативном включении, что связано
с некоторыми эксплуатационными неудобствами
вследствие необходимости продолжительного воздействия на
ключ или кнопку, которыми .производится подача
оперативных команд. В связи с этим практическое значение
может иметь приведенная на рис. 4-7 схема устройства
120
цвукра^ого АПВ, в котором первое повторное
включение производится с выдержкой времени при
использовании электромагнита включения ЭВ нормального
исполнения. Эта схема отличается от рассмотренной
выше схемы на рис. 4-6 добавлением еще одного реле
времени типа ЭВ-227, которое обеспечивает
необходимую выдержку времени в первом цикле АПВ.
Из схемы видно, что при аварийном отключении
выключателя приводятся в действие оба реле времени.
Посылка импульса на'первое повторное включение
производится упорным контактом реле времени 1РВ. Если оно
оказывается успешным, то работа устройства
прекращается и оно остается в состоянии готовности к новому
действию. При неуспешном АПВ начинает действовать
лишь реле времени второго цикла РВ, так как цепь
обмотки реле времени 1РВ оказывается разомкнутой
контактом КГЛ. Последний размыкается при освобождении
пружины в момент выполнения операции первого
повторного включения и остается разомкнутым до тех пор,
пока пружина не будет вновь заведена для выполнения
второго повторного включения.
При замыкании проскальзывающего контакта реле
времени 1РВ происходит переброска якоря реле РП
в другое положение. При этом контакты реле РП в
цепях обмоток реле времени РВ и 1РВ размыкаются,
а контакт в цепи подачи импульса второго повторного
включения замыкается, подготавливая ее к
прохождению импульса. Реле времени РВ при этом продолжает
работать « при замыкании своего упорного контакта
производит посылку импульса на второе повторное
включение. Следует отметить, что если к моменту замыкания
упорного контакта реле времени РВ натяжение пружин
привода не заканчивается, то устройство АПВ будет
«ожидать» завершения этой операции, после чего будет
послан импульс АПВ второго цикла.
Подготовка устройства к новому действию
производится автоматически при включенном выключателе и
полностью натянутых пружинах привода.
Как и в предыдущей схеме, точной настройки
проскальзывающего контакта реле РВ не требуется.
Необходимо лишь обеспечить, чтобы его замыкание
производилось после замыкания упорного контакта реле
времени 1РВ, но раньше, чем закончится натяжение
пружин привода после неуспешного АПВ первого цикла.
121
СРЗ
НРЗ
АПВ
та
1РПУ
РП
1РПУ
2РПУ
1РПУ
4-5. ОСОБЕННОСТИ УСКОРЕНИЯ ДЕЙСТВИЯ ЗАЩИТЫ
ПРИ ДВУКРАТНОМ АПВ
При двукратном АПВ может быть применено несколько
вариантов ускорения действия релейной защиты [Л. 28]:
а) ускорение релейной защиты только до первого АПВ;
б) ускорение релейной защиты после первого и второго АПВ;
в) ускорение релейной защиты до первого и после второго АПВ.
Ускорение действия релейной защиты по пп. «а» и «б»
осуществляется с помощью схемы на рис. 3-1,а и б. Ускорение действия
защиты по п. «в» может быть выполнено по схеме на рис. 4-8.
_ Здесь дополнительно к обычному
^ . реле ускорения 1РПУ добавлено
I промежуточное реле 2РПУ
(дополнения на схеме показаны
пунктиром). Рассмотрим действие
схемы. При возникновении
повреждения неселективная релейная
защита НРЗ через размыкающий
контакт реле 1РПУ действует на
выходное промежуточное релеЯЯ,
а следовательно, и на отключение
выключателя. После срабатывания
устройства АПВ его выходное реле
1РП пускает реле 1РПУ и одно-
_.4 временно шунтирует реле
.контроля цепи включения РПО. Реле
1РПУ имеет замедление на
возврат, поэтому оно является
медленнодействующим и при
срабатывании. В результате этого реле
1РПУ успевает отпасть раньше,
чем последовательно сработают
реле 1РПУ и 2РПУ.
После включения
выключателя а первом цикле АПВ якорь
реле 1РПУ в течение некоторого
времени находится в притянутом
положении, так как реле имеет
замедление на возврат. Поэтому при срабатывании НРЗ реле 1РПУ
будет удерживаться, получая питание через контакт НРЗ% а
отключение выключателя будет производиться селективной защитой.
После отключения выключателя реле РПО вновь замыкает свой
контакт и пускает реле 2РПУ, которое самоудерживается и
размыкает цепь обмотки реле 1РПУ. Размыкающий контакт последнего
будет замкнут, и, следовательно, после второго цикла АПВ
выключатель будет отключаться ускоренной неселективной релейной
защитой НРЗ.
2'РПУ
! 2РПУ
■"'1ГН
I РПО 1РПУ I
I 2РПУ I
Рис. 4-8. Схема ускорения
действия релейной защиты до
первого'» АПВ и после второго
АПВ при осуществлении
двукратного АПВ.
1РПУ — реле типа РП-262; 2РПУ-
реле типа РП-23.
4-в. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ УСТАВОК
Выдержка времени /Ср1 определяется условиями (3-1)—(3-4);
при этом необходимость увеличения выдержки времени (см. § 3-9)
может возникнуть только в тех случаях, когда появляется опасность
пережога проводов в процессе неуспешного АПВ.
122
Выдержка времени 1Срг повторного включения во втором
цикле определяется требованиями испытательных циклов выключателей
*СР2>'п2. (4-1)
Поэтому *ср2 обычно принимают равным 15—20 сек.
Выдержка времени 1Ъ на возврат устройства в состояние
готовности к действию практически определяется одним условием:
необходимо, чтобы после успешного АПВ во втором цикле новое
действие устройства происходило не раньше, чем это будет допустимо по
условиям работы выключателя. В соответствии с опытом
эксплуатации (см. § 1-2) это время принимается не менее 60—100 сек.
ГЛАВА ПЯТАЯ
ОТБОР НАПРЯЖЕНИЯ С ЛИНИИ
И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ АПВ
5-1. НАЗНАЧЕНИЕ ОТБОРА НАПРЯЖЕНИЯ С ЛИНИИ
ДЛЯ ЦЕЛЕЙ АПВ
При выполнении АПВ на линиях .с двусторонним
питанием в ряде случае© «перед автоматическим
повторным включением оказывается необходимой проверка
наличия или отсутствия напряжения на линии или
проверка синхронности напряжений на линии и шинах
(встречных напряжений). Эти операции осуществляются
с «помощью добавляемых к устройствам АПВ
специальных органов, блокирующих или разрешающих АПВ.
Для обеспечения работы указанных органов к ним
должны быть подведены соответствующие напряжения.
Получение для этой цели напряжений сборных шин и
линий не встречает никаких трудностей, если на шинах
и линиях предусматривается установка измерительных
трансформаторов напряжения.
На линиях с номинальным напряжением до 220 кв
включительно трансформаторы напряжения обычно не
предусматриваются, а их установка специально для
целей АПВ (в большинстве случаев является экономически
нецелесообразным решением вследствие высокой
стоимости этих аппаратов, резко возрастающей с
повышением номинального напряжения линии. На практике
поэтому в тех «случаях, когда установка трансформатора
напряжения на линии для других целей не
предусматривается, получили распространение более простые и
123
дешевые аппараты — устройства отбора напряжения,
основанные на использовании емкостных делителей
напряжения. В качестве последних используются
высоковольтные конденсаторы, применяемые в высокочастотных
установках защиты, телемеханики и связи, изоляторы
вводов масляных выключателей, колонки опорных и
гирлянды подвесных изоляторов. Для отбора
напряжения могут применяться также раэземленяые участки
грозозащитных тросов или специальные провода
(антенны), «подвешенные параллельно проводам линии
электропередачи.
Следует отметить, что в сетях 330—750 кв
трансформаторы напряжения часто устанавливаются только на
линиях. В этих случаях общая нагрузка переключается
с помощью автоматических устройств с одного
трансформатора напряжения при отключении выключателя
присоединения, на котором он установлен, на
трансформатор напряжения другого присоединения.
Ниже приводятся краткое «рассмотрение и оценка
«применяемых способов отбора напряжения.
5-2. ОТБОР НАПРЯЖЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ КОНДЕНСАТОРОВ
СВЯЗИ
Как известно, .в энергосистемах широко практикуется
использование проводов линий электропередачи для
передачи высокочастотных сигналов, используемых для
релейной защиты, телемеханики и связи. С этой целью
производится высокочастотная обработка линии,
заключающаяся в установке на концах линии высокочастотных
заградителей и конденсаторов связи.
Конденсаторы связи присоединяются к линии за
заградителями (считая от шин). Они предназначаются для
присоединения высокочастотных устройств (лриемо-пе-
редатчиков) к проводам линий электропередачи и
осуществляют изоляцию этих устройств от высокого
напряжения.
Для токов высокой частоты конденсаторы связи
имеют весьма небольшое сопротивление, благодаря
чему в высокочастотный канал не вносится
значительного затухания. В то же время для токов промышленной
частоты конденсаторы представляют очень большое
сопротивление, и поэтому напряжение, попадающее на
высокочастотные устройства, крайне мало.
124
Присоединение высокочастотной аппаратуры к
конденсатору связи производится через специальный фильтр
присоединения. Последний практически исключает
прохождение токов промышленной частоты через
высокочастотную аппаратуру и осуществляет заземление
нижней обкладки конденсатора, благодаря чему
обеспечивается отвод этих токов в землю.
Рис. 5-1. Схемы устройств отбора напряжения с линии с помощью
конденсаторов связи и присоединенных непосредственно к ним
конденсаторов отбора.
а — наиболее распространенная схема; б — схема с ответвлением от
конденсатора связи; в — векторная диаграмма отбора напряжения; г — векторная
диаграмма, иллюстрирующая использование отбора напряжения.
При необходимости конденсаторы связи, помимо
своего основного назначения, могут использоваться
также для отбора напряжения с линии.
Одна из применяемых в Советском Союзе схем
устройств отбора напряжения с помощью конденсаторов
связи представлена на рис. 5-1,а.
Конденсаторы связи на линиях различных
напряжений комплектуются из .выпускаемых промышленностью
стандартных элементов. Суммарная емкость их для раз-
125
личных напряжение составляет: 35 кв— 4 400 пф (один
элемент СМР-55/^3-0,0044); МО кв — 2 200 пф (один
элемент СМР-110/^ 3-0,0022 или два элемента
СМР-бб/у'" 3-0,0044); 154 кв — 1470 пф (три элемента
СМР-55/}/"3-0,0044); 220 кв —1100 пф (два элемента
СМР-110/V3-0,0022 или четыре элемента СМР-55/]/3-
0,0044).
Для напряжения 154 кв может быть лрименен также
один элемент СМР -166/1/3-0,014, имеющий
повышенную емкость 14 000 пф, однако он предназначен в
основном для линий 'С напряжением 500 кв (три элемента).
Как видно из рис. 5-1,а, отбор напряжения
осуществляется [Л. 1, 38, 39] через промежуточный
трансформатор ТП, включаемый в цепь заземления нижней
обкладки конденсатора связи Сх параллельно
конденсатору отбора С2 (сопротивлением трансформатора фильтра
присоединения для токов промышленной частоты можно
пренебречь). Для предотвращения .протекания токов
высокой частоты через трансформатор 777 последовательно
с его первичной обмоткой включается дроссель Д с
индуктивностью порядка 50—100 мгн.
Диэлектрические потери в конденсаторе связи весьма
малы (для промышленной частоты тангенс угла
диэлектрических потерь не превышает 0,005), поэтому ток про-
мышденной частоты можно считать чисто емкостным,
опережающим на 90° напряжение фазы, к которой
подключен конденсатор связи. Если пренебречь также
весьма малыми сопротивлениями трансформатора фильтра
присоединения и высокочастотного дросселя Д для токов
промышленной частоты и считать, что сопротивление
ветви намагничивания промежуточного трансформатора
777 велико по сравнению с сопротивлением нагрузки, то
напряжение Г/тп1 на зажимах первичной обмотки
трансформатора отбора ТП будет определяться выражением
^ТП1 — о, (С^+Сг) 2е,-51П <рН—У СОЗ <рн К '
где 2В\ —.модуль комплексного сопротивления нагрузки,
отнесенного к первичной обмотке
трансформатора 777;
<рн — угол сопротивления 2щ.
126
Активная мощность, потребляемая нагрузкой,
„«&.«-!.. (5.2)
При постоянных С/фА, С\ и С2 мощность отбора
зависит от величины и угла 2Я\. Исследуя на максимум
выражения для Рн> можно определить оптимальное по
отдаваемой мощности значение модуля сопротивления
нагрузки
2н10ПТ= со (С, + С2) (5"3)
и найти соответствующие 2т 0Пт значения активной
мощности и напряжения на первичной обмотке
трансформатора 777.
Однако нас в первую очередь интересуют условия
получения нужного угла г|) между напряжением фазы
линии и напряжением ^тщ.
Указанный угол определяется из выражения
♦ = агс1& 1Г ™\1* 1 • (5"4)
Угол 1|) близок к нулю или 180°, когда созфн весьма
мал и нагрузка близка к чисто реактивной, а также при
очень малой нагрузке, когда
2и1> «(С. + С,)'
Угол "ф близок к 90°, когда
фи=агсз1п со (С4 + С2) 2Н1. (5-5)
Это возможно либо когда 8Шфн весьма мал,
нагрузка велика и близка к чисто активной:
*н1 ^ <■> {Сг + С2) '
либо в случае больших углов фн при соответствующих
значениях 2Нь определяемых приведенным для срн
выражением (5-5).
На рис. 5-1,в приведена векторная диаграмма, с
помощью которой также могут быть проанализированы
условия получения необходимых угловых соотношений.
127
При построении диаграммы было принято
дополнительно к указанному выше, что напряжение 0тт на
вторичной 'стороне трансформатора ТП, сдвинуто на 180°
относительно напряжения 0тг Исходным при
построении векторной диаграммы принято напряжение 0ТТ]Г
Для частного случая, когда ^ш^С-^-и /сг«0, часто
приводятся выражения «вида [Л. 1, 39]:
™ТП1 = I * с\ * о | ^Н1Л»
где /о — ток холостого хода трансформатора 777, а п —
его коэффициент трансформации.
Согласно [Л. 1, 39] в устройствах отбора
напряжения, выполненных по схеме на рис. 5-1,а, .применяются
конденсаторы отбора с емкостью С2=30 000 пф и
трансформаторы ТП, имеющие 3 500 и 1 400 витков в
первичной и вторичной обмотках соответственно.
При 2Н2=500-2-3000 ом ток холостого хода
трансформатора ТП /о составляет обычно около 1—2 лш, в то
время как 7с1=40-=-45 лш, а -^~«100 ком.
В этих условиях
2Н1 ^ юСг * ТП| ^* С ^юП*
а угол сдвига фаз между фазным напряжением линии и
напряжением на вторичной обмотке трансформатора ТП
изменяется в зависимости от угла нагрузки,
подключаемой к трансформатору. Такие устройства отбора
рассчитаны на получение напряжения ОТП2, сдвинутого относительно
О А на угол, близкий к 90°.
Для поворота вектора /н параллельно сопротивлению
нагрузки включают конденсатор Ск. Как видно из
векторной диаграммы на рис. 5-1,в, этот конденсатор,
изменяя положение вектора /н, позволяет лрй данной
нагрузке получить указанный угол сдвига с необходимой
точностью. Следует отметить, что конденсатор Ск снижает
уровень высших гармоник в токе нагрузки отбора.
Величина вторичного напряжения может быть
изменена переключением ответвлений на трансформаторе
128
ТП и включением параллельно нагрузке балластного
сопротивления. При этом, однако, может .потребоваться
корректировка угловой погрешности с помощью
конденсатора Ск.
При синхронизме встречных напряжений напряжение
на выходе устройства отбора совпадает по фазе с
линейным напряжением двух других фаз ИВс (рис. 5-1,г),
что позволяет производить их непосредственное
сравнение путем подключения к соответствующим обмоткам
реле контроля синхронизма.
Описанное устройство отбора напряжения
обеспечивает возможность получения весьма малой мощности,
которая, однако, достаточна для целей АПВ. Увеличение
отбираемой мощности, необходимой для питания другой
нагрузки, в рассматриваемой схеме может быть
достигнуто за счет выбора оптимального по максимуму
отдаваемой мощности значения сопротивления 2Ш. При этом
возрастает напряжение на входе трансформатора ТП и
изменяются угловые соотношения.
Схема, приведенная на рис. 5-1,5, отличается от
схемы на рис. 5-1,а конструктивным выполнением
конденсатора связи. Последний имеет ответвление, к которому
и подключается трансформатор отбора, благодаря чему
снижается напряжение на низковольтном выводе и
корпусе нижнего элемента конденсатора связи.
Незначительные токи промышленной частоты, протекающие
через «конденсатор Сг, отводятся в землю через встроенный
в основание конденсатора дроссель Д\, который
одновременно препятствует прохождению в землю токов
высокой частоты. Согласно [Л. 39] в таких устройствах
отбора применяются конденсаторы отбора с емкостью
С2=16 400 пф и трансформаторы ТП, имеющие 2 500 и
2 000 витков в первичной и вторичной обмотках
соответственно.
В схемах отбора напряжения, приведенных на
рис. 5-2 [Л. 38], отпадает необходимость применения
высокочастотного дросселя, так как цепь тока высокой
частоты заземляется через конденсатор отбора Сг и
трансформатор ТП не может шунтировать высокочастотный
канал. Некоторым недостатком схем является то, что
в них трансформатор фильтра присоединения находится
под достаточно высоким напряжением промышленной
настоты. В схеме на рис. 5-2,6 с автотрансформаторным
фильтром присоединения конденсатор отбора С% вносит
9—1601 129
большее затухание в. ч. сигнала, чем в схеме на
рис. 5-2,а, поэтому при использовании такой схемы
емкость конденсатора Сг должна быть не менее 0,25—
0,3 мкф.
С точки зрения выполнения отбора напряжения
схемы на рис. 5-2,а и б аналогичны рассмотренным выше
схемам на рис. 5-1,а и б.
Рис. 5-2. Схемы устройств отбора напряжения с помощью
конденсаторов связи и конденсаторов отбора, присоединенных со стороны
заземления.
а — схема с трансформаторным фильтром присоединения; б — схема с
автотрансформаторным фильтром присоединения.
Схема на рис. 5-3,а, .применяемая в Белоруссэнерго,
отличается тем, что в ней отсутствует трансформатор
отбора 777 и практически не предъявляется никаких
требований к фазе напряжения отбора 11съ Величина этого
напряжения при емкости С2=0,5 мкф, нагрузке около
4 000 ом и номинальном входном напряжении
составляет 100 е. Сопротивление /?=15 000 ом служит для
стока наведенного заряда и ограничения напряжения при
обрыве цепи отбора.
Для обеспечения совпадения фаз напряжений линии
(С/п для фазы С) и шин, необходимого для
осуществления контроля синхронизма, применяется фазосдвигаю-
щий потенциометр с сопротивлением 1 000 ом,
включаемый на вторичные напряжения фаз В и С шин
(рис. 5-3,6).
Отбор напряжения с помощью конденсаторов связи
характеризуется возможностью получения достаточно
высокой стабильности величины и фазы напряжения на
выходе устройства отбора.
130
В последнее время промышленностью начат выпуск
емкостных трансформаторов напряжения [Л. 40, 41] для
целей измерения и релейной защиты, которые могут
быть одновременно использованы в качестве
конденсаторов связи для высокочастотных каналов овязи, релейной
защиты и телемеханики. Эти трансформаторы
напряжения выполняются по схеме, приведенной на рис. 5-4,
и комплектуются из стандартных элементов.
Уфе
-4- а)
Рис. 5-3. Схема устройства отбора напряжения с помощью
конденсатора связи без промежуточного трансформатора,
а —схема отбора; б —векторная диаграмма.
Например, емкостный трансформатор напряжения на
номинальное напряжение 500 кв (НДЕ-500)
комплектуется из трех конденсаторов связи СМР-166/1^3-0,014
и конденсатора отбора мощности типа ОМР-15-0,107.
Необходимость принципиального .изменения схемы
емкостного трансформатора напряжения по сравнению
с рассмотренными выше схемами простелших устройств
отбора напряжения была вызвана тем, что при отборе
мощности порядка нескольких сотен вольт-ампер,
требуемой от трансформатора напряжения, применение
указанных простейших устройств оказалось
неприемлемым из-за возникновения значительных погрешностей
при изменениях величины и характера нагрузки.
Поэтому была применена более сложная компенсированная
(настроенная) схема отбора, в которой за счет
применения специального реактора Р со стальным
сердечником компенсируется падение напряжения ъ емкостном
•делителе.
9*
131
ния
Индуктивность реактора 1,р определяется из выраже-
• (С + О^^ + ^тп).
(5-6)
где ЬзТТ]—индуктивность рассеяния промежуточного
трансформатора ТП.
Необходимость установки высокочастотного
заградителя отбора ВЗ определяется тем, что емкость вводов
нВЧА
Рис. 5-4. Схема емкостного трансформатора напряжения.
реактора Р и трансформатора 777, а также их обмоток
по отношению к земле может шунтировать
трансформатор фильтра присоединения.
Для предупреждения устойчивых субгармонических
колебаний, обусловленных возникновением феррорезо-
нанса ,при переходных шроцессах, 'применяется
включенное на вторичной стороне трансформатора 777
балластное сопротивление или специальное демпфирующее
устройство ДУ.
Указанные емкостные трансформаторы напряжения
позволяют при напряжениях более 110 кв получать
необходимые технические данные при более
благоприятных экономических .показателях, чем индуктивные
трансформаторы напряжения.
Дальнейшая работа в направлении
совершенствования емкостных трансформаторов напряжения включает
применение более эффективных способов подавления
феррорезонансных колебаний при переходных процессах.
132
5-3. ОТБОР НАПРЯЖЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ КОНДЕНСАТОРНЫХ
ВВОДОВ МАСЛЯНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
Электротехнической промышленностью выпускаются для
масляных выключателей специальные фарфоровые маслонаполненные
вводы, конструкция которых приспособлена для целей отбора
напряжения. Внутренняя изоляция этих вводов разделена на ряд слоев
с помощью концентрических цилиндров из металлической фольги,
•образующих емкостный делитель напряжения. Последний цилиндр
снабжается выводом, который используется для измерения
напряжения токоведущего стержня по отношению к земле.
В настоящее время конденсаторные маслонаполненные вводы
'выпускаются для выключателей на напряжения 110—500 /се
(МВП-110, МВП-154, МВП-220 и МВП-500). Конденсаторные вводы
такого типа с точки зрения возможности отбора напряжения можно
рассматривать как последовательное соединение двух конденсато-
!ров: С\ между токоведущим стержнем и последней обкладкой и Сг
между последней обкладкой и фланцем, который используется для
присоединения измерительного устройства. Для ввода типа МВП-110
'величины этих емкостей составляют С| = 310 пф и Сг=4 500-5-
5 000 пф. Для возможности измерений напряжений с помощью
конденсаторных вводов заводами выпускались специальные устройства
ПИН (приспособление для измерения напряжения), находящиеся
в эксплуатации в ряде энергосистем. Схема устройства для отбора
напряжения от конденсаторных вводов с использованием ПИН
приведена на рис. 5-5. Как видно из схемы, ПИН состоит из
трансформатора 777, реактора Р, компенсирующего конденсатора Ск и
разрядника.
Так же как и рассмотренная выше схема емкостного
трансформатора напряжения (см. рис. 5-4), схема отбора напряжения с
помощью ПИН является компенсированной (настроенной) и выбор
индуктивности реактора Р определяется приведенным выше для
схемы на рис. 5-4 выражением.
Конденсатор Ск служит для компенсации индуктивной
составляющей сопротивления нагрузки. Благодаря реактору Р и
конденсатору Ск обеспечивается совпадение по фазе напряжения линии и
напряжения на вторичной обмотке трансформатора 777. Последний
понижает до 110 в или 110/1/"Зв напряжение между измерительной
обкладкой и баком выключателя, достигающее 4 кв.
Мощность, которая может быть получена с помощью
рассмотренного устройства, составляет 15 и 35 ва при напряжениях 110 и
220 кв соответственно (при соз фц = 1).
Для устранения изменений вторичного напряжения и угла при
разных нагрузках, а также погрешностей, связанных с
отклонениями значений емкостей конденсаторов С\ и Сг у различных вводов,
обмотка реактора и первичная обмотка трансформатора
выполняются с ответвлениями.
По своим показателям схема (рис. 5-5) уступает только
емкостным трансформаторам напряжения.
В настоящее время устройства ПИН промышленностью не
выпускаются. Поэтому в энергосистемах нашла применение другая
схема отбора напряжения дли целей АПВ от конденсаторных
вводов, предусматривающая использование обычного трансформатора
напряжения НОМ-6 взамен ПИН [Л. 39, 42]. Схема такого устрой-
133
ства отбора напряжения приведена на рис. 5-6. Отсутствие в этом
устройстве реактора, сопротивление которого компенсирует
емкостное сопротивление конденсатора С2, приводит к тому, что угол
между напряжением линии и напряжением вторичной обмотки транс-
ПИН
Р
тп
ш4
С2 |
I ПОв
т_лщ-
"д>А
УТП2
0)
Рис. 5-5. Устройство отбора напряжения от конденсаторного ввода
с применением ПИН.
а —схема; б-^векторная диаграмма; / — конденсаторная обкладка;
2 — проводник.
форматора существенно отличается от нуля. Для удобства
сравнения фазы напряжения линии с фазой напряжения на шинах этот
угол искусственно увеличивают до 60°. Это достигается включением
в цепь вторичной обмотки трансформатора активного
сопротивления /? порядка 200 ом и конденсатора Ск с емкостью, равной \2мкф.
При. этом напряжение на вторичной обмотке трансформатора
составляет около 30 е.
Следует отметить, что трансформатор НОМ-6 имеет по
сравнению со специальным трансформатором ПИН значительно больший
И ОМ-6
Рис. 5-6. Устройство отбора напряжения от конденсаторного ввода
с применением трансформатора напряжения НОМ-6.
а — схема'; б — векторная диаграмма; / — конденсаторная обкладка; 2 —
проводник.
134
ток холостого хода. Это, а также значительная потеря мощности
в сопротивлении /? и емкости Ск приводят к тому, что мощность,
которая может быть получена на выходе устройства отбора, не
превышает 1—2 ва.
5-4. ОТБОР НАПРЯЖЕНИЯ ПРИ ПОМОЩИ ПРОХОДНЫХ,
ОПОРНЫХ И ПОДВЕСНЫХ ИЗОЛЯТОРОВ
В качестве емкостных делителей напряжения при отборе
напряжения для целей АПВ используются также проходные, отпорные и
подвесные изоляторы [Л. 1, 39]. Такие устройства отбора могут
быть применены только для контроля наличия или отсутствия
напряжения на линии. Это обусловлено значительной нестабильностью
величины и фазы отбираемого напряжения, что связано с
изменением утечек изоляторов при загрязнении их поверхностей.
При использовании для отбора обычных вводов масляных
выключателей (не имеющих конденсаторных обкладок) должна быть
обеспечена изоляция опорного фланца ввода от бака выключателя.
Для отбора напряжения между фланцем и землей включается
понижающий трансформатор. Так как выполнение изоляции фланца
на высокое напряжение затруднено, то отбор приходится
рассчитывать таким образом, чтобы напряжение на первичной обмотке
трансформатора не превышало 2 000 е. Это требование ограничивает
величину отбираемой мощности.
При отборе напряжения от вводов выключателей НО кв может
быть использован стандартный трансформатор типа НОМ-6. При
этом оказывается возможным отбор мощности порядка 2 во. При
включении во вторичную обмотку трансформатора (параллельно
нагрузке) конденсатора, компенсирующего индуктивность нагрузки,
угол между напряжением линии и напряжением на вторичной
обмотке- трансформатора оказывается весьма близким к 90°. Так как
трансформатор отбора работает в режиме, соответствующем
прямолинейному участку кривой намагничивания стали, то напряжение на
вторичной обмотке трансформатора практически пропорционально
напряжению линии. Однако величина вторичного напряжения
весьма существенно изменяется «при изменениях нагрузки. При
напряжении 35 кв использование трансформатора НОМ-6 невозможно.
. В этом случае должен применяться специальный трансформатор
с малым током холостого хода.
Существенным недостатком указанного способа отбора
напряжения также является то, что загрязнение поверхности ввода
приводит к возникновению значительной погрешности. Установлено, что
в этих случаях напряжение на вторичной обмотке трансформатора
может возрасти в 1,5—2 раза, а угол между током нагрузки и
напряжением линий может уменьшиться на 10—20° и более.
При использовании штыревых опорных изоляторов в качестве
емкостных делителей напряжения отбор напряжения может быгь
осуществлен:
а) при напряжении 35 кв — с помощью трех штыревых
изоляторов типов ШТ-30, ШТ-35, ИШД-35 и др.; два из них включаются
параллельно, а третий служит для изоляции оснований первых двух
изоляторов от земли;
б) при напряжении ПО кв — с помощью двух колонок
изоляторов тех же типов; шапки верхних и нижних изоляторов
соединяются, а основания нижних заземляются.
135
Параллельное соединение изоляторов производится для
увеличения разделительной емкости. Отбор напряжения производится при
помощи понижающего трансформатора, первичная обмотка
которого включается параллельно нижним изоляторам.
Параллельно нагрузке включается конденсатор, которой должен
подбираться из расчета получения наибольшей мощности, а не
сдвига между вторичным напряжением и напряжением линии, равного
90°. Подбор емкости конденсатора по второму условию приводит
к заметному уменьшению отбираемой мощности. Кроме того, нет
смысла добиваться сдвига 90°, так как загрязнение поверхности
изоляторов все равно приводит к изменению величины этого сдвига.
Установлено, что при загрязнении изоляторов возможны увеличение
вторичного напряжения в 2—3 раза и изменение сдвига до 3(Г.
При использовании подвесных изоляторов в качестве емкостных
делителей напряжения, даже при применении специальных
трансформаторов с малым током холостого хода, мощность, получаемая
в устройстве отбора, настолько незначительна, что
непосредственное присоединение к нему каких-либо р.елейных устройств не
представляется возможным. Поэтому при таком способе отбора
прибегают к применению электронн >!х усилителей.
Для отбора напряжения с линий 35 кв рекомендуется
использовать сдвоенную гирлянду, состоящую из трех изоляторов П-4,5
в каждой ветви, а для напряжения ПО кв— сдвоенную гирлянду,
состоящую из семи таких же изоляторов в каждой ветви. Два
изолятора со стороны заземленных концов гирлянд (по одному в
каждой ветви) соединяются параллельно и шунтируются
сопротивлением. Напряжение, снимаемое с этого сопротивления, подается на
вход электронного усилителя, на выходе которого включается реле.
5-5. АНТЕННЫЙ ОТБОР НАПРЯЖЕНИЯ
Для отбора напряжения может быть использован участок раз-
земленного грозозащитного троса или специальный провод,
подвешенный параллельно линии (антенна). Расстояние до антенны
должно быть не менее 3 м по вертикали и 2—3 м по горизонтали
на линиях ПО кв и 1,5—2 м на линиях 35 кв. Изоляция провода
или троса может быть выполнена с помощью одного подвесного
изолятора, так как напряжение на антенне не превышает 10—15 кв.
Антенна или трос заземляется через первичную обмотку транс-
ф >рматора, аналогичного применяемому при отборе напряжения от
конденсаторов связи. Во вторичную обмотку трансформатора
включаются реле и конденсатор.
Мощность, получаемая при антенном отборе, вполне достаточна
для питания реле контроля синхронизма и проверки наличия
напряжения. Однако в связи с нестабильностью фазы напряжения,
получаемого в устройстве антенного отбора, последний может быть
применен лишь для контроля наличия или отсутствия напряжения на
линии.
ГЛАВА ШЕСТАЯ
ТРЕХФАЗНОЕ АПВ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ЛИНИИ
С ОДНОСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ
6-1. ОСОБЕННОСТИ АПВ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ЛИНИИ
С ОДНОСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ
На параллельных линиях с односторонним питанием
применяются такие же устройства АПВ, как и
рассмотренные в гл. 3 устройства, предназначенные для
одиночных линий с односторонним питанием. Однако при
использовании этих устройств на .параллельных линиях
необходимо учитывать следующие особенности ликвидации
неустойчивых повреждений на этих линиях.
Для восстановления изоляции в месте повреждения
требуется, как уже указывалось, кратковременное снятие
напряжения путем отключения линии от источника
питания. На параллельных линиях даже при одностороннем
питании для этой цели необходимо отключение
поврежденной линии с двух сторон *. В связи с этим
необходима установка устройств АПВ на обоих концах линий.
При этом выбор выдержки времени (Ср\ устройств АПВ
следует производить с учетом времени действия
устройств релейной защиты параллельных линий. На
параллельных линиях со стороны питания
устанавливаются обычно максимальные токовые или дистанционные
защиты, индивидуальные для каждой линии или
суммарные, поперечная дифференциальная направленная
защита, а в ряде случаев также и максимальные токовые
отсечки. Со стороны приемной подстанции
устанавливаются либо поперечная дифференциальная
направленная защита, либо максимальные токовые направленные
защиты каждой линии без выдержки времени. Наряду
с комплектами, предназначенными для защиты от
междуфазных к. з., при глухом заземлении нейтрали
предусматриваются также комплекты, действующие при
к. з. на землю.
В зависимости от.вида и места повреждения,
режима работы линии и других факторов отключение
поврежденной линии на обоих ее концах производится с раз-
1 Отметим, что аналогичное требование предъявляется и в
кольцевых сетях с одной точкой питания.
137
личными выдержками времени, что и должно
учитываться при выборе уставок устройств АПВ.
Расчетным случаем при выборе уставки для каждого
данного устройства АПВ является обычно такое к. з.,
при котором время действия релейной защиты на том
конце линии, где установлено устройство АПВ,
минимально, а на противоположном конце линии —
максимально с учетом возможного отказа быстродействующей
защиты.
На рис. 6-1,а в качестве примера показаны
параллельные линии /—2 и 3—4 с односторонним питанием,
являющиеся участком сети с малым током замыкания
на землю, на которых с обеих сторон установлены
поперечные дифференциальные направленные защиты, а со
стороны питания (п/ст. Л), кроме того, еще суммарная
максимальная токовая защита. Рассмотрим случай к. з.
на линии 1—2 в точке к{ при отказе быстродействующей
защиты со стороны подстанции Л, являющийся
расчетным при выборе времени срабатывания устройства АПВ,
действующего на выключатель 2В. В этом случае
защита, установленная на линии со стороны питания,
действует с большой выдержкой времени (максимальная
токовая защита /3(1В)), а со стороны приемной
подстанции—без выдержки времени (поперечная
дифференциальная направленная защита /з(2В)). Работа устройств
релейной защиты, АПВ и выключателей
иллюстрируется временной диаграммой, приведенной на рис. 6-1,6. На
диаграмме для упрощения принято, что пуск устройств
АПВ производится в моменты размыкания контактов
выключателей при отключении последних.
Пользуясь временной диаграммой, легко определить
выдержку времени устройства АПВ, установленного на
выключателе 2В:
'ср1(2В)^'э(1В)"1 *о(1В)"Г'д-с~Т"
+ 'зап *3(2В) ^о(2В) *в(2В)' V*-!)
а поскольку обычно '0(|В)='0(2В)' П0ЛУчим:
'ср!(2В)= *з(1В) 'з(2В) ^в(2В) Т 'д.с"Г«эап» (6-2)
где /эап, как и в § 3-10, принимается равным 0,3—0,4 сек,
138
Если пуск устройств АПВ производится при
срабатывании релейной защиты, то временная диаграмма
изменяется, как .показано на рис. 6-1,5 пунктиром, и
*срк2В) увеличивается на время ^0<2В).
0-4 «
ю-
З-Ч
О)
46
-сн
^ Защита
>» Выключатель
^ АПВ
^ Защита
& Выключатель
Ъ АПВ
1дс ^э*а
1' К
1)(18)
*}(Ш
гы
*о(28)
*0(ГВ)
*срнгв)
*срНЩ
1б(2В)
\0
Начало
к.;.
*6<1В)
2 \3 Т сея
- Линия Линия
°) Включено Включена
со стороны с обеих
п/ст. 6 сторон
Защита
§ Выключатель
> АПВ
Защита
Выключатель
АПВ
кг/л
П *оПВ)
\_1?(2В)
Г~ *о(гв)1ш
\0 1
, V * *м
*$<19)
1ср1(Щ
,
Г
*ср1<гв) рч
, ^ »
1 2 3 '
V
Ь
\ серГ
Мочало
Линия
Ьключена
со стороны
п/ст. А
0)
Линия
Включена
с обеих
сторон
Рис. 6-1. Временные диаграммы работы устройств релейной
защиты АПВ и выключателей параллельных линий с односторонним
питанием.
а — схема участка сети; б — временная диаграмма для случая к. э. в
точке ль; в —временная диаграмма для случая к. э. в точке к*
139
Для выбора выдержки времени !Срк1В) устройства
АПВ, установленного на выключателе 1В,
следует/рассмотреть'другой случай к. з., при котором времени
действия релейной защиты линии (рис. 6-1,в) будут: со стог
роны лодстанции А — минимальное, со стороны
подстанции Б — максимальное. Таким случаем будет короткое
замыкание ©близи шин подстанции А (точка /Сг), когда
выключатель 1В будет отключаться поперечной
дифференциальной направленной защитой (или максимальной
токовой отсечкой, если она установлена), а со стороны
подстанции Б защита будет действовать только после
отключения выключателя 1В, т. е. в данном случае
рассматривается повреждение в зоне каскадного действия
поперечных дифференциальных направленных защит
линий. В этом случае в соответствии с рис. 6-1,в получим:
*ср!(1В)^ 'з(2В) ^з(1В) 'в(1В)1 ^Д.с + ^8ап- (6-3)
•При выборе уставок устройств АПВ параллельных
линий иногда принимают различные выдержки времени
на устройствах, установленных на разных цепях со
стороны питающей подстанции. Выясним, в каких случаях
это может оказаться полезным.
Предположим, что .при к. з. в точке К\ (рис. 6-1,а)
поперечная дифференциальная направленная защита
подстанции Б подействовала на отключение выключателя
2В/ но электромагнит отключения не обеспечил
расцепления механизма привода и выключатель 2В не
отключился. Такое к. з. находится в «мертвой» зоне по
току поперечной дифференциальной направленной защиты
линий, установленной со стороны подстанции Л, и
поэтому отключение повреждения будет произведено
суммарной максимальной токовой защитой, действующей на
выключатели 1В и ЗВ. После этого пускаются
устройства АПВ, установленные на выключателях 1В и ЗВ, и
по .истечении выдержки времени /СР1 они пошлют
включающие импульсы на оба выключателя. При этом может
оказаться, что выключатель ЗВ замкнет свой контакт
несколько раньше, чем выключатель /В, и в то же время
блок-контакт выключателя 1В в цепи блокировки
защиты уже замкнется; следовательно, поперечная
дифференциальная направленная защита окажется введенной
в действие. Тогда, если повреждение в точке К\ окажется
устойчивым, поперечные дифференциальные
направленно
ные защиты на подстанциях А и В сработают ни 6Т-
ключемЛ выключателей ЗВ и 2В соответственно.
Выключатель 2В может снова отказать в отключении, но
может и отключиться; в эксплуатации такие случаи
наблюдались неоднократно. Однако независимо от этого
отключение выключателя ЗВ все равно приведет к обес-
точению потребителей.
Если же выбрать выдержки времени устройств АПВ
на выключателях 1В и ЗВ разными, увеличив /Ср1 на
одном .из выключателей, то будет обеспечена четкая
блокировка шоперечной дифференциальной направленной
защиты и выключатель ЗВ отключаться этой защитой не
будет. Тогда, если выключатель 2В при вторичном
срабатывании защиты отключится, питание потребителей
будет сохранено.
Для указанной цели разницу между *срЦП) и /ср, (33)
следует принимать порядка 0,3 — 0,4 сек.
Разные выдержки времени устройств АПВ
параллельных линий со стороны питающей лодстанции
выбирают также в тех случаях, когда возникают трудности
при осуществлении одновременного включения двух
выключателей (1В и ЗВ). При этом разницу между /срщв)
и *ср1(2В) принимают обычно (0,5-ь 1,0) <В(В), но не менее
0,3 сек.
Устройства двукратного АПВ на параллельных линиях
применять не рекомендуется, поскольку режимы, при
которых в работе находится только одна цепь, как
правило, имеют место только при проведении ремонтных
работ, а при работе с двумя цепями в случае повреждения
одной из линий незавиоимо от успешности и кратности
АПВ потребитель получает питание по неповрежденной
цепи. В то же время применение двукратного АПВ
связано не только с усложнением устройств АПВ, но и
с увеличением числа включений выключателей на к. з.
6-2. УСТРОЙСТВО АПВ С КОНТРОЛЕМ НАЛИЧИЯ
НАПРЯЖЕНИЯ
Если не принять необходимых мер, то при устойчивых
повреждениях на одной из параллельных линий устройства однократного
АПВ, установленные на обоих концах этой линии, в общей сложности
дважды производят включение выключателей на устойчивое к. з.,
причем второе включение в данном случае является бесполезным и
нежелательным. Во-первых, оно не нужно, поскольку питание по-
141
требителей не нарушаемся и бйущбстЬлйется по йараллбльМой
неповрежденной цепи, а во-вторых, потому, что вызывает лишнее
возмущение в системе и требует более частых ревизий выключателей.
Чтобы не производить второго включения на устойчивое к/з.,
иногда применяют контроль наличия напряжения на линии пдоед АПВ
выключателя, включающего линию под нагрузку. Принципиально
такой контроль может быть установлен как на питающем конце
линий, так и со стороны приемной подстанции. /
Первый способ более предпочтителен с точки зрени?) облегчения
условий работы выключателей и системы, поскольку величина тока
к. з., который должен коммутировать выключатель, меньше, если
АПВ производится сначала со стороны приемной подстанции.
Однако при таком способе в случае работы резервных защит на
отключение выключателей обеих параллельных линий со стороны питания
устройства АПВ этих выключателей окажутся заблокированными
контактами реле контроля «аличия .напряжения на линии.
Аналогичные условия будут иметь место при к. з. в режиме работы одной
цепью и в некоторых других ремонтных режимах.
Контроль наличия напряжения на линии со стороны питания
можно применить, если автоматически вводить его в действие
только при срабатывании поперечной дифференциальной направленной
защиты или, наоборот, автоматически выводить из действия, когда
оба выключателя параллельных линий со стороны питающей
подстанции находятся в отключенном положении. Однако выполнение
такой автоматики несколько усложняет устройства АПВ, и поэтому
применяют контроль наличия напряжения со стороны приемной
подстанции.
Наличие напряжения на линии контролируется с помощью реле
максимального напряжения РИЛ, замыкающий контакт которого
включается в цепь обмотки реле времени комплектного реле типа
РПВ-58, как показано на рис. 6-2. Обмотка реле РИЛ включается
на фазное напряжение в сетях с глухо заземленной нейтралью или
на динейное напряжение в сетях с малым током замыкания на
землю: Для этой цели используется либо трансформатор напряжения,
либо при напряжениях 35 кв и выше устройство отбора напряжения
с линии (см. гл. 5).
Действие устройств релейной защиты и АПВ при повреждении
одной из параллельных линий происходит следующим образом
(см. рис. 6-1,а). После отключения в результате действия релейной
защиты выключателей с обеих сторон поврежденной цепи пускается
устройство АПВ, установленное со стороны питания, и производит
включение выключателя !В.
Если АПВ успешно, то на линии появляется напряжение и
контроль наличия напряжения разрешает пуск устройства АПВ со
стороны приемной подстанции, которое, сработав, включает линию под
нагрузку.
Если повреждение на линии оказалось устойчивым,
выключатель 1В снова отключается защитой. При этом в процессе работы
защиты и отключения выключателя 1В реле напряжения РИЛ
может фиксировать наличие напряжения на линии, поскольку оно
контролирует только одно фазное или линейное напряжение, которое
может оставаться неизменным при данном виде к. з. В этом случае
производится пуск устройства АПВ со стороны приемной подстанции.
Однако оно не подействует на включение выключателя, так как вы-
142
держкгк времени *Ср кав) выбирается большей, чем время
отключения лин\* со стороны питания:
*ср1(2В) = *з(1В) + *о(1В) + *аая.
(6-4)
После\отключения выключателя со стороны питания напряжение
на линии исчезает, реле напряжения РН размыкает свой контакт
в цепи пуска реле РПВ-58 и выключатель 2В на устойчивое к. з.
не включается.
При выборе *Ср К2В) следует исходить из того, что при
повреждениях на сшной из параллельных линий работают, как правило,
быстродействующие защиты. Поэтому за максимальное время
работы защиты сс| стороны питания /зов) можно принимать время
срабатывания быстродействующей защиты. Это определяется следующим.
РПВ-58
Н ТН или устройству
яжения с /гит
отбора напрял
кРУ
линии
На Включение
быключЬтеля
Рис. 6-2. Схема устройства АПВ с проверкой наличия напряжения
на линии.
РПВ-58 — комплектное реле повторного включения; РНЛ — реле напряжения
типа РН-54/160; РУ — реле указательное типа РУ-21; РПО — контакт реле
положения «отключено»; /СУ — контакт ключа управления.
Защита, имеющая выдержку времени, может действовать как
основная и как резервная. При повреждениях на защищаемой
линии в режиме работы одной цепью она действует как основная,
а в режиме работы двумя цепями в случае отказа
быстродействующей защиты—как резервная. При повреждении на смежных
участках указанная защита действует как резервная.
В первом и последнем случаях условия работы устройств АПВ
такие же, как на одиночных линиях с односторонним питанием, и,
следовательно, необходимости контроля наличия напряжения на
линии не возникает. Во втором случае при отказе быстродействующей
защиты устройство АПВ, установленное со стороны приемной
подстанции, может подействовать на включение выключателя раньше,
чем выключатель 1В отключится резервной защитой после
неуспешного АПВ со стороны питания, т. е. произойдет ненужное
включение выключателя 2В на устойчивое к. з.
143
Опыт эксплуатации показывает, однако, что случаи отуаза
защиты происходят весьма редко; в то же время необходимость учета
отказа быстродействующей защиты приводит к весьма
существенному увеличению длительности цикла АПВ (в 4—5 раз). Поэтому при
выборе /Ср К1В) вполне достаточно в качестве расчетного времени
действия защиты со стороны питания принимать время баботы
быстродействующей защиты. Отметим, что каскадного действия
учитывать при этом не следует, так как в рассматриваемые интервалы
времени выключатель поврежденной линии со стороны /питания
находится в отключенном положении.
6-3. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ УСТАЛО К
Выдержка времени *Ср 1 определяется наряду с условиями
(3-1)—(3-4) и соображениями, изложенными в § 3-10, также
временами действия устройств релейной защиты согласно выражению
*ср1(1В) ^ *з.расч(2В) ~~ *з.расч(1В) "" 'в(1В)+ *Д-С + *зал» (6*5)
где *з.расч(1В) и *з.расч(2В)~~ времена срабатывания защиты на
выключателях 1В и 2В со стороны питания и со стороны приемной
подстанции соответственно при расчетном случае повреждения, а
^зап = 0,3ч-0,4 сеус.
При выборе ^Ср1(1В) за расчетный принимается такой случай
повреждения, когда разность *3.расч(2В)— *з.расч(|В) положительна и
максима 1ьна; при этом следует учитывать каскадное действие защиты
и возможные случаи откача отдельных устройств защиты, как было
рассмотрено в § 6-1. *ср|/зв) устройства АПВ, установленного на
•выключателе ЗВ на другой параллельной линии со стороны питания,
выбирается из условия
'ср!(33) ^'ср!(1В) +- 'зап. (6-6)
При выборе ^ср|(2В) расчетным является случай повреждения,
когда положительна и максимальна разность *3.расч(1В)—*з.расч(23)'•
*ср1(2В) ^ *з.расч(1В) ~~ *з.гасч(2В)
"~ 'в(24) "^ 'А*с "^ *зал' ^"7^
Если перед автоматическим повторным включением
производится контроль наличия напряжения на линии, то выдержка времени
устройства АПВ, установленного со стороны приемной подстанции
(выключатель 2В)% определяется выражением
*ср1(2В) ^ 'з.расч (1В) + *о(1В) + *зал» (6"8)
где /з.расппв) — расчетное время действия защиты со стороны пн;
тания, в качестве которого следует принимать время работы
быстродействующей защиты. '
Выдержка времени ^в из возврат устройства АПВ в состояни.1
готовности к действию определяется (см. § 3-10) по выражениям
(3-5) и (3-6).
ГЛАВА СЕДЬМАЯ
ТРЕХФАЗНОЕ АПВ ЛИНИИ С ДВУСТОРОННИМ
ПИТАНИЕМ
7-1. ОСОБЕННОСТИ АПВ ЛИНИЯ С ДВУСТОРОННИМ
ПИТАНИЕМ
Для ликвидации неустойчивых повреждений на
линиях с двусторонним питанием, осуществляющих связь
двух источников, которыми могут являться
электростанции, энергосистемы или части энергосистем,
надо производить отключение выключателей со стороны
каждого из источников. Этим определяется одна из
особенностей осуществления АПВ таких линий,
заключающаяся в необходимости установки устройств АПВ на
выключателях обоих их концов и обеспечении
определенного взаимодействия этих устройств. Другая
особенность осуществления АПВ лимий с двусторонним
питанием связана с тем, что при их отключении возможно
нарушение синхронной работы связываемых ими
источников питания. Нарушение синхронизма может иметь
место вследствие того, что аварийное отключение линии
с двусторонним питанием, есл.и она является
единственной линией связи, по которой осуществляется транзит
мощности, или если имеющиеся, кроме нее,
шунтирующие связи обладают малой пропускной способностью,
может привести к тому, что в одной части системы
возникнет дефицит мощности и, следовательно,
понижение частоты, а в другой — избыток мощности и
повышение частоты. Поэтому при осуществлении АПВ в
подобных случаях приходится считаться с возможностью
несинхронных включений и принимать специальные
меры, чтобы не допускать таких включений, если они
представляют опасность для оборудования или нет
уверенности, что они завершатся ресинхронизацией системы.
Принятие специальных мер для недопущения
несинхронных включений в цикле АПВ требуется не всегда.
Они не нужны в сетях с большим числом шунтирующих
связей, когда отключение одной из них не приводит к
нарушению синхронизма благодаря сохранению в работе
других линий, имеющих достаточную пропускную
способность. В этих случаях применяются устройства АПВ,
рассмотренные в гл. 3.
Указанные меры не требуются на одиночных линиях,
где включение при любых углах сдвига фаз встречных
10-1601 145
напряжений не представляет опасности для
оборудования, а возникающий после несинхронного включения
кратковременный асинхронный режим завершается
ресинхронизацией частей системы. Такой способ
выполнения АПВ получил название несинхронного АПВ
(НАТТВ). В таких мерах нет необходимости -у при
осуществлении быстродействующего АПВ »(БАПВ), при
котором благодаря быстродействию устройств релейной
защиты линии и ее выключателей полное время цикла
АПВ не превышает 0,25—0,5 сек (в зависимости от
напряжения линии). В этих условиях к моменту повторного
замыкания транзита векторы э. д. с. разделившихся
частей системы не успевают разойтись по фазе на
значительный угол. При.БАПВ, таким образом, включение
также производится несинхронно, но в условиях, более
легких, чем при НАПВ.
Возможность применения указанных опособов АПВ
в каждом конкретном случае должна проверяться
расчетным путем для наиболее неблагоприятных условий.
В тех случаях, когда применение перечисленных выше
способов АПВ не представляется возможным, при
осуществлении АПВ оказывается необходимым производить
проверку допустимости «включения по условию
синхронизма встречных напряжений. Она осуществляется с
помощью специальных органов, обеспечивающих
определенную последовательность действий устройств АПВ на
разных концах линии и запрещающих АПВ в случаях,
когда включение недопустимо. Эти органы, исключающие
возможность несинхронных включений, состоят из реле,
контролирующего наличие напряжения на линии, и реле
контроля синхронизма, реагирующего на разность
векторов напряжений на линии и шинах. Благодаря этим
реле после аварийного отключения линии с обеих сторон
сначала производится АПВ выключателя на одном из
концов линии при условии, что напряжение на линии
отсутствует; повторное включение выключателя на другом
конце линии производится, если АПВ выключателя,
включавшегося первым, было успешным и напряжения
на линии и шинах синхронны или угол сдвига их фаз
не превосходит допустимого.
Устройства АПВ, дополненные указанными выше
органами контроля допустимости повторного включения,
получили общее название устройств АПВ с контролем
(проверкой) синхронизма и имеют дэе разновидности:
146
устрой^ува АПВ с ожиданием синхронизма (АПВОС) и
устройства АПВ с улавливанием синхронизма (АПВУС).
Первые (АПВОС) предназначаются для
осуществления АПВ линий, имеющих несколько достаточно мощных
шунтирующих связей. Они обеспечивают АПВ отклю-
чившейся\линии лишь лри сохранении в работе этих
связей, т. е. Дои условиях, когда возможно сохранение
синхронности работы источников питания. Имеющиеся в них
органы контроля запрещают АПВ при нарушениях
синхронизма, неизбежных при отключении шунтирующих
связей. Обеспечиваемое этими устройствами «ожидание»
синхронизма позволяет осуществлять АПВ после
затухания качаний, -возможных вследствие резкого возмущения
в системе, вызываемого к. з. и отключением линии.
Вторая разновидность рассматриваемых устройств
(АПВУС) предназначается для осуществления АПВ
линий, при отключении которых вследствие отсутствия
шунтирующих связей или малой пропускной способности
последних происходит .нарушение синхрюнной работы
частей системы. Содержащиеся в них органы контроля
разрешают .подачу импульса на включение лишь в
определенном диапазоне разности частот с опережением
момента совпадения фаз. Благодаря такому выполнению
органов контроля эти устройства лри скольжении,
неизбежном в случае размыкания транзита, обеспечивают
«улавливание» момента для осуществления АПВ.
Таким образом, различие в действии устройств
АПВОС и АПВУС заключается в том, что первое
обеспечивает АПВ линии либо сразу по истечении выдержки
времени устройства АПВ (при сохранении синхронизма),
либо после «ожидания» таких условий, когда
скольжение, вызванное возмущением в системе, уменьшится до
допустимых значений, а второе обеопечивает АПВ линии
при нарушении синхронизма путем улавливания
наиболее благоприятного момента посылки импульса на
включение в условиях не только значительного, но и не
уменьшающегося скольжения.
При отключении одиночной транзитной линии,
осуществляющей связь отдельной электростанции с
системой, расхождение частот может оказаться столь
значительным, что рассмотренные выше способы
осуществления АПВ не смогут быть применены. В большинстве
таких случаев оказывается возможным и
целесообразным производить АПВ линий в сочетании с действием
10* 147
устройств автоматики, обеспечивающих в цикле/ АПВ
перевод генераторов отделившейся электрос/ганции
в асинхронный режим или их отключение с гашением
поля возбуждения и последующим автоматическим
включением .в работу методом самосинхронизации при
успешном АПВ линии (АПВС).
Если отключение одиночной транзитной линии связи
приводит к резкому нарушению баланса генераторной
мощности и нагрузки в разделившихся частйх системы,
а 'применение указанных выше способов АПВ по каким-
либо причинам не представляется возможным, то
восстановление нормального питания потребителей может
быть произведено способом, шолучившим название АПВ
на выделенный район [Л. 4]. В этом случае в той части
системы, где возникает дефицит мощности,-производятся
отключения /выключателей, обеспечивающие отделение
определенного сетевого района от источников литания
данной части системы. Связь сетевого района с той
частью системы, где не возникает дефицит мощности, при
этом разомкнута выключателем транзитной линии.
Восстановление питания нагрузки этого выделенного района
производится после АПВ линии транзитной связи,
причем для исключения возможности несинхронного
включения (в случае, если автоматическое выделение района
по каким-либо причинам не происходит) целесообразно
сначала производить АПВ выключателя линии со
стороны* выделенного района с контролем отсутствия
напряжения на шинах, а затем АПВ выключателя на другом
конце линии с контролем отсутствия напряжения на
линии.
Выделение указанного сетевого района должно
производиться с таким расчетом, чтобы в случае
устойчивого повреждения на линии транзитной связи
обесточенной оказалась такая нагрузка, которая все равно
должна быть отключена для обеспечения нормальной
работы :в той части системы, где возникает дефицит
мощности. Восстановление связей разделившихся частей
системы производится в дальнейшем путем ручной или
автоматической синхронизации.
7-2. НЕСИНХРОННОЕ АПВ (НАПВ)
При отключении одиночных линий с двусторонним
питанием (а в ряде случаев и линий с одной или двумя
слабыми шунтирующими связями) синхронизм межд)
148
разделившимися в результате такого отключения
частями системы нарушается. Однако и в таких случаях часто
оказывается возможным применение АПВ без лроверки
синхронизма. Это «возможно, когда включение на
несинхронное напряжение не представляет опасности для
электрооборудования, а синхронизм в энергосистеме
восстанавливается либо сразу лосле включения линии,
в «первом 'цикле асинхронного режима, либо после
непродолжительного асинхронного режима.
В указанных условиях желательно иметь возможно
меньшую бестоковую паузу лри АПВ, и поэтому
наилучшим решением является применение
быстродействующего АПВ (БАПВ), для осуществления которого тре-
<буется (см. § 7-3) наличие быстродействующих релейной
защиты и выключателей. Однако, как показали
проведенные ВНИИЭ исследования {Л. 4-3—45], в
рассматриваемых условиях оказывается возможным
осуществление АПВ и лри отсутствии быстродействующей
аппаратуры. Такой способ выполнения АПВ называется
несинхронным АПВ и получил достаточно широкое
распространение в энергосистемах (Л. 44—46].
Преимущество НАПВ определяется тем, что оно,
обеспечивая /повторное включение линии с относительно
небольшой (но существенно большей, чем лри БАПВ)
выдержкой времени, позволяет достаточно быстро
восстановить лараллельную работу в системе. Отметим, что
применение АПВ с улавливанием синхронизма
(АПВУС) .в ряде случаев оказывается неэффективным,
так как вследствие быстрого расхождения по фазе
э. д. с. разделившихся частей системы устройства
АПВУС либо не разрешают повторного включения, либо
разрешают его через значительный промежуток времени
после отключения значительной мощности устройствами
автоматической частотной разгрузки (АЧР).
1. Условия, определяющие возможность применения
НАПВ
НАПВ является одним из мероприятий, связанных
с внедрением в практику эксплуатации асинхронных
режимов синхронных генераторов. Внедрение таких
режимов стало возможным благодаря общему повышению
надежности работы энергосистем и широкому
использованию различных видов противоаварийной автоматики.
149
Основным лри этом является требование обеспечения
результирующей динамической устойчивости. Это
означает, что .возникающий в результате большого
возмущения асинхронный режим должен завершаться
ресинхронизацией, причем должна сохраняться устойчивость
основных нагрузок, а напряжение на них после
ресинхронизации должно восстанавливаться до допустимых
значений.
При необходимости должны приниматься
специальные меры, сокращающие длительность асинхронных
режимов, а в ряде случаев и предотвращающие влияние
таких режимов на работу системы в целом.
Проведенные ВНИИЭ еще в 1954—1955 гг.
исследования позволили предложить практические критерии
[Л. 47], определяющие допустимость НАПВ для
генераторов, синхронных компенсаторов и трансформаторов по
кратности проходящего в них тока при несинхронном
включении в наиболее тяжелом случае. После этого
НАПВ стал применяться в энергосистемах Советского
Союза. При внедрении НАПВ обычно проводились
испытания, >в результате которых определялась
допустимость НАПВ по условиям ресинхронизации.
Опыт эксплуатации значительного числа устройств
НАПВ показал, что в большинстве случаев [Л. 44—46]
ресинхронизация после НАПВ происходила достаточно
быстро, практически без асинхронного режима. Однако
в нескольких случаях (порядка 1 % общего количества)
наблюдались длительные асинхронные режимы, которые
ликвидировались персоналом. Эти случаи показали, что
при испытаниях не всегда могут быть предусмотрены
наиболее тяжелые для ресинхронизации режимы, и
определили желательность разработки методики расчета
для оценки условий ресинхронизации, допустимости
асинхронного режима и его длительности. Такие
расчеты не только дополняют экспериментальную проверку,
но и позволяют рассмотреть ©опросы применения НАПВ
на стадии проектирования.
Для решения вопроса допустимости НАПВ по
условиям сохранения синхронизма необходимо учитывать
влияние многих факторов, из которых основными
являются соотношение между мощностями генераторов и
нагрузки в частях системы, величина передаваемой по
.линии мощности и сопротивление связи между частями
системы, скорость регулирования первичных двигателей,
150
величины асинхронных моментов генераторов, закон
регулирования и быстродействие систем возбуждения.
Объем данной книги не «позволяет рассмотреть здесь
критерии и расчет условий ресинхронизации. Отметим
только, что условия ресинхронизации оказываются более
легкими, когда разность соотношений мощностей
генераторов и нагрузки в разделившихся частях системы
невелика, а нагрузка электропередачи в предаварийном
режиме мала .по отношению к мощностям частей оисте-
мы и предельной ото статической устойчивости нагрузке
электропередачи. Теоретические исследования и
эксперименты показывают [Л. 48, 49], что при обычных
коэффициентах неравномерности регуляторов скорости
турбин в тех случаях, когда в процессе НАПВ не
происходит существенного расхождения частот разделившихся
частей системы, восстановление синхронизма
обеспечивается быстро и без применения каких-либо
специальных мер. Если же частота в одной из частей системы
лосле ее разделения существенно понижается, то
условия -восстановления синхронизма утяжеляются и в этом
случае наряду с использованием резерва мощности,
если он «имеется, может возникнуть необходимость
увеличения мощности «агрузки, отключаемой устройствами
АЧР.
Отметим также, что в общем случае условия
ресинхронизации оказываются более легкими в системе, где
преобладают турбогенераторы. Это определяется
существенно большим быстродействием регулирования
скорости вращения турбогенераторов .по сравнению с
гидрогенераторами. Важным обстоятельством является также
большая разница между (переходными и
сверхпереходными реактивными сопротивлениями у турбогенераторов
по сравнению с гидрогенераторами. Последнее
определяет значительно меньший асинхронный момент у
гидрогенераторов при больших скольжениях, особенно
у машин без успокоительных обмоток.
Для определения условий ресинхронизации и
длительности асинхронного режима можно воспользоваться
удобной для практического использования методикой
расчета, разработанной ВНИИЭ [Л. 50]. Эта.работа
выполнена применительно к двум основным случаям: для
генератора, работающего на шины бесконечной
мощности, и для двух генераторов соизмеримых мощностей.
При рассмотрении процессов ресинхронизации з слож-
151
ной системе обычно можно воспользоваться
результатами этой работы, заменяя сложную систему указанными
выше простыми схемами замещения.
Однако в сложных системах в процессе
ресинхронизации возможно возникновение дополнительных
нарушений устойчивости в какой-либо из несинхронно
работающих частей системы. Если предварительное
рассмотрение показывает, что такие нарушения представляются
вероятными, то необходимо расчетным путем выяснить
влияние асинхронного режима по рассматриваемой
электропередаче на работу всех частей системы.
Пользоваться методикой, изложенной в [Л. 50], при этом
нецелесообразно. В таких случаях проводят расчет всего
переходного процесса, пользуясь аналоговыми
вычислительными машинами, обычно в сочетании с
расчетными столами переменного тока или цифровыми
вычислительными машинами. Следует отметить, что проверку
возможности ресинхронизации целесообразно
производить на электродинамических моделях при исследовании
вопросов, связанных с развитием энергосистемы.
Если 'предварительные расчеты или испытания
показывают, что ресинхронизация после НАПВ недопустимо
затягивается, то следует рассмотреть возможность
применения тех или иных средств противоаварийной
автоматики, способствующих ресинхронизации. Решение
о целесообразности использования НАПВ должно
приниматься с учетом экономической эффективности как
самого НАПВ, так и тех дополнительных мероприятий,
которые оказываются для этого необходимыми.
К числу указанных выше средств противоаварийной
автоматики относятся все те средства, которые
используются для повышения устойчивости. В тех частях
системы, в которых создается дефицит мощности, такими
средствами автоматики являются:
1) отключение неответственных потребителей
устройствами АЧР при понижении частоты с последующим
АПВ отключенных присоединений после восстановления
частоты до нормального значения;
2) набор нагрузки на агрегатах, имеющих резерв
мощности;
3) пуск резервных гидрогенераторов и быстрый
набор нагрузки;
4) перевод гидрогенераторов, работающих в режиме
синхронного компенсатора, в генераторный режим;
152
5) включение синхронных компенсаторов с после*
дующим включением способом самосинхронизации (или
снятие на определенное время возбуждения с
синхронных компенсаторов).
В частях системы, где создается избыток мощности,
применяют:
1) отключение части генераторов;
2) регулирование первичных двигателей;
3) электрическое или механическое торможение
генераторов.
Автоматическое регулирование возбуждения в
частях системы с избытком мощности всегда оказывает
положительное влияние на условия ресинхронизации.
В частях системы с дефицитом мощности увеличение
возбуждения может в определенных условиях замедлять
ресинхронизацию.
Следует отметить, что НАПВ не применяют, если
возможно возникновение таких условий, при которых
ресинхронизация становится мало вероятной и
асинхронный ход на рассматриваемом транзите недопустимо
затягивается, а следовательно, может быть нарушена
результирующая динамическая устойчивость и
повреждено оборудование. В таких случаях должно быть
предусмотрено автоматическое деление системы с помощью
специальной делительной защиты, устанавливаемой на
одной из лодстанций транзита.
Если расчет показывает, что резкое расхождение
частот, а следовательно, неуспешная ресинхронизация
могут иметь место только в редких случаях, то
целесообразно применение НАПВ с блокировкой, запрещающей
его действие при значительном возрастании скольжения.
Несинхронное НАПВ может происходить при любых
углах между э. д. с. разделившихся частей
энергосистемы вплоть до 6 = 180°, что определяет возможность
возникновения при повторном включении повышенных
электродинамических усилий в синхронных машинах,
трансформаторах и электрических аппаратах. Эти
повышенные усилия являются следствием электромагнитных
моментов и токов, которые в условиях НАПВ могут
превышать допустимые для указанных оборудования и
аппаратуры значения. Рассмотрим в связи с этим условие
допустимости НАПВ для различных видов
электрооборудования (Л. 45, 51].
153
Синхронные машины согласно ГОСТ 183-55 должны
выдерживать трехфазные к. з. на выводах при
номинальной скорости вращения й напряжении статора
в предшествующем режиме холостого хода, равном 1,05
номинального. Отсюда допустимость НАПВ для
синхронных машин определяется следующими
соотношениями:
|!нс|,макс<1; (7-1)
| *к.з | макс Л '
| /йнс | макс ^ 1 /7 0\
где |/Нс|макс, |>Ннс|макс, |*к.з|макс И '|/Пк.з|макс — абсолютные
величины максимальных мгновенных значений токов и
электромагнитных моментов соответственно при
несинхронном включении в наиболее неблагоприятный момент
времени и к. з. в указанных выше условиях.
Рассмотрим простейшую схему, представленную
одним эквивалентным генератором, работающим через
линию связи на шины мощной системы. Тогда значения
^ис.макс и *к.:ьмакс в соотношении (7-1) определяются, если
пренебречь высшими гармониками, следующими
выражениями:
; 2 (Цт + Е"дт)* 9 /7 о\
«нс.иакс— х"л + Хш > У*'*)
*к. а.макс= хн • V V
В этих выражениях рассматриваются случаи,
соответствующие максимальным значениям тока, в связи
с чем принято, что апериодическая составляющая не
затухает. При расчетах по выражение (7-3)
принималось, кроме того, что несинхронное включение
происходит при угле 6=180° и что величина э. д. с. генератора
возрастает для гидрогенераторов до 1,5, а для
турбогенераторов до 1,2 (учитывая, что после сброса нагрузки
напряжение на выводах генератора может повыситься).
* В настоящее время принято, что индексы токов и э. д. с.
генераторов совпадают на векторной диаграмме с индексами осей й
и <7, по которым они направлены. В связи с этим э. д. с, наведенная
в обмотке статора магнитным потоком, созданным током,
намагничивающим машину в продольной оси йу и сдвинутая относительно
этой оси на 90°, обозначается индексом д.
154
При расчете *к.а.макс по выражению (7-4) значение
э. д. с. в соответствии с условиями ГОСТ 183-55
принимается равным 1,05 номинального напряжения.
Значения тнс .макс И Шк.з.макс в соотношении (7-2)
могут быть рассчитаны на основании приведенного
в [Л. 45] упрощенного выражения электромагнитного
момента при несинхронном включении тнс, полученного
при условии пренебрежения затуханием всех свободных
токов, наводимых в контурах ротора, и неучете
скольжения. Последнее оказывается возможным в связи с
тем, что неучет скольжения при его изменениях в
пределах от 0 до 10% при определении максимальных
значений моментов сказывается весьма мало. Затухание
апериодических составляющих тока статора необходимо
при расчетах учитывать, так как они оказывают
заметное влияние на величину электромагнитного момента
синхронной машины, снижая его примерно на 20%.
Расчеты показывают, что максимальное мгновенное
значение электромагнитного момента для
турбогенераторов имеет место при угле включения 6^120°, а для
гидрогенераторов при б«135°.
При указанных значениях углов б, соответствующих
максимальным электромагнитным моментам, можно
построить следующие зависимости:
для турбогенераторов
I т**\ макс (Е= 120°) г ( *вн V п гч
I тил | макс —'1 \!Ы% [ °}
для гидрогенераторов
' тнс | макс (Ь=135°) г / Хъп \ ,- а.
|т,з|макс = М^)' <7-6)
Используя выражения (7-3) и (7-4), можно построить
также зависимость
| 'не I макс
'к.з I маис
/.(35> <">
Сопоставление кривых, построенных по выражениям
(7-5) и (7-7) для турбогенераторов и (7-6) и (7-7) для
гидрогенераторов, показывает, что наибольшую
опасность для синхронных машин при несинхронном
включении представляют не токи, а электромагнитные
моменты, которые, следовательно, и определяют
допустимость НАПВ.
155
Таким образом, условия допустимости НАПВ могут
быть получены из рассмотрения зависимостей (7-5) и
(7-6) с учетом неравенства (7-2) в следующем виде
[Л. 45, 51]:
для турбогенераторов
*вн>1,6дЛ1; (7-8)
для гидрогенераторов
*вн^(2,4-2,8)х"<*, (7-9)
причем меньшие значения коэффициента при х"&
относятся к гидрогенератору с успокоительными обмотками.
Практически, однако, более удобно задачу
определения допустимости НАПВ свести к установлению
критерия в виде зависимости кратности периодической
составляющей тока несинхронного включения к
номинальному току синхронной машины от ее
сверхпереходного сопротивления. Ток несинхронного включения
рассчитывается при этом, как обычно, для значений э. д. с.
генераторов, равных 1,05 номинального напряжения, и
при угле 6=180°.
Тогда, приняв согласно выражению (7-9) для
гидрогенераторов с успокоительными обмотками хЬш'^2,4х//а
и учитывая, что
'«-«$=• <7-ю>
получим в относительных единицах и с некоторым
округлением:
/не _ 0,625 Г7-Ш
/н» •* л
В связи с большими тепловыми и
электродинамическими нагрузками турбогенераторов было признано
целесообразным распространить и на них критерий (7-11).
При этом указанное условие допустимости НАПВ (7-11)
для турбогенераторов оказывается принятым с запасом
порядка 25—30% по отношению к
электродинамическим моментам при внезапном к. з.
Для гидрогенераторов без успокоительных обмоток,
исходя из значения х"<*^'0,2, еще в 1955 г. [Л. 47] был
принят следующий критерий:
-^-<3. (7-12)
/в
156
Этот критерий для указанных машин, в настоящее
время уже не изготовляемых, сохранен и в более
поздних директивных материалах [Л. 53], поскольку переход
к условию (7-11) означал бы снижение допустимой
кратности тока на этих машинах, что противоречило бы
имеющемуся опыту эксплуатации.
Для турбогенераторов типов ТВВ и ТВФ с
непосредственным охлаждением обмоток по согласованию с
заводом «Электросила» рекомендовано [Л. 54] условие
допустимости НАПВ определять по неравенству (7-12).
Учитывая, что у этих турбогенераторов л/'«|«0,2, данное
условие практически соответствует критерию (7-11).
Следует отметить, что аналогичное решение должно
быть согласовано и для турбогенераторов типа ТГВ
с непосредственным охлаждением обмоток завода «Элек-
тротяжмаш».
В практике эксплуатации встречаются случаи, когда
заведомо известно, что величина э. д. с. генератора при
несинхронном включении не превышает 1,05
номинального напряжения. Это может быть, например, если в
момент НАПВ скорость вращения генератора близка
к синхронной или даже несколько ниже из-за наброса
нагрузки во время бестоковой паузы. В таких случаях
кратности тока, определяющие допустимость НАПВ,
могут быть повышены по сравнению с приведенными в
выражениях (7-11) и (7-12), которые определялись с
учетом того, что э. д. с. турбогенераторов и
гидрогенераторов могут достигать значений, равных 1,2 и 1,5
номинального напряжения соответственно. Возможное
увеличение максимально допустимых токов составляет
для турбогенераторов 13%, а для гидрогенераторов
с успокоительными обмотками 35%.
Условия допустимости НАПВ принимают тогда вид
[Л. 45, 51]:
для турбогенераторов
для генераторов с успокоительными обмотками
4^-- (7-И)
/н х а
Проверка допустимости НАПВ для синхронных
компенсаторов производится по выражению (7-11) или (7-14)
157
в зависимости от условий, в которых они работают.
Обычно синхронные компенсаторы включены в узлах
нагрузки, где имеется дефицит мощности, и поэтому
в процессе НАПВ нет оснований ожидать повышения их
скорости и э. д. с. В таких случаях следует
пользоваться выражением (7-14).
Если же синхронный компенсатор может отделяться
от системы вместе с генераторами, увеличивающими
число оборотов, то проверку допустимости НАПВ для
этого компенсатора следует проводить, пользуясь
выражением (7-11).
Таким образом, с учетом изложенного и в
соответствии с директивными материалами [Л. 53, 54] для
различных типов синхронных машин допускаются
следующие кратности тока при несинхронном включении при
разных значениях э. д. с. рассматриваемой машины:
для турбогенераторов (кроме типов ТГВ, ТВВ и
ТВФ)
*нс(Е=\,2) ^0,625. Л«:(Е=1,05) ^ °'7 •
ш ^ 77 * 1 ^* *".. '
/н х"й /н х *
для турбогенераторов типов ТВВ и ТВФ
Л«с(Е=1,2) ^р. /пс(Я=1,05) ^п 1 |о,
/н /н
для гидрогенераторов с успокоительными обмотками
7нс(Е=1.5) ^ 0,625 . Лк^ЕЫ.Об) ^ °»84 •
ш ^* Тй ' 7 ^ у" »
/н х"а /н * а
для гидрогенераторов без успокоительных обмоток
для синхронных компенсаторов
Лге(Д=г|,5) ^ 0,625 . Лге(Е=1.0Б) ^ 0,84
/н ^ Х"л ' /я ^ Х"й '
Напомним, что в приведенных условиях токи Уне
в соответствии с указанным выше являются
действующими значениями периодической составляющей токов
несинхронного включения при 6=180° и определяются
по формуле (7-10) при Я"дт=1,05.
158
Трансформаторы и автотрансформаторы
рассчитываются таким образом, что с некоторым запасом они
выдерживают включение на номинальное напряжение при
замкнутой накоротко обмотке на другой стороне
трансформатора. При этом учитывается и влияние на
динамическую устойчивость трансформатора апериодической
составляющей тока (ГОСТ 3484-65). Отсюда
допустимость НАПВ для трансформаторов и
автотрансформаторов определяется выражением (7-1). Однако,
учитывая, что при практических расчетах допустимости НАПВ
оперируют, как уже указывалось выше, периодическими
составляющими токов, в качестве граничного условия
более удобно применить соотношение
[/■с|ма,с= /н1=|> (?.15)
| *к.з | маю /к.з
полученное из рассмотрения выражений (7-1), (7-3) и (7-4).
Разделив (7-15) на /нэ получим:
/не /к.з ЮО /7 -/%.
^г=-^г=^%"- (7"16)
Учет отличия значений э. д. с. (равных 1,05),
применяемых в практических расчетах токов несинхронных
включений, от возможных в реальных условиях
производится с помощью коэффициента /Сэ.д.с.^1 [Л. 51].
Тогда условие допустимости НАПВ для
трансформаторов и автотрансформаторов принимает вид1:
Чг<К*-*-'-1^' (7"17)
где ик%—напряжение к. з. между рассматриваемыми
обмотками трансформатора при /к.з— Ль
Значения коэффициента лоД.с. для принятых выше
значений э. д. с, равных 1,5 для гидрогенераторов и 1,2
для турбогенераторов, при работе параллельно с
системой бесконечной мощности составляют 0,85 и 0,95
соответственно.
Выключатели, разъединители, трансформаторы тока
и т. п. по динамической устойчивости допускают, как
правило, большие кратности тока по сравнению с сило-
1 Отметим, что в директивных материалах (Л. 53] в критерии
допустимости НАПВ для трансформаторов коэффициент /Сэ.д.с. не
вводится.
159
Выми трансформаторами й автотрансформаторами.
Поэтому для электрических аппаратов, выбранных по
общепринятой методике, обычно не возникает
необходимости проверки на допустимость НАПВ.
При несинхронных включениях электрооборудование
во время асинхронных режимов наряду с рассмотренным
выше динамическим воздействием токов и
электромагнитных моментов подвергается также повышенному по
сравнению с нормальным тепловому воздействию. Эти
процессы, однако, являются общими для всех
асинхронных режимов, и поэтому не возникает необходимости
устанавливать специальные критерии оценки
допустимости НАПВ с этой точки зрения.
2. Поведение устройств релейной защиты при НАПВ
и способы предотвращения их неправильных действий
Одной из проблем, которые возникают при
осуществлении НАПВ, является обеспечение правильного
действия релейной защиты.
Возможность неправильных срабатываний защиты
при несинхронных включениях определяется
следующими двумя причинами:
1) возникновением сверхтоков и понижением
напряжения в различных точках энергосистемы, если углы
расхождения фаз э. д. с. генераторов при НАПВ
достаточно велики; это будет происходить не только в момент
несинхронного включения, но и в процессе асинхронного
режима, который может возникнуть после НАПВ;
2) кратковременным появлением токов и
напряжений обратной и нулевой последовательностей,
вызванных неодповременностью замыканий фаз выключателя
при НАПВ.
По указанным причинам многие устройства релейной
защиты могут действовать неправильно как на той
линии, на которой осуществляется несинхронное
включение, так и на смежных с нею участках. В то же время
при НАПВ, как и при АПВ на линиях, где нарушение
синхронизма исключено, выключатели на обоих концах
линии могут включаться на устойчивое к. з., которое
должно вновь отключаться защитой поврежденной
линии. Поэтому вывод защит из действия на время цикла
НАПВ в общем случае является нежелательным.
Устройства релейной защиты, основанные на
дифференциальном принципе (ДФЗ, ДЗЛ и дрЛ, не реаги-
160
руют н^ качания и асинхронный ход, поэтому ё случае
применения НАПВ к этим защитам предъявляются
обычно только повышенные требования в части
отстройки от токов небаланса в условиях, когда токи
несинхронного включения превышают максимальные токи
внешнего к. з.
В настоящее время известен ряд рассмотренных
ниже способов предотвращения неправильных действий
релейной защиты при НАПВ [Л. 4, 23, 55—57].
Первый способ заключается в понижении
чувствительности защиты до такой величины, яри которой она
не будет реагировать на режим несинхронного
включения. Токовые защиты без выдержки времени,
включенные на фазные токи, должны иметь коэффициенты
надежности больше применяемых при отстройке токовых
защит от качаний из-за необходимости учитывать
апериодическую слагающую тока. Эти защиты оказываются
достаточно надежно отстроенными от тока
несинхронного включения при коэффициенте надежности кя=
= 1,2ч-1,3 (для реле типов ЭТ-520 и РТ-40).
Для токовых защит нулевой последовательности без
выдержки времени ток срабатывания должен выбираться
из условия отстройки от тока нулевой
последовательности, возникающего в момент включения одной или
двух фаз линии при расхождении векторов э. д. с. на
угол 180°. Если -«— <1, то наибольшее значение пе-
риодической составляющей тока нулевой
последовательности будет в момент включения первой фазы, если же
-=— >1, — то в момент включения второй фазы. При
-г—<1 наибольшее значение указанного тока при ра-
^ОЕ
венстве э. д. с. по концам электропередачи составляет:
3/°=3222!*2 • <7"18>
^|Е Т ^0Е
Учитывая, что чувствительность токовой отсечки
нулевой последовательности обычно выше
чувствительности токовой фазной отсечки, а величины токов, от
которых необходимо отстроиться, различаются
незначительно (например, при 2п=201 эти токи равны),
11—1601
161
требуемое загрубление отсечки нулевой
последовательности существенно больше.
Применение способа снижения чувствительности для
дистанционных защит еще более ограничено.
В отдельных случаях при стабильном положении
центра качаний, т. е. при малых изменениях суммарного
сопротивления и отношений э. д. с. по концам
электропередачи в разных режимах, можно обеспечить
правильную работу первой зоны дистанционной защиты, не
прибегая к помощи блокировки при качаниях. Зона
действия при этом должна быть обычно значительно
сокращена.
Недостатком первого способа является снижение
чувствительности защиты к к. з.
Второй способ предусматривает увеличение времени
действия защиты, благодаря чему можно в первую оче-.
редь отстроиться от симметричных составляющих
обратной и нулевой последовательностей, обусловленных
неодновременностью замыканий фаз выключателей.
Последняя зависит от типа выключателя и его привода,
а также от качества их регулировки, и поэтому при
выборе времени срабатывания защит следует исходить из
фактической, замеренной при наладке
неодновременности.
Если же разновременность замыканий фаз
выключателя неизвестна, то время срабатывания защит,
реагирующих на симметричные составляющие, целесообразно
принимать не менее 0,1 сек для выключателей с
трехфазным приводом, 0,15 сек для выключателей ПО—
220 кв с пофазными приводами и 0,2 сек для
выключателей 500 кв.
Для устройств защиты, реагирующих на полные токи
и напряжения линии, способ замедления их действия
оказывается эффективным только при условии, что реле
защиты успевают возвращаться в исходное положение
в каждом цикле асинхронного режима (защита
«сбрасывает» набранное время). Замедление защиты при
этом определяется наибольшим временем замкнутого
состояния контактов реле в течение максимально
возможного периода асинхронного режима -/а.р.макс»
Соотношение между этими временами определяется в свою
очередь отношением наибольшего тока при асинхронном
режиме к току срабатывания для токовых защит и
отношением минимального сопротивления на зажимах
162
реле.при асинхронном режиме к сопротивлению уставки
реле дЛ1 дистанционных защит.
Бели схемы защит и регулировка реле обеспечивают
«сбрасывание» набранного защитой времени в каждом
цикле, то ложное действие защит будет исключено при
следующих соотношениях' их времени действия и
максимального периода асинхронного режима [Л. 55]:
^ср^^а.р.макс — Для токовой защиты;
*ср^0,8 Га.р.макс — для защиты минимального
напряжения и второй зоны дистанционной
защиты;
*ср^0,6Га.р.макс — Для 'первой зоны дистанционной
защиты.
Опыт эксплуатации НАПВ показывает, что
наибольшая величина периода имеет место при втягивании
генераторов в синхронизм, причем максимальные
значения периодов, зафиксированные осциллограммами,
составляют 1,4 сек на линиях 110—220 кв и 1,6 сек на
линиях 500 кв. Однако не всегда следует считаться со
столь большими величинами. Кривая плотности
распределения различных значений периодов асинхронного
режима для разных электропередач и условий,
построенная на основании указанного опыта эксплуатации,
показала, что в 75% случаев период в момент
втягивания в. синхронизм составляет 0,5—1 сек, а вероятность
периодов, достигающих 1,4—1,6 сек, не превышает
2—3%. Следует отметить, что при весьма слабых связях
возможен асинхронный режим с еще большим периодом,
однако в этом случае НАПВ обычно не применяется.
Недостатком второго способа является увеличение
времени действия защиты.
Третий способ — кратковременный вывод из работы
после отключения к. з. быстродействующих защит на
всех линиях, на которых они могут сработать ложно при
НАПВ. Достигается это с помощью блокировок
релейной защиты при качаниях, имеющих пуск от
напряжений и токов обратной и нулевой последовательностей,
используемых в той или иной комбинации.
Таким образом обычно предотвращается
неправильное действие первых и вторых зон дистанционных защит
на линиях, смежных с той, на которой происходит
НАПВ, в тех случаях, когда центр качаний может
находиться в пределах уставок срабатывания этих зон.
!!• 163
Блокировка при качаниях, пускаясь при
возникновении к. з., вводит в действие защиту на время,
достаточное для ее срабатывания, после чего выводит ее из
работы на заданное время. Время возврата блокировки
выбирается так, чтобы ее готовность к последующему
действию, а следовательно, и готовность защиты в
целом наступала с некоторым запаздыванием как по
отношению к окончанию кратковременного асинхронного
режима, возможного после успешного НАПВ, так и
к моменту отключения смежной линии после
происшедшего на ней неуспешного НАПВ.
Условием применения данного способа является
более высокая чувствительность блокировки к к. з., чем
к несинхронным включениям, что вызывает
желательность повышения чувствительности блокировки.
На участках, имеющих слабую связь с линиями, где
используется НАПВ, наоборот, может оказаться
целесообразным загрубление блокировки, с тем чтобы она не
реагировала на несинхронные включения этих линий, но
имела необходимую чувствительность к к. з. на
защищаемой линии и резервируемых участках.
Недостатки способа: 1) как правило, он не решает
задачи на той линии, где происходит НАПВ, так как
обычно 'при этом не могут быть обеспечены необходимые
чувствительность и быстродействие защиты при
несинхронном включении на устойчивое к. з.; 2)
использование способа с высокой чувствительностью блокировки
при качаниях приводит к тому, что защиты часто
выводятся из действия на значительное (до 10—20 сек)
время; 3) не предотвращается ложное действие защиты
при оперативном замыкании (несинхронном) линии
в транзит. Этот способ применяется для предотвращения
неправильного действия защиты линий, когда НАПВ
происходит на одном из смежных участков.
Четвертый способ предназначается для обеспечения
правильного действия защиты линии, на которой
происходит НАПВ. Он состоит в том, что одновременно
с выводом блокировкой от качаний защиты, которая
может неправильно сработать при несинхронном
включении, используется поочередное включение выключателей
с разных концов линии [Л. 55—57].
Наиболее просто такой способ реализуется
следующим образом. После отключения к. з. на защищаемой
линии защиты, которые могут неправильно сработать
164
при НДПВ, выводятся из действия. Сначала
производится АПВ с одного конца линии выключателем 1В
в режиме одностороннего питания (рис. 7-1,а и б). К мо-
"г
|М-*6{-
^ Защита
лючаг
§ Выключатель
НИ*)
Т\*о(1В)
го Защита
^ Выключатель
^ АПВ
1ср1(1В)\
*В(1В)
Ь<2В)
]Ч>(2В)
Начало к.}
(бточке К))
б)
ОС Защита
^' Выключатель
ш Защита
ы Выключатель
% АПВ
с*
Начало к у
(6 точке пг)
«* Защита
§' Выключатель
> АПВ
ъ Защита
^ Выключатель
[ *;^/Я>
[о ей
1
7770 /Г 1
иау.}\*о/
Нив)
*ср1 (1В)
Ьу.}(1В)
1о№
'Зап\
Ьсркгв)
♦
1
V- "7
9
*
<Л точке Кр)
Рис. 7-1. Временные диаграммы, поясняющие выбор уставок /ср
устройств АПВ при заданной очередности включения
выключателей в цикле НАПВ.
а —схема участка сети; б —. выбор *вР(1В); • —выбор *ср<2В)? * —выбор
* (2В) при использовании контроля наличия напряжения на линии; *у 3 —
время срабатывания ускоренной защиты; *ву8 —время, в течение которого
введено ускорение защиты; /оВ —время отключения выключателя*
165
менту включения выключателя 1В, учитывая, что
дистанционная защита выведена блокировкой при
качаниях, должен быть обеспечен ввод ускорения защиты.
Практически последнее осуществляется при отключении
выключателя 1В. Ускорение вводится на время /в.у.з,
достаточное для обеспечения отключения выключателя
в случае его включения на устойчивое к. з.
Выдержка времени устройства АПВ
противоположного конца линии (выключатель 2В) выбирается с
таким расчетом, чтобы повторное включение происходило
только после того, как ускорение защиты на
выключателе 1В будет снято. Выбор времени действия устройств
АПВ ?Ср1 для этого случая иллюстрируется временной
диаграммой, приведенной на рис. 7-1,е. Поскольку
дистанционные защиты на обоих концах линии выведены
блокировками при качаниях, неправильное действие
защиты при успешном НАПВ, осуществляемом
выключателем 2В, исключается. Однако в случае устойчивого
повреждения на линии весьма трудно обеспечить
достаточно быстрое отключение выключателя 2В, особенно
при трехфазных к. з., учитывая, что дистанционная
защита на нем выведена, причем изложенные выше при
рассмотрении первого и второго способов меры часто не
дают приемлемого решения. Задача, таким образом,
решается только для одного конца линии.
Для устранения указанного недостатка применяется
контроль наличия напряжения на линии, который
разрешает автоматическое включение выключателя 2В только
в том случае, если на линии есть напряжение, т. е. когда
АПВ с противоположного конца линии оказалось
успешным. Обычно контролируется наличие одного фазного
или линейного напряжения. При отсутствии на линии
трансформатора напряжения может быть использован
отбор напряжения (см. гл. 5). Применение контроля
напряжения на линии позволяет предотвратить
включение выключателя 2В на том конце линии, который
включается вторым, на устойчивое к. з. Отсюда следует, что
в этом случае не возникает рассмотренных выше
трудностей, связанных с необходимостью обеспечения
быстродействия защиты выключателя 2В после НАПВ.
Выдержка времени устройства АПВ выключателя 2В
*срк2В) выбирается из рассмотрения случая к. з. на той
фазе линии, напряжение на которой не контролируется,
возникающего вблизи места установки выключателя 2В*
166
Время ^Р1(2В) Должно с некоторым запасом превышать
суммарное время действия дистанционной защиты или
токовой защиты нулевой последовательности,
установленных на выключателе 1В (обычно второй зоны), и
отключения этого выключателя, с тем чтобы, в случае
если повреждение окажется устойчивым, реле,
контролирующее наличие напряжения на линии, успело
разомкнуть цепь обмотки реле времени устройства АПВ и
предотвратить повторное включение. Выбор выдержки
времени /Ср1(2В) иллюстрируется временной диаграммой,
приведенной на рис. 7-1,2.
Следует отметить, что время, в течение которого
транзит остается разомкнутым, /р.т при использовании
контроля наличия напряжения на линии и отсутствии
контроля в большинстве случаев практически одинаково.
В рассмотренном виде способ обеспечения
правильной работы релейной защиты при НАПВ за счет
определенной последовательности включений выключателей
разных концов линии хотя и применяется в
эксплуатации, но имеет ряд недостатков.
1. Если при несинхронном включении, не связанном
с повреждением линий, например при оперативном
замыкании транзита, вследствие срабатывания
дистанционной защиты при асинхронном ходе отключится только
один выключатель 1В, то после НАПВ он может
отключиться повторно, поскольку на нем будет введено
ускорение защиты.
2. При сложных устойчивых повреждениях с
обрывом, когда к. з. находится со стороны того конца линии,
который включается повторно вторым (выключателем
2Д), а также при отказах выключателя 1В или его
защиты выключатель 2В может включиться на неустра-
нившееся к. з. и будет в этом случае отключаться без
ускорения с большой выдержкой времени.
Рассмотрим возможные способы устранения
перечисленных недостатков.
Несинхронное включение, которому не
предшествовало к. з., например производимое оперативно на одном
из участков транзита, может из-за неодновременного
замыкания фаз выключателя приводить к
кратковременному появлению составляющих обратной и нулевой
последовательностей, а следовательно, к пуску на линиях
транзита блокировки при качаниях. Поэтому при таком
включении из-за неправильной работы защиты на одной
167
из линий, например на рассматриваемой (если эта
защита предварительно не выведена из действия
персоналом), могут отключиться выключатели 1В и 2В или
один из них.
Отключение двух выключателей будет
ликвидироваться путем поочередного действия устройств АПВ,
как уже указывалось выше. В случае отключения одного
выключателя 2В произойдет успешное НАПВ, поскольку
ускорение защиты будет выведено, а третья зона
дистанционной защиты отстроена от несинхронных
включений. Если же отключится только один выключатель
1В, то НАПВ может оказаться неуспешным, поскольку
на этом выключателе будет введено ускорение защиты.
Для устранения этого недостатка также используется
реле, контролирующее наличие напряжения на линии,
с помощью которого может быть выведено ускорение
действия защиты выключателя 1В, так как наличие
напряжения свидетельствует о исправности линии.
Таким образом, реле напряжения используется на
обоих концах линии. На конце, который включается
первым (выключатель 1В), при наличии на линии
напряжения выводится ускорение действия защиты. На
конце, который включается вторым (выключатель 2В)У
при наличии на линии напряжения разрешается АПВ.
Следует, однако, отметить, что такое решение не
является полноценным в том смысле, что оно не
исключает возможности последующего отключения какого-
либо другого выключателя транзита, который в свою
очередь будет включен повторно устройством АПВ'. В то
же время следующие один за другим несинхронные
включения на разных участках транзита могут привести
к нарушению устойчивости не только на данном
транзите, но и в других частях энергосистемы.
Недостатки, связанные с тем, что выключатель 2В
конца линии, включаемого вторым, может включаться
на устойчивое к. з. при выведенных быстродействующих
защитах, будут устранены, если рассмотренный выше
контроль наличия напряжения дополнить контролем
отсутствия на линии напряжения обратной
последовательности. Тогда устройство АПВ выключателя 2В сможет
включить его только в том случае, если линия включена
с противоположного конца и на ней нет устойчивого
повреждения как несимметричного, так и
симметричного. Для осуществления такого контроля необходимо
168
иметь тга линии трансформатор напряжения или
устройство для трехфазного отбора напряжения. Следует
отметить, что применение на том конце линии, который
включается вторым, наряду с контролем наличия
напряжения также контроля отсутствия напряжения
обратной последовательности позволяет уменьшить
выдержку времени срабатывания устройства АПВ
выключателя 2В и, следовательно, время /р.т разомкнутого
состояния транзита.
Выдержка времени ^срцгв) выбирается только из
условия обеспечения готовности привода к повторному
включению. При этом в качестве расчетного случая
рассматривается одностороннее отключение линии
выключателем 2В, не связанное с повреждением на линии.
Следует отметить, что способ поочередного
включения и при использовании контроля напряжения как
полного, так и обратной последовательности не устраняет
недостатков, связанных с применением блокировки при
качаниях с высокой чувствительностью.
Особое место занимают фильтровые направленные
высокочастотные защиты. Они не реагируют на
несинхронные включения, производимые на смежных
участках. Ложное срабатывание такой защиты возможно
только в процессе ликвидации неустойчивого к. з. на
данной линии, если выключатели оборудованы пофаз-
ными приводами, а трансформаторы напряжения
установлены на шинах. В этом случае разновременность
включений фаз выключателя 2В, включаемого
устройством АПВ вторым, определяет возникновение
составляющих обратной и нулевой последовательностей. Эти
составляющие могут вызвать ложное действие защиты,
так как место их возникновения при установке
трансформаторов напряжения на шинах находится в зоне ее
действия.
Поскольку ложное действие защиты возможно не
только при несинхронном, но и при синхронном
включении, в ней всегда предусматривается кратковременная
блокировка защиты при включении выключателя,
замыкающего транзит. Поэтому дополнительных мер по
предотвращению ложной работы фильтровых защит при
НАПВ не требуется.
Рассмотренные способы обеспечения правильного
поведения релейной защиты в условиях несинхронных
включений не дают полноценного решения. Поэтому на
169
транзитах, где используется НАГТВ, в качестве основных
защит следует стремиться применять дифференциально-,
фазные высокочастотные и продольные
дифференциальные токовые защиты, а также фильтровые направленные
высокочастотные защиты, не подверженные ложным
действиям при несинхронном включении. Первые,'как
указывалось, не реагируют на несинхронные включения
по принципу действия, а ложное действие вторых,; ко?
торое возможно только на включаемой линии, может
быть предотвращено достаточно просто и надежно.
3. Устройства НАПВ
Принципиально для осуществления НАПВ, не
требующего принятия каких-либо мер для контроля
допустимости АПВ по условиям синхронизма, могут «быть
использованы устройства АПВ, применяемые для линий
с односторонним питанием. Эти устройства могут тгри1
меняться для НАПВ в тех случаях, когда возможное
неправильное действие релейной защиты при НАПВ
предотвращается не определенной последовательностью
включений выключателей по концам линии, а другими
способами (см. разд. 2). При этом, однако, в схемы
устройств АПВ оказывается необходимым вносить
некоторые дополнения, связанные с тем, что устройства АПВ
линий с двусторонним питанием, в том числе и
устройства» АПВ линий, на которых предусматривается НАПВ,
используются для осуществления АПВ шин (см. § 10-1).
В случаях, когда с целью предотвращения
неправильного действия релейной защиты при НАПВ
включение выключателей по концам линии производится в
заданной последовательности и последовательность
действий устройств АПВ достигается путем обеспечения
пуска одного из них лишь при наличии напряжения на
линии, схемы устройств НАПВ несколько усложняются
введением в цепь их пуска контакта реле контроля
наличия напряжения на линии [Л. 58, 59]. Схема такого
устройства, предназначаемого для НАПВ линии,
оборудованной масляными выключателями, приведена на
рис. 7-2. Схема предусматривает осуществление АПВ
с помощью комплектного реле типа РПВ-58, луск
которого производится по цепи несоответствия, образуемой
последовательно соединенными контактами реле
фиксации команд дистанционного управления РФК и реле
положения «отключено» РПО (см. § 3-5). В цепь пуска
170
1—4 Дистанционная
| защита линии
\РПН РПУ I
К устройству
отбора напряжения
с линии
Рис. 7-2. Схема устройства НАПВ.
РЛВ-58 — комплектное реле повторного включения; РЯШ —контакт реле
типа РН-54/160, контролирующего напряжение на шинах; РНЛ — контакт реле
контроля напряжения на линии (тип реле зависит от используемого
способа отбора напряжения с линии); РБ, РКВ, РКО, РПО% РПВ — реле типа
РП-23; РПН, РЯУ —реле типа РП-252; РБМ — реле типа РП-232; РУ —реле
типа РУ-21; Я, 1Н, ЯЯ —накладки; РФК — контакт реле фиксации команд
дистанционного управления (РП-352),
171
включен также замыкающий контакт реле контроля
наличия напряжения на линии РНЛ, обеспечивающий
запрет пуска при отсутствии напряжения на линии
(контакты реле РНШ, контролирующего напряжение на
шинах, используются при АПВ шин (см. § 10-1).
По приведенной схеме выполняются устройства АПВ
на выключателях обоих концов линии. На одном из них,
который после отключения линии с обеих сторон должен
включаться первым, контакт реле РНЛ шунтируется
замыканием накладки /Я. Этим обеспечивается
определенная последовательность включений выключателей по
концам линии, необходимая для предотвращения
неправильного действия защиты при НАПВ, и исключается
возможность включения выключателя другого конца
линии на неустратшвшееся повреждение. Для обеспечения
одинаковых условий работы выключателей по числу
включений на к. з. может быть произведено изменение
последовательности действий устройств АПВ путем
изменения положений накладок 1Н.
В тех случаях, когда для исключения неправильного
действия защиты при НАПВ в дополнение к контролю
наличия напряжения на линии предусматривается, как
указывалось выше, также контроль отсутствия
напряжения обратной последовательности, в цепь пуска
устройства АПВ последовательно с контактом реле РНЛ
должен быть включен размыкающий контакт реле
напряжения, приключаемого через фильтр напряжения
обратной последовательности к трансформатору
напряжения или трехфазному устройству отбора 'напряжения
с линии.
Для блокирования АПВ при дистанционном
включении выключателя на к. з. (возможного на том конце
линии, .где пуск устройства АПВ производится без
контроля наличия напряжения на линии) в схеме
предусмотрен разряд конденсатора устройства АПВ
контактом реле РКВ, замыкающим цепь разряда в момент
посылки команды на включение ключом управления.
Предусмотренное в схеме реле РЛН, кроме
обеспечения заданной последовательности включений
выключателей при НАПВ, выполняет также другую функцию:
оно обеспечивает выведение ускорения действия защиты
при наличии напряжения на линии. Благодаря этому
предотвращается возможность неправильного
отключения выключателя по цепи ускорения защитами, подвер-
172
женным1#неправйльным действиям при НАПВ, в случае
одностороннего отключения линии и последующего ее
несинхронного включения. Указанная функция
выполняется реле РНЛ совместно с реле РПН, которое
должно иметь замедление при возврате, достаточное для
возможности надежного отключения выключателя по цепи
ускорения. При отсутствии замедления реле РПН мог
бы иметь место мгновенный вывод ускорения защиты
вследствие размыкания контакта реле РНЛ в
результате появления напряжения на линии после включения
выключателя. Схема обеспечивает возможность
действия ускорения защит, не подверженных неправильным
действиям при НАПВ, независимо от наличия
напряжения на линии. Для этого в цепях ускорения таких
защит должны использоваться контакты реле РПУ,
управляемого контактом реле РПО.
Блокирование АПВ при действии УРОВ
обеспечивается при помощи реле РБ, используемого также в
случае, если при действии защиты шин А|ПВ на данном
присоединении производиться не должно.
Другие особенности рассматриваемой схемы,
связанные с использованием устройства АПВ линии для
осуществления АПВ шин, рассмотрены в гл. 10.
7-3. БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕЕ АПВ (БАПВ)
Автоматическое повторное включение принято
называть быстродействующим (БАПВ) в том случае, если
время- от момента возникновения повреждения до
момента повторного включения линии близко к минимальному,
необходимому для надежной деионизации среды.
* Быстродействующее АПВ на линиях с двусторонним
питанием осуществляется, как и НАПВ, без применения
каких-либо устройств, контролирующих допустимость
АПВ по скорости изменения или величине угла сдвига
векторов напряжений.
Обычно полное время цикла успешного БАПВ в
зависимости от напряжения линии составляет 0,26—
0,5 сек. Разумеется, такая малая продолжительность
цикла АПВ может быть достигнута лишь на линиях,
оборудованных на обоих концах быстродействующими
выключателями и снабженных быстродействующими
защитами, зона которых охватывает всю линию.
За время непродолжительной бестоковой паузы
после отключения линии с двусторонним питанием в цикле
173
ВАПВ даже & том случае, если по ней осуществляется
транзит значительной мощности, скорость
относительного перемещения векторов э. д. с. разделившихся
.частей системы вследствие инерции вращающихся масс
не успевает достичь существенных значений. Поэтому
к моменту «повторного включения они не успевают
разойтись на значительный угол. В связи с этим
повторное включение в цикле БАПВ сопровождается
меньшими толчками уравнительных токов, а незначительное
изменение скольжения за время цикла обеспечивает
более легкие условия вхождения в синхронизм, чем при
Напв.
При проектировании БАПВ в первую очередь
следует оценить максимально возможное значение угла
бвкл.макс между векторами э. д. с. частей системы в
момент включения рассматриваемой линии.
Значение бвкл.макс может быть определено
следующим образом. Предположим, что в момент отключения
линии угол между векторами э. д. с. сохранит значение
бнач (обусловленное нагрузкой), которое он имел в пред-
аварийном режиме. Возможность такого допущения
определяется быстродействием релейной защиты и
выключателей, а также значительными постоянными
инерции агрегатов. После отключения линии угол б начнет
увеличиваться, так как частота в передающей части
системы начнет повышаться, а в приемной —
понижаться.
В системах с преобладанием турбогенераторов
изменение частот в разделившихся частях системы в
течение 0,7—0,8 сек происходит пропорционально времени.
Коэффициент пропорциональности зависит при этом от
величины передаваемой »по линии перед возникновением
повреждения мощности Рл и величин «постоянных
инерции Гйн разделившихся частей системы.
Рассмотрим выражения для величин, определяющих
характер изменения интересующего нас значения угла
сдвига векторов э. д. с, причем начнем с простейшего
случая работы генератора через линию связи
параллельно с системой большой мощности, для которой
положение вектора э. д. с. после отключения линии можно
считать неизменным.
Если разность частот Д/ и скольжение 5 изменяются
линейно, то угол б между векторами э. д. с. будет
изменяться по закону равноускоренного движения:
174
8 = -у- <*■»>
Ускорение относительного движения ротора
пропорционально величине приложенного ускоряющего
вращающего момента АМ и обратно пропорционально
моменту инерции / агрегата, т. е.
.~^-& (744
где |Д|Р — ускоряющая мощность, равная разности
действительной мощности, развиваемой генератором, и
мощности нагрузки после отключения линии.
Постоянная инерции агрегата, как известно,
определяется выражением
*-и.г
где Рн.г — номинальная мощность генератора.
Из рассмотрения выражений (7-20) и (7-21) получим:
АРсои
и, принимая, что АР=РЛ,
Р н.г7*ин
Тогда из выражений (7-19) и (7-22) следует:
8 = 0 *—, рад или 8 = 0 * , град. (7-23)
Указанное выше справедливо и для случая, когда
энергосистема после отключения линии делится на две
несинхронно работающие части; при этом изменение
угла б определяется изменением фаз э. д. с. обеих
частей системы. В выражении для б вместо постоянной
инерции агрегата Тт следует при этом принимать
постоянные инерции частей системы Тт± и Гинг для случая
прекращения перетока мощности Рп после отключения
линии, которые определяются из выражения
Д (Гин.г Ч" ТУш.т) ^н.г-Ь Д (Лш.дв-Ь7ин.мвх) Рн.дв /7 сул\
ИН1(2) р^ 9 \'т**)
175
«"!ЙЙ^ Р-22)
где Ттт, Лга.т, Т'ия.дв и 7\та.мех — постоянные инерции
отдельных генераторов,
турбин, двигателей и
приводных механизмов
соответственно.
Это справедливо для каждой из разделившихся
частей системы.
Если учесть, что расхождение разделившихся частей
системы «по углу начинается от начального угла внач»
обусловленного нагрузкой, а также что величина угла
дальнейшего расхождения векторов э. д. с. обеих частей
системы за время цикла БАПВ определяется суммой
ускорений, то можно на основании выражения (7-23)
записать:
&ысл = 8яач "Ь
+ 90004>т(Р.,|7.,.,^.г,7...|). (7-25)
где Ря.н и Ян.г2 — номинальные суммарные мощности
генераторов;
*бапв —время цикла БАПВ.
•При .весьма большой мощности одной из частей
системы ее ускорение можно считать равным нулю; тогда
выражение (7-25) принимает вид [Л. 4, 59]:
8ь*л = 8-ач+9 000 -^г^. (7-26)
Время полного цикла БАПВ определяется обычно
как сумма:
^пв = '«+\в+'в.ш (7-27)
где 1а — время срабатывания быстродействующей
релейной защиты.
При этом должно обеспечиваться условие
Следует иметь в виду, что в большинстве случаев
повреждений, за исключением трехфазного к. з., время,
в течение которого расходятся векторы э. д. с,
определяется практически длительностью бестоковой паузы.
Таким образом, бвкл, рассчитанное при *рАЛВ» опреде-
176
леннолГиз выражения (7-27), является несколько
завышенным.
Полученное значение бвкл.макс следует сопоставить
с допустимым по условию сохранения синхронной
динамической устойчивости значением угла бДОп.у
Если бвкл.макс<бДоп.у, то асинхронный режим после
БАПВ возникать не будет, что определяет более легкие
условия работы релейной защиты, чем при НАПВ.
Если бвкл.макс>1б^оп.у, то синхронная динамическая
устойчивость нарушается и после БАПВ возможно
возникновение кратковременного асинхронного режима с
последующей ресинхронизацией. В этом случае условия
работы релейной защиты при БАПВ могут оказаться
такими же тяжелыми, как и при НАПВ. Однако
применение рассмотренных в разд. 2 § 7-2 способов,
предотвращающих неправильные действия защиты при НАПВ,
в данном случае не решает задачи.
Первый и второй из указанных способов
малоэффективны, третий только обеспечивает вывод
дистанционных защит, а четвертый в случае БАПВ не может быть
применен, поскольку при БАПВ выключатели по
концам линии включаются одновременно.
Таким образом, в указанных условиях (бвкл.макс>
>6до1г.у) БАПВ может быть применено, если линии
оборудованы защитой, действующей правильно в
условиях несинхронных включений, производимых
устройством БАПВ; в частности, может оказаться
целесообразной установка на линиях двух основных
высокочастотных защит.
Полученное значение бвкл.макс необходимо также
сопоставить с величиной угла доп.м, допустимого по
условиям безопасности Для электрооборудования включений,
осуществляемых устройством БАПВ.
Как уже указывалось в § 7-2, условием,
ограничивающим допустимость несинхронного включения для
синхронных машин, является величина
электромагнитного момента, которая достигает максимального
значения при угле включения порядка 120—135°. Поэтому
если в условиях БАПВ включение происходит при углах
между э. д. с. частей системы, меньших, чем указанные
выше значения, то допустимые кратности максимальных
токов несинхронного включения (рассчитанных при б—
= 180°) могут быть повышены по сравнению с
указанными в § 7-2. Для облегчения проверки допустимости
12—1601 177
и
\я
14
ко.
\"6
1
Ус'
з\
2
Удоп м
го
чо*
60
80 100
120
несинхронных включений при таких углах могут быть
использованы предложенные ВНИИЭ расчетные
кривые [Л. 44, 45]. С целью получения указанных
расчетных кривых предварительно были рассчитаны для
различных типов машин зависимости |тнс|макс=Мб) ПРИ
разных значениях внешнего сопротивления х**. По этим
кривым для каждого
г.бг: 1 1 1 т 1 -значения хвв
определялась величина -бдоп.м,
при которой
удовлетворялось соотношение
(7-2), т. е. были
получены зависимости
$доп.м=1^ (*вн),
удовлетворяющие указанному
соотношению. Эти
зависимости определяют
максимально
допустимые величины углов
бдоп.м для разных
значений хвш при которых
электромагнитный
момент при несинхронном
включении равен
моменту к. з. на выводах
генератора. Затем по
выражению (7-10) рассчитывались токи /нс (при 6=180°)
при различных сопротивлениях хВн-
На основании полученных зависимостей бдоп.м=
= М*вн) и /нс=Ы*вн) Для различных типов машин были
построены кривые /нс=ЫбДОп.м) [Л. 45]. При этом для
турбогенераторов принят такой же запас, какой
указывался в § 7-2. Пользуясь этими кривыми, можно для
данного значения угла между э. д. с. частей системы
определить допустимую кратность тока несинхронного
включения генератора. Если полученная по кривой /нс =
=/з (бдоп.м) кратность больше или равна кратности тока
несинхронного включения, рассчитанного для
рассматриваемой электропередачи по выражению (7-10), т. е.при
6=180°, то несинхронное включение допустимо.
Практически более удобно для проверки
допустимости БАПВ пользоваться рассчитанными ВНИИЭ
кривыми Кь=!(бдоп.м), приведенными на рис. 7-3, и
рассмотренными выше выражениями (7-11)—(7-14), опре-
178
Рис. 7-3. Кривые /С8=^(вдбпАг).
/ — для турбогенераторов с косвенным
охлаждением; 2 — для турбогенераторов с
Непосредственным охлаждением; 8 — для
гидрогенераторов с успокоительными и
без успокоительных обмоток.
деляющимй допустимость НАПВ. При проверке
допустимости БАПВ правая часть соответствующего из
указанных выше выражений умножается на коэффициент
Кь, определяемый по кривым на рис. 7-3 для данного
значения бВкл.
Проверки допустимости несинхронного включения
автотрансформаторов и трансформаторов в условиях
БАПВ, как -правило, не требуется; в случае
необходимости она может быть выполнена по выражению (7-17),
где /Нс рассчитывается при угле между э. д. с. частей
СИСТеМЫ, раВНОМ бвкл.макс
В настоящее время осуществление БАПВ
оказывается возможным только на линиях, оборудованных
воздушными выключателями. Это объясняется тем, что
только воздушные выключатели благодаря
особенностям их конструкции обладают необходимой для
осуществления БАПВ скоростью действия не только при
отключении, но и при включении.
Для уяснения действия устройств БАПВ необходимо
кратно рассмотреть работу воздушного выключателя.
Размыкание цепи тока в воздушных выключателях
производится контактами гасительных камер с помощью
сжатого воздуха, который при совершении операции
отключения разводит контакты камер на незначительное
расстояние и производит гашение возникающей на них
дуги. После погасания дуги контакты гасительных
камер за счет продувки их мощной струей сжатого
воздуха остаются еще некоторое время разомкнутыми. За
это время производится размыкание контактов
отделителя, создающего изоляционный промежуток,
исключающий замыкание цепи тока контактами гасительных
камер, которые после прекращения подачи к ним
сжатого воздуха под действием пружин смыкаются.
Операция включения выключателя производится
замыканием контактов 'отделителя.
В настоящее время в сетях энергосистем
используются воздушные выключатели двух типов: с наружным
(ножевым) отделителем и с внутренним отделителем,
находящимся под давлением сжатого воздуха.
В выключателях с наружным отделителем последний
выполняется в виде поворотного ножа, что определяет
сравнительно большое время операции включения
выключателя. ПоэтомV операции отключения и включения
12* 179
в цикле БАПВ эти выключатели производят только
контактами гасительных камер. Отделитель в этом случае
блокируется и, оставаясь во включенном положении, не
участвует в работе, благодаря чему обеспечивается
необходимое в цикле БАПВ быстродействие выключателя.
В случае неуспешного БАПВ блокирование отделителя
прекращается и отключение выключателя производится
совместными действиями гасительных камер и
отделителя.
В выключателях второго типа отделитель
выполняется в виде камер, по конструкции аналогичных
гасительным, но отличающихся от последних большим ходом
контактов. При отключении выключателя контакты
камер отделителя размыкаются и удерживаются в этом
положении заполняющим камеры сжатым воздухом, что
обеспечивает создание необходимого изоляционного
промежутка, поскольку контакты гасительных камер через
некоторое время после погасания дуги вновь
смыкаются. Отделители такого типа называются воздухонапол-
ненными, так как в отключенном положении они
находятся под давлением сжатого воздуха. Включение
выключателя производится путем сброса давления в
камерах отделителя, что осуществляется открытием
соответствующих клапанов, через которые воздух,
находящийся в камерах отделителя, выходит в атмосферу.
Следует отметить, что эта операция производится со
значительно большей скоростью, чем включение
ножевого отделителя. Поэтому БАПВ таких выключателей
может производиться путем последовательного
совершения нормальных операций отключения и включения без
выдержки времени между ними.
За счет большего быстродействия при включении
минимальная длительность бестоковой паузы
оказывается равной 0,3—0,35 сек, т. е. сравнительно близкой к той,
которая имеет место при осуществлении БАПВ на
воздушных выключателях с ножевыми отделителями.
Помимо технических требований, предъявляемых
к устройствам АПВ обычного типа, к устройствам
БАПВ предъявляется ряд дополнительных требований,
состоящих в следующем:
а) Пуск устройств БАПВ должен производиться при
срабатывании на обоих концах линии
быстродействующих защит, обеспечивающих ее отключение при всех
видах к. з.
180
б)' В* случаях, когда защита, производящая пуск
устройства БАПВ, после срабатывания не возвращается
в исходное положение, должно производиться лолное
отключение выключателя с размыканием отделителя.
в) Пуск устройства БАПВ должен 'Производиться при
наличии давления воздуха в резервуарах выключателя,
достаточного для совершения двух операций
отключения. При понижении давления после пуска устройства
действие последнего не должно 'Прерываться.
В § 3-3 отмечалось, что при осуществлении АПВ со
сравнительно продолжительной бестоковой паузой один
из возможных способов пуска устройств АПВ
воздушных выключателей предусматривает контроль давления
воздуха в резервуарах выключателя, достаточного для
выполнения операций В—О, равного 16 ат. В отличие
от этого обязательным условием допустимости пуска
устройства БАПВ является наличие давления 19 ат, при
котором возможно выполнение операций О—В—О.
Наличие такого давления перед пуском устройства БАПВ
является гарантией того, что остающийся в резервуарах
после первого отключения запас воздуха достаточен для
немедленного выполнения еще одной операции
отключения. Если бы пуск устройств БАПВ производился при
давлениях воздуха в резервуарах выключателя,
меньших, чем необходимо для выполнения операций О—В—О,
то на выключателях с ножевыми отделителями, у
которых операция включения в цикле БАПВ производится
смыканием контактов гасительных камер под действием
пружин независимо от величины давления, это
привело бы к отказу в действии на второе отключение, если
повреждение на линии оказалось бы устойчивым.
На выключателях с воздухонаполненными
отделителями, у которых БАПВ осуществляется путем
совершения нормальной операции включения отделителя без
•выдержки времени после первого отключения, в
указанном случае могло бы происходить блокирование
операции включения рз-за снижения давления после первого
отключения ниже 16 ат. Осуществление же операции
включения после восстановления давления до 16 ат
противоречит самому принципу БАПВ.
На рис. 7-4 приведена схема управления и
устройства БАПВ выключателей 110 и 154 кв с ножевыми
отделителями. Устройство БАПВ состоит из реле времени
РВ, промежуточных реле 1РП и 2РП и контактора КД.
181
Ввод устройства ё Действие производится автоматически
с помощью реле времени РВ при условии, что
выключатель остается включенным в течение времени,
достаточного для замыкания упорного контакта реле РВ. При
этом срабатывает и самоудерживается реле 2РП, кон-
Рис. 7-4. Схема управления и устройства БАПВ воадушных
выключателей ПО и 154 кв с ножевым отделителем (ВГПИ ТЭП).
ЯВ — реле типа ЭВ-134; РПД — реле типа РП-23; 1РП, 2РП — реле типа
РП-252; КД — контактор типа КП-31/42; РБМ — реле типа РП-232; РО — реле
типа РЭВ-883; РУ — реле типа РУ-21; 1РЗ — быстродействующая релейная
защита; 2РЗ — медленно действующая защита.
такт которого размыкает цепь обмотки реле РВ,
благодаря чему последнее возвращается в исходное
положение. Если при этом давление воздуха в резервуарах
выключателя оказывается достаточным для
возможности осуществления БАПВ, то через контакт манометра
2КМ срабатывает реле 1РП, контакт которого замыкает
цепь обмотки контактора КД. Последний срабатывает
и замыканием своих главных контактов подготавливает
182
цепь подачи импульса к обмоткам электромагнитов
управления выключателя при БАПВ. В этом положении
устройство БАПВ оказывается подготовленным к
действию.
При срабатывании защит, действие которых должно
сопровождаться БАПВ, производится замыкание цепи,
подготовленной ранее главными контактами контактора
КД. Как видно из схемы, при этом импульс от
устройства защиты 1РЗ. подается сначала к обмоткам
электромагнитов включения, а после их срабатывания —
к ббмоткам электромагнитов отключения.
При срабатывании электромагнитов управления про-
.изводятся следующие действия:
а) размыкающими блок-контактами
электромагнитов управления фазы С снимается «минус» с обмоток
реле 1РП и 2РП;
б) производится самоудерживание электромагнитов
управления всех полюсов выключателя через
замыкающие блок-контакты электромагнитов управления фазы
А и главные контакты контактора КД.
Из указанного следует, что подаче импульса к
электромагнитам отключения предшествовало срабатывание
электромагнитов включения. При этом благодаря
соответствующему выполнению пневматики выключателя
производится блокирование отделителя и в действие
приводятся лишь контакты гасительных камер,
производящие отключение тока к. з. Блок-контакты
выключателя при этом не переключаются и продолжают
оставаться в положении, соответствующем включенному
положению выключателя.
"После гашения дуги в гасительных камерах
выключателя контакты выходных реле защиты размыкаются.
Однако электромагниты управления выключателя при
этом продолжают обтекаться током вследствие их
самоудерживания. Благодаря этому исключается
возможность размыкания значительных токов контактами
выходных реле защиты и их обгорание.
В связи с тем, что блок-контакты выключателя в
цикле БАПВ не действуют, для размыкания цепи тока
электромагнитов управления используется предусмотренный
в схеме контактор КД, который через определенное
время после срабатывания электромагнитов управления
выключателя производит размыкание цепи
самоудерживания. По данным завода «Электроаппарат» для нор-
183
мального действия выключателя в цикле БАПВ
необходимо, чтобы длительность одновременного протекания
тока в обмотках электромагнитов включения и
отключения была такой же, как и длительность импульса
обычного дистанционного отключения — около 0,17 сек.
В рассматриваемой схеме указанная длительность
импульса обеспечивается за счет совместного действия
реле 2РП и контактора КД. Как указывалось выше, в
момент срабатывания обоих электромагнитов управления
фазы С производится размыкание цепи обмотки реле
2РП, через замыкающий контакт которого производится
подача ««плюса» к цепи обмотки контактора. Если учесть,
что время от момента обесточения обмотки контактора
до погасания дуги на его контактах составляет около
0,04 сек, то для обеспечения одновременного обтекания
током электромагнитов включения и отключения в
течение 0,17 сек необходимо, чтобы реле 2РП имело
задержку на отпускание якоря не менее 0,13 сек.
При отпадании якоря реле 2РП замыкается его
контакт в цепи обмотки реле времени РВУ которое
«повторно пускается после деблокировки электромагнитов
управления в момент замыкания их размыкающих блок-
контактов.
После прекращения подачи сжатого воздуха к
гасительным камерам (что обеспечивается автоматически за
счет действия механизма выключателя), т. е. в момент
окончания бестоковой паузы, контакты гасительных
камер под действием своих пружин смыкаются и
производят повторное включение выключателя.
В случае, если за время бестоковой паузы
'повреждение на линии не устранилось, отключение «выключателя
после БАПВ должно производиться с размыканием
отделителя. Для этого устройство БАПВ должно
обеспечить подачу импульса повторного действия защиты
только в цепь электромагнитов отключения. При этом, по
данным завода «Электроаппарат», для обеспечения
возможности надежного действия отделителя подача
импульса должна производиться не раньше, чем через
0,1—0,12 сек после обесточения электромагнитов
включения. Указанная выдержка времени необходима для
возврата электромагнитов включения и
соответствующих клапанов, а также для эвакуации сжатого воздуха
из полостей тракта включения. Она обеспечивается при
помощи реле 1РП% которое с необходимой задержкой
184
осуществляет перевод действия защиты на
электромагниты отключения. Учитывая, что обесточение обмоток
реле 2РП и 1РП производится одновременно,
необходимо, чтобы последнее имело задержку якоря на
отпускание не менее 0,29 сек..
Наличие интервала времени 0,12 сек между
моментом ожесточения электромагнитов управления и
моментом повторной подачи импульса на электромагниты
отключения исключает возможность блокирования
отделителя после неуспешного АПВ и обеспечивает
отключение выключателя с размыканием отделителя даже в том
случае, если защита вследствие какой-либо
неисправности не возвращается в исходное положение.
Кроме указанного выше, реле 1РП выполняет
также функции промежуточного реле электроконтактного
манометра 2КМ, контролирующего наличие давления,
при котором допускается осуществление БАПВ. При
понижении давления ниже уставки манометра 2КМ
обмотка реле 1РП обесточивается. Происходящее
вследствие этого размыкание контакта реле 1РП в цепи
подачи импульса от защиты к электромагнитам включения
и отключения выключателя (приводит к блокированию
БАПВ, а замыканием размыкающего контакта реле
1РП производится перевод импульса от защиты в цепь
электромагнитов отключения, благодаря чему при
действии защиты выключатель отключится с размыканием
отделителя.
Рассмотренное выше действие устройства
соответствует случаю неуспешного БАПВ. Происходящее при
этом размыкание блок-контактов выключателя в цепи
подучи «минуса» к устройству БАПВ приводит к
ожесточению последнего. Благодаря этому при неуспешном
БАПВ устройство после однократного срабатывания
выводится из действия и может быть подготовлено к
новому действию лишь после нового срабатывания реле
РВ, что возможно только после дистанционного
включения выключателя. Таким образом, предусмотренное
в схеме реле РВ выполняет две функции; обеспечивает
однократность действия устройства при неуспешном
БАПВ и исключает возможность БАПВ при
дистанционном включении выключателя на к. з.
При успешном БАПВ блок-контакты выключателя
в цепи подачи «минуса» к устройству БАПВ не
размыкаются, и поэтому после деблокировки электромагнитов
185
управления и срабатывания реле РВ устройство
автоматически «подготавливается к новому действию.
На рис. 7-5 'приведена схема релейной части
устройства БАПВ воздушных выключателей 220 кв с ножевым
отделителем. Схема управления и цепей БАПВ этих
выключателей аналогична рассмотренной выше схеме
для выключателей 110—154 кв и отличается от
последней лишь тем, что для деблокировки электромагнитов
I"* Л~ . »с . а„ ва вс |
г3 Т ССР I # I 1гпгчг^
Рис. 7-5. Схема релейной части устройства БАПВ воздушного
выключателя 220 кв с ножевым отделителем (ВШИ ТЭП).
РВ — реле типа ЭВ-133; /РЛ — реле типа РП-252.
управления вместо контактов контактора КД в ней
используются соединенные параллельно специальные
вспомогательные блок-контакты БАПВ, имеющиеся на
фазах выключателей 220 кв. Эти блок-контакты
управляются устройствами пневматики выключателя и
приводятся в действие при подаче сжатого воздуха в
гасительные камеры. Нормально они находятся в
замкнутом* состоянии, размыкаются в начале бестоковой паузы
через время, необходимое для обеспечения достаточной
длительности импульса БАПВ, и замыкаются ©новь
через 1,5—3 сек (в зависимости от регулировки и
величины давления).
Наличие на выключателях 220 кв указанных блок-
контактов, используемых для автоматической
деблокировки электромагнитов отключения в цикле БАПВ,
позволило существенно упростить схему устройства БАПВ.
Как видно из схемы, устройство БАПВ для
выключателей 220 кв состоит из реле времени РВ и
промежуточного реле 1РП, выполняющих те же функции, что и
аналогичные реле в рассмотренной выше схеме БАПВ
выключателей ПО—154 кв.
На рис. 7-6,а приведена схема устройства БАПВ для
выключателей 110—500 кв с воздухонаттолненным
отделителем, обеспечивающего «повторное включение
выключателей с минимально возможной для них бестоковой
паузой.
186
РВ
1НМ
II
РВ 2КМ
1РП
1Г
1РП
РУ
"нг^
РПД
т*—
ЭО* РЬМ
"1Г
РЯД
Р5Л*
;
о)
/РЯ
эвс
ПГ"
Р5Л7
■^ /Уа Ь плюнете
Рис. 7-6. Схема БАПВ воздушных выключателей 110—500 ке с воз-
духонаполненным отделителем (ВГПИ ТЭП).
а —нормальная схема; б —схема, предотвращающая многократное
включение при приваривании контакта реле 1РП\ РВ — реле типа ЭВ-133:
/РЯ—реле типа РП-212; РПД — реле типа РП-255; РБМ — реле типа РП-232: 1РЗ —
быстродействующая защита линии: / — цепь дистанционного включения;
2— цепь отключения защитой; 3 — цепь дистанционного отключения;
4 — цепь самоудерживания электромагнита отключения.
187
Как отмечалось выше, конструкция выключателей
указанного типа позволяет осуществлять БАПВ без
блокирования отделителя. На таких выключателях для
осуществления АПВ «с бестоковой паузой минимальной
продолжительности (т. е. БАПВ) «подача включающего
импульса должна производиться немедленно после
завершения операции отключения, т. е. в момент замыкания
блок-контактов выключателя в цепи его включения. Для
этого к моменту замыкания указанных блок-контактов
устройство БАПВ уже должно произвести замыкание
своей выходной цепи. Это обеспечивается устройством,
состоящим из реле времени РВ и быстродействующего
промежуточного реле 1РП.
Реле времени РВ, как и аналогичное реле в
устройствах БАПВ выключателей с ножевым отделителем,
обеспечивает подготовку устройства к действию после
замыкания своего упорного контакта. Это оказывается
возможным при условии, что выключатель после его
включения остается включенным в течение времени,
определяемого уставкой упорного контакта реле РВ.
Благодаря этому обеспечивается однократность
действия устройства и исключается АПВ выключателя в
случае его дистанционного включения на к. з.
Готовность устройства к действию характеризуется
нахождением в замкнутом состоянии упорного контакта
реле РВ и контакта манометра 2КМ, контролирующего
наличие в резервуарах выключателя давления, при
котором допускается осуществление БАПВ.
Если при готовности устройства к действию
происходит повреждение на линии, то 'при срабатывании
'быстродействующей защиты срабатывает и
самоудерживается реле /РЯ, которое замыкает свой контакт в
выходной цепи устройства БАПВ. Самоудерживание реле
1РП обеспечивает ожидание момента завершения
операции отключения, когда должна быть произведена
посылка импульса на повторное включение. Подача
этого импульса к электромагнитам включения выключателя
производится после обесточения и возврата
электромагнитов отключения, возврата реле блокировки от
многократных включений РБМ и замыкания блок-контактов
выключателя в цепи его включения. При этом
срабатывают и самоудерживаются электромагниты включения
выключателя и производится включение последнего.
Кроме того, производится деблокировка реле 1РП путем
188
закорачивания его обмотки блок-контактом
электромагнита вьючения одной из фаз.
При успешном повторном включении устройство
БАПВ подготавливается к новому действию после
срабатывания реле РВ и восстановления давления до
уставки манометра 2КМ. Если же после повторного
включения выключатель будет вновь отключен, то устройство
БАПВ будет выведено из действия.
'В рассмотренной схеме в качестве реле 1РП должно
применяться быстродействующее промежуточное реле,
что обусловлено необходимостью "быстрой подготовки
цепи импульса БАПВ. Это необходимо также в связи
с тем, что размыкание контакта 2КМ вследствие сброса
давления при отключении выключателя происходит
настолько быстро, что реле обычного типа не успевает
сработать и замкнуть свой контакт в цепи
самоудерживания.
Как следует из сказанного выше, замыкание
контакта реле 1РП в цепи подачи импульса повторного
включения производится еще до завершения операции
отключения выключателя, т. е. в период, когда
последовательная обмотка реле РБМ обтекается током
электромагнитов отключения, а его контакт в цепи
параллельной обмотки еще замкнут. В связи с этим оказалось
необходимым включение в выходную цепь устройства
БАПВ размыкающего контакта реле РБМУ который
исключает возможность удерживания реле РБМ по
параллельной обмотке и, следовательно, блокирования
БАПВ, в случае если после первого отключения
выключателя в цикле БАПВ возврат реле РБМ 'будет
происходить медленнее, чем возврат электромагнитов
отключения.
Следует отметить, что включение в выходную цепь
устройства БАПВ размыкающих контактов реле РБМ
и электромагнита 30, необходимое для обеспечения
действия импульса БАПВ лишь после возврата этих
органов в исходное положение, исключает действие
блокировки от многократных включений на к. з. при
длительном замыкании контакта реле 1РП в этой цепи
(например, при его приваривании). Однако такая
неисправность в устройстве маловероятна, вследствие того,
что контакт 1РП не производит замыкания цепи тока,
так как его замыкание происходит до отключения
выключателя, т. е. когда блок-контакты выключателя в це-
189
пи включения' разомкнуты; он не производит также
размыкания цепи тока, так как после срабатывания
электромагнитов включения он шунтируется блок-контактом
одного из них до момента размыкания цепи включения
блок-контактами выключателя.
Если «все-таки считаться с возможностью
многократных включений в весьма маловероятных случаях
застревания механизма реле 1РП в положении, при
котором его контакт в выходной цепи АПВ остается
замкнутым, то может быть предусмотрено (рис. 7-6,6)
шунтирование обмотки реле контроля давления РПД
указанным контактом реле 1РПУ обмоткой
указательного реле РУ и соединенным последовательно с ними
размыкающим контактом реле РПД. При осуществлении
такого шунтирования в цепь обмотки реле РПД должно
быть -включено сопротивление для исключения
возможности к. з. в оперативных цепях.
Действие схемы рис. 7-6,6 основано на том, что
в цикле неуспешного БАПВ, когда «после двух операций
отключения произойдет снижение давления ниже
уставки манометра 1КМ (16 ат)у реле контроля давления
РПД окажется шунтированным и разомкнет свои
контакты в цепи электромагнитов управления выключателя,
благодаря чему действие последнего будет невозможно.
Следует иметь в виду, что при этом блокирование
действий выключателя будет иметь место до тех пор, пока
устройство БАПВ не будет отключено накладкой Я.
Приведенная на рис. 7-6,а схема, как и
рассмотренные выше схемы устройств БАПВ воздушных
выключателей с ножевым отделителем, выполнена с пуском при
работе быстродействующей защиты и поэтому не
обеспечивает АПВ «выключателя /при его аварийном
отключении по другим причинам. Для обеспечения АПВ
выключателя при его аварийном отключении вследствие
двойных замыканий на землю в «сети оперативного тока
или ошибочных действий персонала при выполнении работ
в оперативных цепях пуск устройства следовало бы
производить замыкающим блок-контактом электромагнита
отключения одной из фаз выключателя. Однако при этом
оказывается необходимым некоторое усложнение схемы
устройства для исключения АПВ при дистанционном
отключении выключателя, отключении его защитой шин
или устройством УРОВ, а также когда отлючение
повреждения на линии производится медленнодействующей
190
защите^. Вследствие этого, а также учитывай малую
вероятность указанных выше случаев аварийных
отключений из-за замыканий в оперативных цепях, пуск
устройств БАПВ три замыкании блок-контактов
электромагнитов отключения следует считать
нецелесообразным.
Кроме рассмотренных выше схем, в
эксплуатационной практике для осуществления БАПВ используется
также комплектное реле повторного включения типа
РПВ-58 с измененной схемой внутренних соединений
[Л. 60, 61]. Необходимые «для этого изменения
заключаются лишь в выведении <на выходные зажимы устройства
РПВ-58 дополнительных цепей от контакта реле времени
1РВ, замыкающего цепь разряда конденсатора на
обмотку выходного реле 1РП. Благодаря такой модернизации
устройства РПВ-58 для осуществления БАПВ
оказывается достаточным с помощью соответствующего
внешнего органа обеспечить замыкание указанной выше
цепи срабатывания выходного реле 1РП без
преднамеренной (Выдержки «времени. Модернизированное таким
образом устройство РПВ-58 обеспечивает возможность
осуществления как БАПВ, так и АПВ с выдержкой
времени с контролем или без контроля синхронизма (см.
§ 9-2). Этим оно выгодно отличается от рассмотренных
выше устройств БАПВ, при применении которых в
случае вывода основных быстродействующих защит линия
вообще лишается АПВ, если на ней отсутствует
дополнительное устройство АПВ с выдержкой /времени.
7-4. РЕЛЕ КОНТРОЛЯ СИНХРОНИЗМА
Выше, при рассмотрении особенностей осуществления АПВ на
линиях с двусторонним питанием (см. § 7-1) отмечалось» что в ряде
случаев при осуществлении трехфазного АПВ на таких линиях
оказывается необходимой проверка наличия синхронизма напряжения
на линии, включенной с одной стороны, и напряжения на шинах,
к которым она должна быть присоединена в результате действия
устройства АПВ. Эта проверка осуществляется при помощи реле
контроля синхронизма, которым обычно является реле, реагирующее
на геометрическую разность сравниваемых напряжений.
Принципиально для этой цели может быть использовано реле минимального
напряжения, включаемое на разность сравниваемых напряжений
таким образом, чтобы при равенстве их величин и совпадении их
по фазе (т. е. в условиях, когда повторное включение является
допустимым) ток в обмотке, а следовательно, и магнитный поток в
реле отсутствовали и его размыкающий контакт, включаемый в цепи
устройства АПВ разрешал действие последнего.
191
В случае неравенства величин сравниваемых напряжений,
несовпадения их фаз и неравенства частот ток, протекающий в
обмотке реле под действием приложенной к ней геометрической разности
сравниваемых напряжений, будет создавать магнитный поток,
который определит величину момента, действующего на подвижную
систему реле.
При разных частотах напряжений на линии и шинах
результирующее напряжение ирез, приложенное к обмотке реле (напряжение
«биения»), имеет вид, показанный на рис. 7-7. Подвижная система
реле будет совершать перемещения с частотой биений. Огибающая
кривой результирующего напряжения может быть построена по
величинам ит рее, которые определяются (Л. 62] из выражения
Ишрв. = ± ]^1/^+^ш-2С/т,[/П1Шсоз[2Л(/ж-Гш)/ + 8] ,
(7-28)
где «трвз — мгновенное значение функции, представляющей
собой огибающую амплитудных значений
результирующего напряжения ирел (рис. 7-7);
1)тл и [/щш — амплитуды напряжений, подводлуо\к к реле
соответственно со стороны линии и со стороны шин;
/л и /ш — частоты напряжений на линии и шинах;
б—угол сдвига фаз сравниваемых напряжений в
момент /=0.
Из выражения (7-28) следует:
1. При равенстве величин и частот сравниваемых напряжений
(11л = 11ш—11\ ^л=/ш) и совпадении их фаз (6=0) результирующее
напряжение на обмотке реле будет равно нулю. Поэтому замкнутый
при этих условиях контакт реле обеспечит возможность действия
устройства АПВ.
2. При неравенстве частот сравниваемых напряжений ЦжФ!т)
независимо от значения 6 и от того, равны или не равны величины
этих напряжений, огибающая кривой мгновенных значений
результирующего напряжения представляет собой периодическую
функцию (рис. 7-7,а и б). В этих случаях, в моменты времени, когда
величина напряжения «биений» будет превышать уставку напряжения
срабатывания реле, последнее будет срабатывать и, размыкая свой
контакт» запрещать работу устройства АПВ; в моменты времени,
когда величина напряжения «биений» будет уменьшаться до
значений, меньших напряжений возврата реле, реле будет
возвращаться и, замыкая свой контакт, разрешать действие устройства АПВ.
Таким образом, реле контроля синхронизма будет периодически
срабатывать и отпадать в соответствии с частотой «биений»,
запрещая или разрешая действие устройства АПВ. При этом
продолжительность нахождения контактов реле в замкнутом и разомкнутом
состояниях при данном соотношении амплитуд Ытл и Итт будет
определяться разностью частот сравниваемых напряжений: при
большой разности частот она будет невелика и будет увеличиваться
по мере ее уменьшения (т. е. при увеличении продолжительности
периода «биений»).
3. При равенстве частот сравниваемых напряжений (/л=/ш)
огибающая амплитуды результирующего напряжения превращается
в прямую линию (рис. 7-7,6). Результирующее напряжение в этом
случае выражается синусоидой с амплитудой, равной
геометрической разности векторов сравниваемых напряжений. В частном слу-
192
чае равенства величин сравниваемых напряжений и при угле сдвига
фаз межд^ними б амплитудное значение результирующего
напряжения (/трез, которое при расчетах уставок реле контроля
синхронизма принято обозначать "т&> определяется выражением
= ± У^т (1 — СОЗ 6) =± 7ит 81П "2~ -
(7-29)
Таким образом, при равенстве частот сравниваемых напряжений
положения якоря и контактной системы реле контроля синхронизма
будут определяться
соотношением амплитуды
результирующего напряжения и
уставки напряжения
срабатывания реле. Если уставка
реле будет меньше разности
векторов сравниваемых на-
лряжений, то реле
сработает и будет длительно
держать свой контакт
разомкнутым, запрещая на это
время действие устройства
АПВ.
Приведенный выше
анализ работы реле контроля
синхронизма показывает,
что «при равенстве частот
оно реагирует на разность
величин сравниваемых
напряжений и фазовый сдвиг
между .ними и может
обеспечивать размыкание своего
контакта в случаях, когда
значения указанных
параметров превышают
допустимые. Периодическим
срабатыванием и возвратом реле
реагирует также на
разность частот сравниваемых
напряжений, причем
частота циклов срабатывания и
отпускания (т. е.
продолжительность нахождения
Рис. 7-7. Формы кривой
напряжения «биеНИЙ» {Урез И
огибающей ее амплитудных
значений.
"л-*>ш.
"л*"пг
Контакт замкнут
Контакт замкнут
Контакт
азом кнут ,
13—1601
193
контактов реле в замкнутом состоянии) свидетельствует о величине
разности частот. Это позволяет использовать реле в совокупности
с органом выдержки времени для контроля угловой скорости
относительного перемещения векторов сравниваемых напряжений.
В устройствах АПВ такой контроль обеспечивается тем, что
срабатывание выходного реле устройства АПВ оказывается возможным
лишь в том случае, если продолжительность замыкания контакта
реле контроля синхронизма превышает выдержку времени реле
времени устройства АПВ, т. е. при определенной разности частот и
соответствующей ей относительной угловой скорости векторов
сравниваемых напряжений.
Рассмотренное выше реле контроля синхронизма, обмотка
которого включается на разность сравниваемых напряжений,
применялось лишь в первый период внедрения АПВ на линиях с
двусторонним питанием. Его недостатками являются возможность
несинхронного АПВ при обрыве обмотки, наличие электрической
связи двух источников сравниваемых напряжений и трудность
согласования обмоточных данных реле с параметрами каждого из
используемых устройств отбора напряжения. Поэтому в дальнейшем
оно было полностью вытеснено действующим на том же «принципе,
но лишенным указанных недостатков реле типа ЭН-535,
реагирующим на геометрическую разность магнитных потоков, создаваемых
двумя независимыми обмотками, к которым подводятся
сравниваемые напряжения.
Реле контроля синхронизма типа ЭН-535, выпускавшееся ранее,
и выпускаемое в настоящее время реле РН-55 являются
электромагнитными реле мгновенного действия. Реле имеют две независимые
обмотки, каждая из которых состоит из двух секции с одинаковым
числом витков, располагаемых на разных сердечниках магнитной
системы. Обе секции каждой обмотки соединяются последовательно,
причем для обеспечения симметрии магнитных потоков в каждую
обмотку включаются одна наружная и одна внутренняя секции.
Каждая из обмоток реле включается на одно из сравниваемых
напряжений таким образом, чтобы создаваемые ими магнитные
потоки, пропорциональные сравниваемым напряжениям, вычитались.
Благодаря этому действие результирующего магнитного потока в
реле на подвижную систему последнего оказывается таким же, как и
в рассмотренном выше однообмоточном реле контроля синхронизма.
Изменение уставки срабатывания реле производится поворотом
специального указателя, изменяющего усилие противодействующей
пружины. Указатель снабжен шкалой, размеченной в градусах угла
сдвига фаз векторов сравниваемых напряжений. Регулировка
уставки срабатывания реле изменением положения указателя на шкале
может производиться от 20 до 40°. Однако в тех случаях, когда по
условиям работы устройств АПВ на реле оказывается необходимой
уставка более 40°, она может быть обеспечена установкой указателя
за пределами шкалы.
7-5. УСТРОЙСТВА АПВ С ОЖИДАНИЕМ СИНХРОНИЗМА
(АПВОС)
Устройства АПВОС применяются на линиях с
двусторонним питанием, имеющих две-три. шунтирующие
связи. Необходимость проверки допустимости АПВ
194
в этих случаях обусловлена тем, что при наложении
аварии в ремонтном режиме такие линии могут
оказаться в режиме одиночного транзита, после размыкания
которого возможно нарушение синхронной работы
разделившихся частей системы. При этом на устройство
АПВОС «е возлагается задача обеспечения АПВ
одиночной линии в указанных условиях; они должны
производить АПВ отключившейся линии лишь «при
нахождении в работе других, шунтирующих ее связей, а
содержащиеся в них органы контроля — предотвращать
недопустимое включение на несинхронное напряжение в
указанных выше чрезвычайно редких случаях полного
разделения частей системы.
Ранее схемы устройств АПВ для указанных случаев
выполнялись таким образом, что пуск устройства
производился независимо от наличия условий синхронизма,
а проверка наличия этих условий производилась в
момент посылки импульса «а включение (Л. 1]. Практика
показала, что такие решения оказались неудачными, так
как при отключениях линий с двусторонним питанием
даже при наличии «нескольких шунтирующих связей
иногда возникали весьма непродолжительные качания,
при «которых органы контроля синхронизма запрещали
посылку импульса АПВ, и поэтому вполне допустимое
после прекращения качаний повторное включение не
производилось.
В связи со сказанным 'в дальнейшем принцип
выполнения указанных устройств АПВ был изменен путем
включения органа контроля синхронизма в цепь пуска
устройства. Благодаря этому пуск и работа устройства
АПВ оказываются возможными либо в условиях
синхронизма встречных напряжений, либо в условиях, близких
к синхронизму, когда реле контроля синхронизма
обеспечивает непрерывность работы реле времени устройства
АПВ в течение установленной на последнем выдержки
времени. При больших скольжениях, т. е. при малой
продолжительности замыкания контакта реле контроля
синхронизма, устройство АПВ будет многократно пу-
<}к#ться и возвращаться, но так как каждый раз реле
времени будет работать в течение времени, меньшего,
чем необходимо для замыкания его контакта, то АПВ
происходить не»будет, ь Оно будет произведено лишь
после1 того, 'как скольжение достигнет достаточно малой
величины, при которой срабатывание реле времени ока-
13* 195
жется возможным. Благодаря этому при таком
выполнении схемы, в отличие от практиковавшегося ранее
включения органов контроля в выходную цепь АПВ,
обеспечиваются контроль величины скольжения и
«ожидание» условий синхронизма. Такие устройства
достаточно просты и позволяют обеспечить АПВ линии
при небольших -скольжениях порядка 0,2—0,4%, что
обыадо имеет место при наличии шунтирующих связей
[Л. 28].
Устройства АПВОС обоих концов линии с
двусторонним шитанием обычно имеют одинаковую схему,
предусматривающую наличие в устройстве как органа
контроля отсутствия напряжения на линии, так и органа
контроля синхронизма 'напряжений на линии и шинах.
Путем соответствующих «переключений в схеме режимы
работы этих устройств устанавливаются таким образом,
чтобы АПВ выключателя на одном из концов линии
производилось при отсутствии на ней напряжения, а на
другом — при наличии напряжения, синхронного по
отношению к напряжению на шинах, или допустимой
величине скольжения. При этом условия работы
выключателей на разных концах линии оказываются различными:
один из них производит большее количество отключений
тока короткого замыкания, чем другой. Это объясняется
тем, что выключатель того конца линии, где АПВ
производится с проверкой отсутствия напряжения на линии,
всегда включается первым и «при устойчивом
повреждении вторично отключается. АПВ .выключателя другого
конца линии в этих случаях вообще не "Производится.
Для обеспечения одинаковых условий работы
включателей (персоналом производятся соответствующие
переключения в устройствах АПВ с таким расчетом, чтобы
АПВ с проверкой отсутствия «напряжения на линии не
производилось все время одним выключателем.
На рис. 7-8 приведена схема указанного устройства
АПВ, выполненного путем добавления органов контроля
допустимости АПВ к рассмотренному выше (см.
рис. 3-3) устройству АПВ с использованием реле
РПВ-58. Для пояснения действия схемы на рисунке дана
гакже диаграмма работы контактов реле контроля
синхронизма. Как видно из схемы, контакты органов
контроля допустимости АПВ включаются в цепь
обмотки реле времени устройства АПВ и 'поэтому их
положение определяет возможность действия устройства.
196
РПВ-58
Р/1Л Ш
I и[ °0 I °
I II
Н^сЬ-н*
К ТН шип
РПС
К устройстВу отбора
напряжения с линии
На Включение
Выключателя
Контакт
замкнут
Рис. 7-8. Схема устройства АПВОС.
л —схема; б —график работы реле контроля синхронизма РК&: РПВ-58 —
комплектное, реле повторного включения; РКС — реле контроля синхронизма
типа РН-65;' РИЛ — реле напряжения типа РН-54; РПО — контакт реле
положения «отключено»; ЯУ —реле типа РУ-21.
19Г
После отключения линии сначала производится АПВ
выключателя на том конце линии, где накладка 1Н
находится в замкнутом положении. Это обеспечивается
тем, что при отсутствии напряжения на линии
размыкающий контакт реле РНЛ замыкает цепь
«несоответствия» и этим разрешает действие устройства АПВ.
Последнее производит включение выключателя с
выдержкой времени, обеспечивающей отстройку от времени
отключения повреждения с противоположного конца
линии. Такая отстройка необходима в связи с тем, что
реле РНЛ включается обычно на фаз-ное напряжение
и поэтому может фиксировать отсутствие напряжения на
линии при еще не отключенном с противоположного
конца однофазном или двухфазном к. з. на землю.
В устройстве АПВ нротивоположного конца лцнии
накладка 1Н должна находиться в разомкнутом
положении. Благодаря этому действие этого устройства
оказывается возможным лишь при наличии напряжения на
линии (т. е. при отсутствии на ней повреждения) и при
условии, что угол сдвига фазы этого .напряжения по
отношению к напряжению на шинах не превышает
уставки срабатывания реле РКС бср. При соблюдении этих
условий действие реле времени устройства АПВ
оказывается возможным и, срабатывая, оно обеспечивает
включение выключателя.
В схеме пуска устройства АПВ, .кроме размыкающего
контакта реле контроля синхронизма РКС, предусмотрен
такж>е замыкающий контакт реле контроля напряжения
на линии РНЛ. Это исключает возможность включения
выключателя линии на устойчивое повреждение в случае
приваривания контакта реле РКС. Включение будет
запрещено замыкающим контактом реле РНЛ, так как
после неуспешного АПВ на противоположном конце
напряжение на линии будет отсутствовать. Кроме того,
наличие в цепи пуска замыкающего контакта РНЛ
обеапечивает запрет нежелательного АПВ в случае
отсутствия напряжения на линии и шинах.
Как^уже указывалось, в устройстве АПВ того'конца
линии, где АПВ (производится при отсутствии
напряжения на .линии, накладка 1Н должна быть замкнута и
действие устройства АПВ* оказывается возможным не
только с контролем отсутствия напряжения на* линии, но
и с проверкой условий синхронизма напряжений на
линии и шинах. Благодаря этому АПВ выключателя
193
Линии обеспечивается и в том случае, когда после ее
аварийАго отключения, по какой-либо, причине
напряжение на линии сохраняется.
Работа устройства АПВ в случаях, когда после
включения линии с противоположного конца угловые
скорости векторов напряжений на линии и на шинах
оказываются различными, поясняется диаграммой работы
реле РКС, приведенной на рис. 7-7,6.
Реле РКС, реагируя на напряжение «биений» в
соответствии с «выбранной уставкой срабатывания 6ср и
коэффициентом возврата, будет попеременно
срабатывать и возвращаться, соответственно размыкая и
замыкая свой контакт. При этом срабатывание устройства
АПВ будет 'возможно лишь в тех случаях, когда
обусловленные величиной скольжения интервалы времени между
значениями 6ВОзвр и бср (точки ./ и 2) будут больше
выдержки времени *Ср1 реле 1РВ или равны ей.
Следует иметь в виду, что при некотором значении
скольжения срабатывание «реле 1РВ и подача импульса
на включение могут иметь место в .самый последний
момент нахождения контакта реле РКС в замкнутом
состоянии, т. е. в момент, когда угол между .векторами
напряжения на шинах и линии достигает значения 6ср.
В этих «случаях за время включения выключателя *вв
векторы этих напряжений разойдутся на некоторый
дополнительный угол Аб и в результате включение будет
происходить при угле 6Вкл = 6Ср+Д6. Поэтому величина
бср и выдержка времени /Ср1 реле 1РВ должны
выбираться так, чтобы АПВ выключателя было возможно
лишь л«ри таких скольжениях, при которых в момент
замыкания контактов выключателя угол между
векторами напряжений не мог быть больше заданного.
Величину *ср1 в устройствах АПВ обоих концов
линии целесообразно принимать одинаковой. При этом
имеется возможность менять очередность 'включений
выключателей лишь изменением положения накладок /Я
без необходимости изменения уставок, реле.
В рассмотренной схеме контроль синхронности
напряжений выполнен по принципу ожидания синхронизма.
Орэтому в некоторых случаях при продолжительном
отсутствии синхронизма может оказаться необходимым
ограничение времени,ожидания благоприятных1 условий
для осуществления АПВ путем выведения устройства
АПВ из работы. Это может быть осуществлено персона-
199
лом вручную путем нЁитиро&аНий ключа управления или
автоматически путем снятия заряда с конденсатора С
через необходимое время. Для обеспечения ав^оматл-
ческого ограничения «времени ожидания условий
синхронизма в цепь подачи «плюса» к зажиму 7 реле РПВ-58
должен быть включен размыкающий контакт реле РПО,
а между зажимами 6 и 7 должно быть включено
сопротивление, величина которого определяется требуемой
длительностью «ожидания» условий синхронизма.
На рис. 7-9 приведена схема типового устройства
автоматики линий с двусторонним питанием,
выполненного на базе рассмотренного выше устройства АПВ
с «ожиданием» синхронизма. Схема устройства
разработана применительно к унифицированной схеме
управления выключателем, что обеспечивает возможность ее
использования как «а телемеханизированных
подстанциях, так и на подстанциях, работающих при наличии
постоянного дежурного персонала. Унификация схемы
управления достигнута благодаря использованию ключа
управления с самовозвратом рукоятки в нейтральное
положение и применению реле фиксации включенного
положения выключателя РФ, что обеспечивает
возможность образований цепей «несоответствия» при
аварийных отключениях телеуправляемых выключателей.
Кроме обычных функций, выполняемых устройством
АПВ линий (повторное включение линии после ее
аварийного отключения, а также ускорение действия
защиты при АПВ или дистанционном включении),
рассматриваемое типовое устройство автоматики линий
обеспечивает возможность осуществления оперативного
включения выключателя линии через устройство АПВ с
контролем синхронизма («синхронизация через устройство
АПВ»). При необходимости осуществления такого
включения накладка 4Н должна быть разомкнута,
а накладка ЗН установлена в положение 2—3. При
этом в момент подачи командного импульса
срабатывает реле РКВ, которое, самоудерживаясь, производит
замыкание цепи пуска реле времени устройства АПВ.
В этом I, положении устройство АПВ ожидает
наступления условий, при которых допустимо включение.
Наличие этих условий проверяется органом контроля
синхронизма в цепи пуска устройства АПВ. При наличии
указанных условий устройство АПВ производит посылку
импульса на включение. Для того чтобы в этом случае
200
1 ■" [рбм , в ГУ'1
Тл\-< ,д
\~Ц $ г
I КУ I у От уст- г _|
. .роолемия^ '
г~4 Ф 1
/ 6 ЗН
РКО
^Щ
РПУ
РК6
\РНО
I
и^Г4"4
РКО
Рис. 7-9. Универсальная схема устройства АПВОС (ВГПИ ТЭП).
РПВ-58 — комплектное реле повторного включения; РБМ —реле типа РП-232;
РБ, РПУ, РКВ — реле типа РП-252; Я/70, РЯД — реле типа РГТ-23;
РФ — реле типа РП-352; РУ — реле РУ-21: РКС — контакт реле
контроля синхронизма (РН-55); РНШ — контакт реле напряжения,
контролирующего напряжение на шинах; Я А/Л — контакты реле, контролирующего
отсутствие напряжения на линии.
201
не могло подействовать сигнальное реле РУ,
предназначенное для фиксации АПВ, в выходной цепи устройства
АПВ предусмотрены переключающиеся контакты
реле РФ.
Как видно из схемы, при оперативном включении
выключателя через устройство АПВ последнее посылает
импульс на .включение не через обмотку реле РУ, а через
размыкающий контакт реле РФ. После включения
выключателя срабатывает реле РПВ, а за ним реле РФ.
Последнее производит замыкание своего контакта в цепи
пуска и переключение контактов в выходной* цепи
устройства АПВ, благодаря чему последнее оказывается
подготовленным к действию при последующем
аварийном отключении выключателя.
Кроме того, после включения выключателя
возвращаются реле РПО и РПУ и деблокируется реле РКВ.
В качестве реле РКВ в схеме предусмотрено
использование реле типа РП-252 с замедлением на возврат.
Это выполнено для исключения возможности деблоки-
ровки реле РКВ при кратковременных понижениях
напряжения в сети оперативного тока в период
«ожидания» синхронизма при дистанционном включении
выключателя линии через устройство АПВ
При длительном отсутствии условий, необходимых
для возможности включения выключателя через
устройство, АПВ с контролем синхронизма, может быть
произведена отмена посланной команды. Для этого должна
быть подана команда на отключение выключателя,
благодаря чему срабатывает реле РКО, которое своим
контактом производит размыкание цепи
самоудерживания реле РКВ. В связи с тем, что в этих случаях
длительность подачи команды на отключение может быть
меньше времени задержки на возврат реле РКВ,
целесообразно предусматривать самоудерживание реле РКО
до отпускания реле РКВ, как показано на схеме
пунктиром.
Предусмотренная в схеме возможность оперативного
включения выключателя линии через устройство АПВ
с контролем синхронизма определила некоторую
особенность ее построения. Эта особенность, отличающая
данную схему от рассмотренных выше, состоит в том, что
в ней конденсатор устройства АПВ находится в
заряженном состоянии как при включенном, так и при
отключенном положениях выключателя линии. В разря-
202
жеаном состоянии он находится лишь в период наличия
несоответствия положений выключателя и реле РФ
после неуспешного АПВ (до момента посылки команды на
квитирование). Такое построение схемы обеспечивает
нахождение устройства АПВ оперативно отключенной
линии в состоянии постоянной .готовности >к действию,
что исключает необходимость принятия .каких-либо
предварительных мер для заряда конденсатора перед
посылкой команды на оперативное включение
выключателя 'через устройство АПВ с контролем синхронизма.
Указанное определило также необходимость
принудительного разряда конденсатора в том случае, если
оперативное (включение выключателя линии производится
помимо устройства АПВ. Для возможности такого
включения накладка ЗН должна быть установлена в
положение /—3, а накладка 4Н — замкнута. Последнее
обеспечивает разряд конденсатора устройства АПВ
через замыкающий контакт реле РКВ в момент посылки
импульса на включение, благодаря чему исключается
возможность АПВ при включении выключателя на ,к. з.
Предусмотренное в схеме реле РБ предназначается
для блокирования АПВ при действии защиты шин и
УРОВ.
Рассмотренное устройство обеспечивает также
возможность осуществления АПВ шин. Описание действия
устройства при осуществлении АПВ шин см. в § 10-1.
7-6. УСТРОЙСТВА АПВ С УЛАВЛИВАНИЕМ СИНХРОНИЗМА
(АПВУС)
Устройства АПВ с улавливанием синхронизма
используются на одиночных и параллельных транзитных
линиях, не имеющих шунтирующих связей при
невозможности применения НАПВ или БАПВ. Они используются
также на линиях, имеющих шунтирующие связи, в
случаях когда последние могут быть длительно отключены
или их пропускная способность недостаточна для
обеспечения устойчивости параллельной работы генераторов
в связываемых ими частях системы.
Устройство АПВУС представляет собой устройство
АПВ, дополненное органами, контролирующими угловую
скорость относительного вращения векторов
разделившихся частей^ системы и обеспечивающими посылку
импульса АПВ в определенном диапазоне разности
203
Частот с опережением момента совпадения фаз
напряжений. }
Устройства АПВУС обеспечивают возможность
осуществления АПВ при значительно больших
скольжениях, чем рассмотренное выше устройство АПВОС, и
могут применяться, если после отключения к. з. в
режиме максимальной нагрузки величина скольжения не
превышает 3,5—4%. При больших скольжениях увеличение
полного времени включения выключателя, возможное
вследствие понижения напряжения оперативного тока
в цепи питания привода, понижения температуры и т. п.,
может приводить к значительному увеличению угла
между векторами напряжений в момент включения
выключателя. Уже при скольжениях, равных 4%, увеличение
/вВ на 10% «может увеличить 6Вкл на 25—30°.
При отключении сильно «нагруженных транзитных
линий скольжение может превысить указанные выше
предельные величины. В этих случаях повторное включение
линии устройством АПВУС окажется возможным только
после того, как 'в части системы, где возникает дефицит
мощности, будут автоматически введены резервные
гидрогенераторы, а устройства АЧР отключат часть
нагрузки.
В отличие от НАПВ и БАПВ повторное включение
транзитных линий устройствами АПВУС происходит без
значительных толчков уравнительных токов и без
последующего асинхронного хода. Поэтому 'при
осуществлении АПВУС мероприятия »по обеопечению правильности
действия релейной защиты ограничиваются обычно
лишь отстройкой быстродействующих защит нулевой и
обратной последовательностей от разновременности
включений фаз выключателя.
Пр.и осуществлении АПВ с улавливанием
синхронизма, как и при рассмотренном выше способе АПВ
с «ожиданием» синхронизма, повторное включение
выключателя на одном конце линии производится при
отсутствии на ней напряжения, а на другом при условии,
что оно разрешается органами улавливания
синхронизма. Принтом схемы устройств АПВ обоих концов линии
выполняется одинаковыми, но обеспечивается
возможность изменения режимов их работы по усмотрению
персонала.
В эксплуатации применяется несколько модификаций
устройств АПВУС, причем наибольшее распространение
204
получи^ устройства, в которых .в качестве органа,
контролирующего допустимость АПВ .по условиям
синхронизма, попользуется релейное устройство, действующее
на принципе синхронизатора с постоянным углом
опережения.
Следует иметь ъ виду, что в соответствии с
принципом действия синхронизатора с постоянным углом
опережения устройства АПВ такого тила не могут
действовать при синхронизме напряжений на линии и шинах;
они обеспечивают посылку импульса .на повторное
включение лишь при наличии скольжения, не превышающего
определенной величины.
На рис. 7-10 приведена схема устройства АПВУС,
разработанная в Белоруссэнерго (Л. 63]*. Оно можег
быть выполнено на базе комплектного реле повторного
включения типа РПВ-58 с измененной схемой
внутренних соединений, дополненного двумя реле напряжения
или двумя реле контроля синхронизма. Действие устрой-
/ства лри отсутствии напряжения на линии
обеспечивается с помощью дополнительного реле времени и реле
напряжения, контролирующего отсутствие напряжения
на линии.
Пуск устройства 'производится по цепи
несоответствия, образующейся в момент отключения
выключателя.
После отключения линии первым приводится в
действие устройство АПВ на том ее конце, где накладка 1Н
находится в замкнутом положении. При этом через
размыкающий контакт реле РНЛ, контролирующего
отсутствие напряжения на линии, пускается реле времени
2РВ, которое с необходимой выдержкой времени своим
контактом замыкает цепь разряда конденсатора С на
обмотку выходного реле 1РП.
АПВ выключателя на другом конце линии
производится после успешного ее одностороннего включения
с контролем отсутствия напряжения на линии при
условии, что величина скольжения векторов напряжений на
линии и шинах не превосходит допустимых значений.
Контроль величины скольжения осуществляется с
помощью включенных на напряжение «биения» реле 1РН
Построение схемы на рис. 7-10, по сравнению с построением
схемы, приведенной в {Л. 63], несколько изменено в целях
обеспечения возможности использования комплектного реле типа РПВ-58;
принцип действия схемы сохранен неизменным.
205
2РВ
""{ш^—у0^1^
2РН\и^рЪг^
6,1
Рис. 7-Ю* Схема устройства АПВУС, действующего на принципе
измерения интервала времени между двумя значениями Уь на
нисходящей части кривой *^а=/(б) (Белоруссэнерго).
а — принципиальная схема; б — график работы синхронизатора; РИЛ —
контакт реле, контролирующего отсутствие напряжения на линии; 2РВ — реле
времени типа ЭВ-114; РПВ-58 —реле повторного включения типа РПВ-58
с измененной схемой внутренних соединений; 1РНд2РНч-нреле напряжения
типа РН-54/160. РПО, РПВ — реле типа РП-23.
206
и 2РН, которые .в совокупности с реле 1РВ образуют
синхронизатор с постоянным углом опережения
момента совпадения фаз. Он осуществляет контроль скорости
изменения величины напряжения «биения» (а,
следовательно, и величины.скольжения) путем измерения
интервала времени между двумя значениями напряжения
«биения» на нисходящей части кривой биений ^5 =
Моменты, когда в каждом периоде функции ^ =
= /(&) напряжение становится равным указанным
контролируемым значениям, определяются по возврату реле
1РН и 2РН, первое из которых имеет большую уставку.
Независимо от величины скольжения в каждом периоде
эти моменты имеют место при неизменных,
соответствующих этим напряжениям, углах опережения момента
совпадения фаз.
После включения линии с «противоположного конца
под действием напряжения «биения» реле 1РН и 2РН
периодически срабатывают и возвращаются в
соответствии с принятыми на них уставками срабатывания и
коэффициентом возврата (см. диаграмму работы реле на
рис. 7-10,6).
В конце каждого периода кривой «биений», «когда
напряжение 11ь снижается до напряжения возврата реле
1РН, последнее замыкает свой контакт в цепи обмотки
реле 1РВ. При этом включенный в эту цепь
замыкающий контакт реле 2РН «продолжает оставаться
замкнутым, как как последнее имеет меньшую уставку
срабатывания и поэтому возвращается при более низком
напряжении. Благодаря этому «пускается реле 1РВ,
дальнейшее действие которого зависит от скорости изменения
напряжения С/г Если скольжение велико, то возврат
реле 2РН и размыкание его контакта в цепи реле 1РВ
произойдет раньше, чем последнее с установленной
выдержкой времени замкнет свой упорный контакт. Если
же скольжение незначительно, то замыкание упорного
контакта реле 1РВ произойдет раньше, чем напряжение
С/а снизится до напряжения возврата реле 2РН. При
этом реле 1РВ самоудержится и останется в этом
положении независимо от величины напряжения 1!ь\ Когда
этЬ напряжете снизится до напряжения возврата реле
2РН, последнее переключит свои контакты, благодаря
чему образуется цепь разряда конденсатора С на обмот-
207
ку реле 1РП через мгновенный контакт реле РВ и
размыкающий контакт реле 2РН. После включения
выключателя реле 1РВ деблокируется и устройство
«возвратится в исходное состояние.
Как уже указывалось выше, вместо реле напряжения
1РН и 2РН органа улавливания синхронизма в схеме
могут быть использованы два реле контроля
синхронизма типа ЭН-535 или РН-55 (см. § 7-4), соответствующие
обмотки 'которых должны включаться на напряжение
линии и шин. В обоих случаях возможное неравенство
величин напряжений на линии и шинах ©носит
некоторую погрешность в работу синхронизатора. При
практически возможных неравенствах этих напряжений
величина-ошибки синхронизатора оказывается минимальной,
если уста'вки на реле контроля синхронизма принимать
в -пределах от 30 до 60° [Л. 63].
Наличие в рассматриваемом устройстве АПВУС двух
реле времени (1РВ и 2РВ) позволяет .производить
независимый выбор уставок времени срабатывания
устройства при осуществлении АПВ с контролем отсутствия
напряжения на линии и контролем синхронизма. В связи
с этим уставка реле 1РВ выбирается лишь по условию
контроля допустимого скольжения и определяется
соотношением величин 6ь 62, бвкл и ^вв. Общее время цикла
АПВ при этом оказывается меньшим, чем в
рассмотренных -выше устройствах АПВОС с использованием одного
реле времени (см. рис. 7-8).
Контроль величины скольжения при осуществлении
АПВУС может производиться также путем замера
длительности интервала времени, в течение которого
векторы напряжений на линии и шинах в каждый период
огибающей кривой «биений» смещены один
относительно другого на углы, превышающие определенное
значение. Длительность этого интервала свидетельствует об
общей продолжительности периода огибающей кривой
«биений», а следовательно, и о величине скольжения.
Указанный принцип контроля величины скольжения
применен, в частности, в разработанной в Белоруссэнер-
го (Л. 63] схеме устройства АПВУС с тремя углами
опережения (рис. 7-11). В состав устройства входят два
реле контроля синхронизма, три реле времени1 и три
промежуточных реле, а также < реле напряжения и реле
1 Два из них требуют переделки мгновенного размыкающего
контакта на замыкающий.
208
времАи, обеспечивающие осуществление АПВ с
контролем отсутствия напряжения на линии.
Пуск устройства «осуществляется по цепи
«несоответствия». Имигульс на включение подается с разными
углами 'опережения боп, равными 45, 135 и 225° в
зависимости от величины «скольжения: до 1,2; 1,2—2,6 и 2,6—
3,8% соответственно.
Предусмотренные в схеме реле контроля
синхронизма 1РКС и 2РКС типа ЭН-535 или РН-55 с уставкой по
углу, равной 45°, осуществляют контроль величины
углового сдвига векторов напряжений. Включение их
обмоток на сравниваемые напряжения шин и линии
выполнено по-разному. Реле 2РКС включено так, что
оно реагирует на разность магнитных потоков, т. е.
таким образом, чтобы при синхронизме напряжений
результирующий магнитный поток в реле был равен нулю
и его размыкающий контакт (2РКС-2) был замкнут.
Реле 1РКС включено так, чтобы при синхронизме
напряжений результирующий магнитный поток в реле был
максимальным и его замыкающий контакт (1РКС-1)
был три этом замкнут, а размыкающий (1РКС-2)
разомкнут, т. е. оно реагирует на сумму магнитных
потоков.
Благодаря такому включению обмоток реле при
принятой уставке срабатывания, равной 45°, переключение
контактов одного из них (2РКС) .происходит в начале
и конце каждого периода огибающей кривой «биений»
при углах 45 и 315° соответственно, а другого (1РКС)—
в середине периода при углах 135 и 225°. Диаграмма
работы контактов представлена на рис. 7-11,6.
После отключения к. з. выключателями обоих концов
линии сначала производится АПВ одного из них с
проверкой отсутствия напряжения на линии. В этом случае
действие выходного реле устройства АПВ 1РП
происходит после замыкания упорного контакта реле времени
4РВ, которое срабатывает через контакт ключа
управления КУ, контакт ЗРВ-2 реле времени ЗРВ, блок-контакт
выключателя В (или контакт реле «положения РПО) и
контакт реле РНЛ.
«На другом конце линии АПВ выключателя
производится после появления на ней напряжения и
обеспечивается за счет действия/устройства улавливания
синхронизма. Последнее, как уже указывалось, обеспечивает
разрешение на пЪсылку импульса АПВ при различных
14-1601 209
углах опережения в зависимости от величины
скольжения.
Контроль максимального скольжения, при котором
допускается осуществление АПВ и разрешение на
посылку импульса на включение с максимальным углом
опережения, обеспечивает 'предусмотренные в схеме
(рис. 7-11,а) реле 1РКС, 2РП и 1РВ. Эти функции
указанные реле выполняют «следующим образом.
Как следует из приведенной на рис. 7-11,6 диаграммы
работы контактов реле контроля синхронизма, реле
1РКС залдакает свой контакт 1РКС-2 при возврате
в момент, когда угол расхождения векторов оказывается
равным 1^5°. При этом срабатывает 'реле 2РП, имеющее
задержка-па возврат .порядка 0,15 сек. При
расхождении векторов напряжений на угол 225° реле 1РКС вновь
срабатывает и производит переключение своих
контактов. Благодаря этому через замкнувшийся . контакт
1РКС-1 и продолжающий оставаться замкнутым в тече-
210
Рис. 7-М. Схема устройства АПБУС с тремя
а — принципиальная схема; б — диаграмма''работьь контактов реле контроля
личных углах опережения; РНЛ — контакт реле, 'Контролирующего отсутст-
ЗРВ, 4РВ — реле времени типа ЭВ-114; 1РКС. 2РКС — реле типа РН-бб; 1РП—
РП-252; Я, ///, 2Н — накладки; г —• сопротивление;
Ние 0,15 сек контакт 2РП-1 срабатывает реле бремени
1РВ. Последнее своим мгновенным замыкающим
контактом 1РВ-1 сразу шунтирует контакт 2РП-1, благо-
Реэуль/пидующий.
магнитный потом \
<4| и результирующий
магнитный поток
б реле 2РНС
в реле 1РКС
«>
V
2РПС
но включение
0)
углами опережения (Белоруссэнерго)».
синхронизма; в, г, а—диаграммы, поясняющие работу устройства при раз-
пи е напряжения на линии; 1РВ% 2РВ — реле времени типа ЭВ-180 (мод):
Ьеле промежуточное тила РП-265; 2РП. ЗРП - реле промежуточные типа
лУ — контакт ключа управления.
1-И
211
Ларя чему дальнейшая работа реле 1РВ становится
зависимой лишь от состояния контакта 1РКС-1, который
размыкается в следующий период «биений» в момент,
когда угол между векторами напряжений вновь
оказывается равным 135°. Бел и скольжение очень велико, то
размыкание этого контакта происходит раньше, чем
успеет замкнуться проскальзывающий контакт 1РВ-3.
В этих условиях реле 1РВ будет периодически
срабатывать и возвращаться' в соответствии с частотой
«переключений контактов реле 1РКС и при этом цепь подачи
напряжения к обмотке выходного реле 1РП
образоваться не сможет. Если же скольжение окажется таким, что
переключение контактов реле 1РКС произойдет при
нахождении контакта 1РВ-3 в замкнутом состоянии, то
в момент замыкания контакта 1РКС-2 обмотка реле
1РВ еще будет обтекаться током и поэтому через его
контакт 1РВ-2 образуется цепь срабатывания выходного
реле 1РП, которое замыканием своего контакта
производит посылку имлульса на включение выключателя.
Угол опережения при этом оказывается равным $0п1 =
;=360—135=225° (рис. 7-11,в).
Общее время нахождения шроскальзывающего
контакта 1РВ-3 в замкнутом состоянии должно быть таково,
чтобы включение выключателя при изменениях
скольжения обеспечивалось при углах —450<6Вкл<+450.
Сравнительно небольшой угол бВкл = 45° принимается с учетом
возможного увеличения времени включения
выключателя /в в'.
Таким образом, подача импульса на включение с
указанным углом опережения обеспечивается при таких
скольжениях, при которых интервал времени между
переключениями контактов реле 1РКС в двух смежных
периодах оказывается равным уставке контакта 1РВ-3.
•При меньших скольжениях «переключение контактов
реле 1РКС будет происходить уже после того, как
подвижная система реле времени 1РВ пройдет положения,
при которых проскальзывающий контакт 1РВ-3 может
быть замкнут. Поэтому в таких условиях, как и при
больших скольжениях, замыкание цепи обмотки реле
1РП контактом 1РКС-2, а следовательно, и включение
с указанным выше углом опережения не может иметь
места. В этих случаях устройство обеопечиваст подачу
импульса на включение с меньшим углом опережения,
что осуществляется следующим образом.
212
Ёщ^йв начале периода «биений* при расхождении
векторов напряжений на угол, не превышающий 45°,
через контакты 1РКС-1, 1РВ-1 и 2РКС-2 обтекается током
обмотка реле ЗРП, имеющего задержку на возврат
порядка 0,15 сек. В момент, когда угол расхождения
векторов оказывается равным 45°, реле 2РКС переключает
контакты и замыканием своего контакта 2РКС-1 пускает
реле времени 2РВ. Последнее самоудерживается, и
получая питание через контакт 2РКСг1, может работать
в интервале углов от 45 до 315°. При угле расхождения
векторов напряжений, равном 135°, размыкается контакт
1РКС-1, который вновь замыкается «при угле 225°. Если
в момент его замыкания оказывается замкнутым
проскальзывающий контакт 2РВ-2, то через оба зги
контакта, контакт 2РП-2 и соединенные лараллельно
контакты 2РП-1 и 1РВ-1 срабатывает реле 1РП и
производит посылку импульса на включение с углом опережения,
равным 6оп2=360—225=135° (рис. 7-11,г).
Посылку импульса на включение выключателя с
таким углом опережения устройство разрешает при
скольжениях, при которых интервал времени между
моментами замыкания контактов 2РКС-1 и 1РКС-1 в каждый
период «биений» оказывается равным уставке
(проскальзывающего контакта 2РВ-2. Если скольжение будет
меньшим, то проскальзывающий контакт 2РВ-2
замкнется, а затем разомкнётся раньше, чем угол расхождения
векторов напряжений достигнет значения, при котором
происходит замыкание контакта 1РКС-1 (225°), и
посылка команды на включение с углом опережения 135°
производиться не будет. В этих случаях реле времени
2РВ будет продолжать работать и набирать выдержку
времени до тех пор, пока не замкнется его упорный
контакт 2РВ-3, обеспечивающий не зависящее от работы
реле 2РКС самоудерживание реле 2РВ. Благодаря
этому будет оставаться замкнутым контакт 2РВ-4 и в
момент, когда угол расхождения векторов достигнет
значения 315°, после замыкания контакта 2РКС-2 по цепи
1РКС-1—1РВ-1—2РКС-2—2РВ-4 получит питание
обмотка реле 1РП, которое с углом опережения б0пз=
=360—315=45° произведет посылку импульса на
включение выключателя (рис. 7-11,(9). Таким обрцзом,.росыл-
ка импульса на| включение с углом опережения 45°
производится устройством при таких скольжениях, при
которых изменение угла расхождения векторов налря-
213
Мсений от 45 до 3156 в каждый период «биений»
происходит за врем*й, равное или превышающее .время
уставки контакта 2РВ-3.
Предусмотренное в схеме реле ЗРВ предназначено
для обеспечения однократности действия устройства и
автоматического возврата его в исходное (положение.
Оно срабатывает <при действии выходного реле 1РП,
самоудерживается и своим контактом ЗРВ-2 снимает
оперативный ток с Других элементов устройства. Если
в результате действия устройства выключатель остается
включенным, то в момент замыкания упорного контакта
ЗРВ'З рейё 'ЗРВ деблокируется и подача оперативного
тока к устройству восстанавливается, чем
обеспечивается его гсЮовность к новому действию. Если же к
моменту замыкания контакта ЗРВ-3 выключатель будет
отключен, то деблокировки реле ЗРВ не произойдет и
устройстве останется выведенным из действия.
В устройстве АПВУС могут быть применены
синхронизаторы с постоянным временем опережения.
Предельное скольжение, при котором может быть
разрешено действие АПВУС с таким синхронизатором,
определяется также разбросом времени включения
выключателя (см. например, [Л. 64]).
7-7. УСТРОЙСТВА АПВ С САМОСИНХРОНИЗАЦИЕЙ
ГЕНЕРАТОРОВ
При аварийных отключениях линий электропередачи,
являющихся единственной связью электростанции
с энергосистемой, может иметь место настолько
значительное расхождение частот 'напряжений на шинах
отделившейся станции л в системе, что осуществление АПВ
таких линий с использованием рассмотренных выше
устройств АПВ с ожиданием или улавливанием
синхронизма оказывается невозможным. В таких случаях
автоматическое восстановление нарушенной связи может
быть осуществлено за счет использования совместных
действий устр6йств}АПВ линии и устройств
самосинхронизации генер'аторор отделившейся станции. Такой опо-
соб АПВ, получивший сокращенное обозначение АПВ(;,
применяется ?в некоторых, энергосистем ах на1 одиночных
линиях: связи с гидроэлектростанциями .[Л. 1, 4, 46].
Как известно, широко применяемое в энергосистемах
включение генераторов на параллельную работу
214
с сетькг методом самосинхронизации прццзводится
путем включения выключателя невозбужденного
генератора при скорости вращения ротора, близкой к
синхронной, с последующей быстрой автоматической
подачей возбуждения, что обеспечивает втягивание машины
в синхронизм.
При осуществлении АПВС на конце линии со
стороны системы устанавливается устройство АПВ с
контролем отсутствия напряжения на линии; на конце линии
со стороны станции предусматривается дейстрие
защиты либо на отключение генераторов с гашением поля,
либо на перевод их в асинхронный режим;, отключение
линейного выключателя на станции при этом це
'производится. Кроме того, на станции предусматривается
установка специального устройства АПВ, в задачу
которого входит осуществление повторного включения
выключателя генератора и АГП при успешном повторном
включении выключателя на другом /конце линии.
Взаимодействие указанных устройств защиты и
автоматики в цикле АПВ линии происходит следующим
образом. При действии защиты линии отключается
выключатель линии со стороны системы, а также
выключатели и автоматы гашения поля (либо только АГП)
генераторов станции. По истечении необходимого
времени устройство АПВ на выключателе линии со
стороны системы производит его повторное включение при
условии, что напряжение на линии отсутствует. При
устойчивом повреждении на линии ее защита вновь
производит отключение этого выключателя, а защита
минимального напряжения на станции — отключение
выключателя генератора, если он в цикле АПВС
оставался включенным. При успешном АПВ выключателя
линии со стороны системы устройство АПВ на станции
производит включение отключенных выключателей и
АГП генераторов при условии снижения скорости
вращения генераторов и отличия частоты их остаточных
напряжений не более чем на 3—5% от частоУы сети.
Успешность АПВ выключателя, устанс&лейтяого на
другое конце линии, проверяется с помЪщьгсГреле
Напряжения, контролирующего наличие напряжения на
шинах станции. Контроль разности частот осуществляется
при помощи реле разности частот ИРЧ-01А, одна
обмотка которого включается на напряжение сборных
ШИН 'станции, а другая — на остаточное напряжение не-
215
возбужденного генератора, в случае если выключатель
последнего в цикле АПВС отключается, или на
напряжение вспомогательного генератора, находящегося на
одном валу с генератором, если последний в цикле
АПВС не отключается от сети.
В случае, если после успешного включения
выключателя линии со стороны системы скорость генератора
превышает синхронную, устройство АПВ производит
посылку командных импульсов на механизм изменения
скорости турбины, обеспечивая приведение ее к
необходимому значению.
Следует отметить, что при осуществлении АПВС
должны быть приняты меры, обеспечивающие в цикле
АПВ сохранение питания собственного расхода станции
и нагрузки района, питающегося непосредственно от
шин станции.
Устройства АПВС используются также на
одиночных линиях с односторонним питанием с мощными
синхронными компенсаторами или двигателями на
приемном конце.
Устройства АПВС широкого распространения не
получили. Это объясняется сравнительной сложностью
этих устройств и большей длительностью процесса
восстановления нормального режима, чем при НАПВ.
Имеющийся в системах опыт эксплуатации устройств
АПВС [Л. 46] показывает, что продолжительность
бестоковой паузы цикла АПВС составляет около 10 сек,
а время восстановления нормального режима —
приблизительно 2 мин. В связи с этим АПВС применяется
лишь тогда, когда осуществление НАПВ недопустимо.
Однако высокий процент успешных действий
установленных в системах устройств АПВС свидетельствует
о том, что этот способ АПВ также является
эффективным средством повышения надежности связи отдельных
электростанций с системой.
АПВ автоматов гашения поля (АПВ АГП),
осуществляемое в цикле АПВС, в некоторых случаях находит
и самостоятельное применение для ускоренного разво?-
буждения гидрогенераторов [Л. 46].
Как известно, при сбросе нагрузки напряжение исна
выводах гидрогенераторов вследствие резкого
увеличения скорости вращения ротора .возрастает настолько
значительно, что, несмотря на наличие
быстродействующих регуляторов напряжения, генераторы отключа-
216
Ю?сй 0*6* сети действием защиты от Повышения нйпрй-
жения. Отключение генераторов и остановка агрегатов
в этих случаях являются нежелательными, так как при
этом процесс обратного включения их в сеть
значительно затягивается.
Для исключения возможности подъема напряжения
до значений, при которых защита от повышение напря-
Н ТН генератора
Рис. 7-12. Схема АПВ автомата
гашения поля (АГП) для устройств
ускоренного раавозбуждения
гидрогенераторов (Мосэнерго).
жения должна действовать на отключение, применяется
развозбуждевие гидрогенераторов путем
кратковременного отключения и последующего АПВ автоматов гаше-
- ния поля. Схема устройства, применяемого для этой
цели в системе Мосэнерго, приведена на рис. 7-12
[Л. 46].
Устройство приводится в действие срабатыванием
реле максимального напряжения РН, фиксирующего
возрастание напряжения генератора до (1,2 ч-1,25) (/Ном-
При этом срабатывает реле 1РП и своим контактом
замыкает цепь отключения автомата гашения поля
возбудителя. Одновременно срабатывает и через
размыкающий блок-контакт АГП самоудерживается реле
2РП, фиксирующее, что отключение АГП произведено
вследствие повышения напряжения.
При снижении напряжения генератора реле РН
возвращается в исходное положение, вследствие чего с не-
217
Кб1ч)рой задержкой (порядка 0,6 сек) возвращается и
реле 1РП, которое своим размыкающим контактом
подает импульсГ^на включение АГП через замкнутый
контакт реле 2РП.
После включения АГП размыкается цепь самоудер-
живаиия реле 2РПм оно возвращается в исходное
положение. Устройство будет срабатывать многократно, если
напряжение генератора не будет устойчиво снижено
ниже уставки срабатывания реле напряжения РН.
7-8. ОСОБЕННОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ АПВ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ
СХЕМАХ ПЕРВИЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Рассмотренные выше схемы устройств АПВ
выполнены для случаев, когда для присоединения линии
к другим цепям электростанции или понизительной
подстанции [^пользуется один выключатель. Такие схемы
электрических соединений, получившие название схем
с одной (рис. 7-13,а) и двумя (рис. 7-13,6) системами
сборных шин и одним выключателем на цепь, являются
наиболее распространенными для напряжений 6—10>
35, ПО и 220 кв. Наряду с ними в распределительных
устройствах более высоких "напряжений применяются
схемы электрических соединений, в которых связь
отдельных присоединений с другими цепями
осуществляется через два выключателя. К ним относятся схемы
с двумя системами сборных шин и двумя
выключателями на цепь, в которых оба эти выключателя
обслуживают только одно присоединение (рис. 7-13,в), а также
кольцевые схемы, не имеющие явно выраженных
сборных шин,, в которых каждый из выключателей
используется в !депях двух смежных присоединений (схема
«многоугольник», рис. 7-13,2).
В последнее время стали находить применение
схемы с двумя системами сборных шин и тремя
выключателями на две цепи (рис. 7-13,5), называемые также
«полуторными» схемами. Они занимают
промежуточное полевение между схемой с двумя системами
сборных шин и.двумя .выключателями на цепь' и схемой
«многоугольник», так как содержат и явное выражэд-
ные сборные шиныг и элементы многоугольника,
которыми являются включенные между сборными шинами
цепочку из трех выключателей, используемых для
присоединения двух цепей.
218
Использование двух выключателей в цепи линии
имеет место также при схеме электрических соединений
по рис. 7-13,е, получившей название схемы «мостика»
и позволяющей выполнить связь четырех присоединений
при использовании только трех выключателей. Другая
её разновидность (рис. 7-13,^;) предусматривает
наличие в цепи трансформатора двух выключателей, один из
которых является также выключателем линии.
а) О) в) г)
н
9) «7 *)
Рис. 7-13. Схемы электрических соединений.
а —схема с одной системой шин и одним выключателем на присоединение;
б — схема с двумя системами шин и одним выключателем на
присоединение; в — схема с двумя системами шин и двумя выключателями на
присоединение; г — схема «многоугольник»; д — схема с двумя системами шин
и тремя выключателями на два присоединения («полуторная» схема);
е, ж —схемы «мостик».
Схемы электрических соединений, позволяющие
осуществлять связь отдельных «присоединений с другими
цепями схемы через два выключателя, обладают
лучшими эксплуатационными качествами и большей
надежностью, чем схемы с одним выключателем на цепь. Они
находят применение для распределительных Устройств
высокого напряжения на мощных электрических
станциях и понизительных подстанциях, где осуществляется
присоединение значительных генерирующих мощностей
и линий электропередачи, по которым производится
передача основных потоков мощности.
3 В настоящее время для осуществления АПВ линии,
в цепи которой при той или иной схеме * первичных
соединений используются два выключателя, обычно
предусматриваются отдельные устройства АПВ для
каждого из выключателей. Схемы этих устройств в основном
219
аналогичны схемам устройств АПВ линий, в цепи
которых предусмотрен лишь один выключатель. Однако
при этом должны быть учтены некоторые особенности
и дополнительные требования. Одна из этих
особенностей заключается в необходимости принятия мер,
которые в случае устойчивого повреждения на линии
разрешают повторное включение лишь одного из ее
выключателей и запрещают действие устройства ^АПВ второго
выключателя. Указанное может быть обеспечено с
помощью входящих в состав устройства АПВ органов
контроля синхронизма и органов контроля наличия
напряжения на линии и достигается путем определенного
включения их контактов в цепи пуска устройства АПВ
соответствующих выключателей. При этом должны
учитываться как способ осуществления АПВ на данной
линии (например, НАПВ или АПВОС), так и
(последовательность включения выключателей на концах
линии.
Если на линии осуществляется НАПВ с
согласованием последовательности включения выключателей на
ее концах по наличию на ней напряжения, то в случае,
когда АПВ с контролем наличия напряжения
выполняется на противоположном конце линии, на данном ее
конце АПВ одного из выключателей (включаемого
первым) должно производиться без контроля наличия
напряжения на линии, а другого с контролем наличия
напряжения на линии, что обеспечит возможность его
включения только при успешном АПВ первого. При
выполнении на противоположном конце линии АПВ без
контроля наличия напряжения на линии на данном ее
.конце АПВ обоих ее выключателей должно
производиться с контролем наличия напряжения на линии. В
последнем случае ни один из выключателей данного конца
линии не может быть включен на к. з., так как их АПВ
возможно лишь при успешной подаче напряжения на
линию с противоположного конца. По этим
соображениям могло бы быть допущено их одновременное
включение. Однако при использовании масляных
выключателей для исключения значительного толчка тока в цепи
аккумуляторной батареи целесообразно выдержки
времени их устройств АПВ принимать различными.
Если на линии предусматривается АПВОС, то
в случае, когда на противоположном конце линии
осуществляется АПВ с контролем синхронизма, на одном из
220
выключателей линии (включаемом на данном конце
первым)* должна обеспечиваться возможность
осуществления АПВ как с контролем отсутствия напряжения
на линии, так и с контролем синхронизма, а «а
другом— только с контролем синхронизма. При
выполнении на противоположном конце линии АПВ с контролем
отсутствия напряжения и контролем синхронизма
(т. е. в случае, когда подача напряжения на
обесточенную линик> производится со стороны противоположного
конца) устройства АПВ на обоих выключателях
данного конца линии должны выполняться с контролем
синхронизма и «меть несколько различающиеся, выдержки
времени.
Как следует из сказанного, условия работы каждого
из выключателей линии в некоторых случаях могут быть
различными. Это имеет место, когда один из них
производит подачу напряжения на обесточенную линию,
а другой включается лишь три успешном АПВ первого.
В этих случаях один из .них производит большее число
отключений тока к. з., чем другой. Поэтому для
обеспечения одинаковых условий работы выключателей
«персоналом могут периодически производиться изменения
«последовательности их включений «при АПВ. В связи с этим
схемы устройств АПВ обеих линий выполняются
одинаковыми, а необходимая последовательность включений
выключателей при АПВ линии достигается путем
переключения соответствующих накладок, что обеспечивает
введение в цепь пуска устройства контактов
необходимых органов контроля. Для осуществления контроля
синхронизма .и контроля наличия напряжения
используются отдельные для каждого устройства АПВ реле
контроля синхронизма и реле напряжения, приключаемые
к устройству отбора напряжения с линии и устройству
отбора напряжения от соответствующей системы
сборных шин или смежного присоединения, к которым
присоединяет линию данный выключатель.
В случаях, когда схемы «первичных соединений
«предусматривают использование одного или обоих
выключателей линии одновременно в цепях смежных с ней
присоединений, необходимо учитывать некоторые
дополнительные особенности выполнения устройств АПВ.
Отключение таких выключателей «производится не только
защитой линии,» но и защитами тех присоединений, в
цепях которых они одновременно используются. Есливы-
221
ключатель линии<< используется одновременно в цепи
трансформатора, автотрансформатора или блока
генератор— трансформатор, то после действия их защит на
отключение такого выключателя его АПВ производиться
не должно. Запрет 'повторного включения выключателя
осуществляется при этом путем действия этих защит на
разряд конденсатора реле РПВ-58 с помощью реле, кото,
рое предусматривается в устройстве АПВ для блокиро-
п/ст б
±—о-
№ №1
Рис. 7-14. Участок сети, в котором подача
напряжения на линию при АПВ должна
производиться со стороны электростанции А.
вания последнего. Нормальная работа линии при этом
не нарушается, так как она остается включенной вторым
выключателем.
Другая особенность связана с необходимостью
исключения в ряде случаев возможности подачи напряжения
на смежное присоединение со стороны противоположного
конца линии в случае отказа в отключении ^одного из
выключателей, общего для линии и «смежного
присоединения.
Рассмотрим случай к. з. на линии, связывающей
электростанцию'Л с системой (см. рис. 7-14). На
электростанции А линия присоединяется к другим цепям через
выключатели 1В и 2В, которые являются элементами
схемы «многоугольник», а на подстанции Б — через один
выключатель В, Смежными «с этой линией
присоединениями на электростанции А являются блоки генераторе—
трансформатор М 1 и «?.
Предположим, что усфойствй АПВ выключателей
линии выполнены таким образом, 'ч*го АЙВ выключателя
В на под станции Б производится с контролем отсутствия
222
напряжения йа линии, а повторное включение
выключателей $В и 2В на электростанции А—цюсле успешной
подачи напряжения на линию со стороны
подстанции Б.
Допустим также, что в этих условиях при
повреждении на линии имеет место отказ выключателя 1В. В этом
случае отключение поврежденной линии со стороны
электростанции А должно производиться действием
устройства УРОВ на отключение выключателя ЗВ и
гашение поля генератора блока № У.
После отключения линии с обеих сторон устройство
АПВ выключателя В произведет его включение и, если
оно окажется успешным, это приведет к длительной
додаче напряжения со стороны линии через неотключив-
шийся выключатель 1В на невозбужденный генератор
блока М 1, что является недопустимым. Это может быть
исключено, если подачу напряжения «а линию в цикле
АПВ производить одним из выключателей со стороны
электростанции А. При этом пуск устройства АПВ
выключателя, включаемого первым (например, /В),
должен производиться с контролем отсутствия напряжения
на линии, а пуск устройств АПВ выключателя,
включаемого на электростанции А вторым (2В)> и
выключателя на другом конце линии (В) —с контролем
синхронизма. В этом случае при отказе в отключении
выключателя 1В АПВ линии производиться не будет. Бели же
при такой очередности включения выключателей в
цикле АПВ при повреждении на линии будет иметь место
отказ в отключении выключателя 2В, то АПВ
.выключателя 1В будет блокировано действием устройства
УРОВ.
Таким образом, если на данном конце лкнии один
или оба ее выключателя используются также в цепях
блоков генератор — трансформатор, а на другом ее конце
предусмотрен один выключатель, то подача напряжения
на обесточенную линию в цикле АПВ должна
производиться со стороны того конца линии, где она имеет два
выключателя. "'
Если линия присоединяется через два выключателя
на обоих концах, причем смежными с нею являются
блоки генератор—трансформатор', то АПВ линии при
отказе одного (из выключателей в отключений йе может
быть предотвращено с помощью рассмотренного выше
способа. Запрет АПВ выключателей на другом конце
223
линии может быть достигнут в этом случае лишь пугем
передачи блокирующего импульса от устройства УРОВ.
Следует отметить, что аналогичные меры в ряде
случаев следует предусматривать и при других схемах
первичных соединений (например, для блока генератор —
трансформатор — линия).
В 1сяучаяхэ «когда смежными щрисоединениями
являются две линии, в устройстве АПВ общего для них
выключателя должны предусматриваться две цепи пуска
с соответственно выполненными контролем синхронизма
и контролем наллчия или отсутствия напряжения на
линиях. В этих случаях «в связи с наличием у реле контроля
синхронизма лишь одного размыкающего контакта для
обеспечения возможности образования двух цепей пуска
оказывается необходимым либо применение двух реле
контроля синхронизма, присоединяемых параллельно
к устройствам отбора напряжения от обеих линий, либо
размножение контакта одного реле контроля
синхронизма с помощью промежуточного реле, подключаемого
к цепям оперативного тока выключателя.
Наличие двух выключателей в цепи линии определяет
также некоторые особенности включения реле ускорения
действия защиты.
Выше (см. § 2-1) при сравнении различных способов
включения реле ускорения защиты РПУ на линиях,
имеющих один выключатель, было установлено, что
наиболее предпочтительным является его включение через
размыкающий блок-контакт выключателя или
соответствующий контакт реле положения РПО или РПВ таким
образом, чтобы при отключении линии обмотка реле
ускорения обтекалась током.
В схемах с двумя выключателями на присоединение
реле ускорения защиты предусматривается не для
каждого выключателя, а для каждой линии. Так как линия
отключается двумя.выключателями, то обмотка реле РПУ
должна включаться через последовательно соединенные
указанные выше контакты реле обоих выключателей.
При этом в случае выведения в ремонт одного из
выключателей линии относящиеся к нему контакты в цепи
обмотки реле РПУ должны также выводиться из
действия путем шунтирования их контактом
переключающего устройства, имеющего три положения,
соответствующие работе обоих выключателей и ремонту каждого
из них (рис. 7-15).
224
\Л 2П
1в А 2В Т ЗВ
—о-чз-кз—
'ве
*вл
гвв
1Н
а>
1РПЛм
1РН/10с[
тг-
2вв
гн
грнлАС
2Р//У»вс
^
РП016
. "Ч—П*~~I
тг
\!Н
1Г
1 Р0О2В Р/70зд 2РН/1ас
1^*гв1Р№Рзв\грмвг\
НП1 'а," «^
1Г
4>
^Угу»
РЛУ*/?
Р/7У.
м
™Ъ
^Я2^ /ЯОДл*
Рис. 7-15. Схемы включения реле ускорения действия защиты при
наличии двух выключателей в цепи линии.
а — поясняющая схема; б — включение реле ускорения через блок-контакты
выключателей; в —включение реле ускорения через контакты реле РПО и
РПФ; г —включение реле ускорения через контакты реле РПВ; ЯЛУ— реле
типа РГТ-252; /#, 2# —накладки.
15—1601
225
Кроме того, следует учитывать некоторые
особенности включения реле РПУ в случае, когда в цепи линии
установлены воздушные выключатели.
Как известно, размыкающие блок-контакты
отдельных фаз воздушного выключателя в цепи его
включения соединяются последовательно. Поэтому при непол-
нофазном отключении выключателя цепь его
включения оказывается разомкнутой, реле РПО, а
следовательно, и реле РПУ (если оно включено через контакт
реле РПО) сработать не смогут и ускорение действия
защиты линии не будет обеспечено. При наличии
одного выключателя в цепи линии это существенного
значения не имеет, так как в этом случае АПВ линии не
происходит из-за невозможности прохождения импульса
к электромагнитам включения. При наличии двух
выключателей в цепи линии ускорение действия защиты
должно обеспечиваться во всех случаях отключения
выключателей линии, так как возможно такое стечение
обстоятельств, при котором в случае устойчивого
повреждения на линии один из выключателей отключится
полнофазно, а другой — неполнофазно (причем неотклю-
ченными окажутся выключатели неповрежденных фаз
и защита линии возвратится), а повторное включение
будет произведено выключателем, который отключился
полнофазно.
Обеспечение действия реле РПУ не только при
полнофазных, но и при неполнофазных отключениях
выключателей может быть достигнуто несколькими
способами, показанными на рис. 7-15,6, виг. При
включении его по схеме б цепь питания обмотки реле
обеспечивается через блок-контакты разных фаз
выключателя даже в том случае, если положение некоторых из
них не соответствует положению других. При
включении реле РПУ по схеме в напряжение к его обмотке
подается при полнофазном отключении через контакты
реле РПО, а при неполнофазном — через контакты реле
РНФ, которые предусматриваются в схемах
управления выключателей для фиксации цеполнофазного
режима.
В схеме г срабатывание реле РПУ как при
полнофазном, так и при неполнофазном отключениях
обеспечивается тем, что питание к его обмотке подается
независимо от положения отдельных фаз выключателя
через контакты реле РПВ, которые замыкаются при шун-
226
тировании обмоток последних во время операции
отключения.
Следует отметить, что при применении последнего
способа во избежание ложного действия указательных
реле должно быть обеспечено замедление на
срабатывание реле РПУ, превышающее время возврата защит
после размыкания цепи тока к. з. контактами
выключателя (см. § 2-1).
Указанные выше способы включения реле ускорения
действия защиты РПУ соответствуют случаю, когда на
линии предусматривается трехфазное АПВ. В тех
случаях, когда на линии предусматривается сочетание
трехфазного АПВ и ОАПЬ, к схеме включения реле РПУ
предъявляются некоторые дополнительные требования,
рассмотренные в § 9-3.
Следует также учитывать, что при наличии двух
выключателей в цепи линии в тех случаях, когда
срабатывание реле РПУ должно производиться лишь при
отсутствии напряжения на линии, контроль
отсутствия напряжения на линии должен осуществляться
с помощью двух реле минимального напряжения,
включаемых на различные линейные напряжения. При
осуществлении указанного контроля с помощью одного
реле напряжения (как это выполняется при наличии
одного выключателя в цепи линии) может не обеспечиваться
ускорение действия защиты в рассмотренном выше
случае неполнофазного отключения одного из
выключателей линии и АПВ другого, отключившегося полнофаз-
но. Уставки срабатывания реле минимального
напряжения, контролирующих отсутствие напряжения на
линии, должны приниматься при этом равными 0,7 Г7„оМ
ГЛ. 75], для того чтобы обеспечивалось замыкание
контактов этих реле в указанном случае, когда при
однофазном к. з. не отключатся неповрежденные фазы, и
поэтому напряжение на обмотке каждого из реле
напряжения окажется равным О^С/пом-
7-9. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ УСТАВОК
а) Выбор уставок устройств АПВ без проверки
синхронизма
Выдержка времени /сршт определяется наряду с условиями
(3-1)—(3-4) из условия отстройки от времени отключения к. з.
с противоположного конца линии (выключатель 2В) и времени де-
ионизации среды согласно выражению
15* 227
*ср1(1В) ^ *з(2В)макс ~" *з(1В)мин + *о(23) — 'о(1В)""~ *в(1В) +
+ 'д.с + Г3а„, (7-30)
где ^з(2В)макс и *з(1В)мнн — максимальное и минимальное времена
действия защиты на противоположном и рассматриваемом
концах линии (выключатели 2В и 1В соответственно) при к. з.
.вблизи выключателя 1В9 а гзап принимается равным ступени
селективности защиты линии.
Для упрощения иногда принимают:
'ср!(1В) > 'э(2В)макс + ^ап. (7-31)
Аналогично выбирается и /Ср кгв).
Время /Срь рассчитанное по условиям (7-30) и (7-31), как
правило, больше, чем найденное по условиям (3-1)—(3-4), и поэтому
является определяющим.
В ряде случаев, для того чтобы уменьшить время гСр и при его
расчете по условиям (7-30) и (7-31), не учитывают случая работы
резервной защиты линии с противоположного конца с выдержкой
времени третьей или четвертой ступени (зоны), если предыдущая
ступень резервной защиты надежно охватывает линию.
Выдержка времени на возврат устройства в состоянне
готовности к действию г в выбирается по выражениям (3-5) и (3-6).
Следует учесть, что при расчете гв по (3-5) время действия
защиты после включения на устойчивое к. з. принимается максимально
возможным.
б) Выбор уставок устройств НАПВ
Расчетная проверка допустимости НАПВ по динамической
устойчивости электрооборудования. Проверка производится
согласно приведенным в § 7-2 условиям (7-11)—(7-14) и (7-17). Для
расчета токов /не, протекающих через генераторы и трансформаторы,
составляется схема замещения системы, аналогичная схеме,
приведенной на рис. 7-16,а. Расчет при этом ведется без учета нагрузки,
что дает дополнительный запас.
Ток в эквивалентной одиночной линии определяется по
формуле
где Е"а\ и Е"д2 — действующие значения э. д. с. генераторов частей
энергосистемы, равные в системе относительных
единиц 1,05;
*экв — эквивалентное реактивное сопротивление между
э. д. с частей системы, в которое генераторы
входят своими сверхпереходными
сопротивлениями*"*
228
Та»1 ХШр Хл Х2тр Х(/"г
Затем находится
распределение тока /не между всеми
генераторами и трансформаторами .в
отдельных частях системы. Если
условия (7-11)—(7-14)
соблюдаются для всех генераторов, а
условие (7-17)—для всех
трансформаторов, то НАПВ допустимо. п .-
Расчет необходимо вести для17, °
режима, когда в рассматриваемой
части системы включено мини- ^
малыше число генераторов, а в
остальных — максимальное. Тогда
рассчитанный для данного генера- )925
тора ток /не окажется
действительно максимальным. Аналогично
выбираются расчетные режимы
для определения максимального
/не» проходящего через данный
трансформатор.
При наличии параллельной
линии или обходных связей
.возможность использования НАПВ
расширяется (Л. 45] Методика
расчета допустимости НАПВ в этих
случаях следующая:
1. Составляется схема
замещения системы и приводится к
виду, показанному на рис. 7-16,6.
2. По кривым (см. рис. 7-16,в)
для данных значений Хгл1х\л,
определяется
отношение п амплитуды тока при несинхронном включении с
параллельной цепью (2Л) 1т нс.пар к амплитуде тока несинхронного
включения ОДИНОЧНОЙ ЛИНИИ (1Л) 1т нс.одГ
/тВС.пвр
— = п$ (7-33)
Рис. 7-16. К расчету
допустимости НАПВ при наличии
обходных или параллельных
связей.
б"—схемы
замещения; 5—график
тл нс.пар
тоНС.ОД
= К*, а)
V х\* ххш )
/щВС.оД
где
'шисод =
Чт
ЛТ
+ -*ТР + -*1Л
(7-34)
229
Лпнс пар = 2Е"цт
Г-+-+ггй;
1
х"&т + -*тр + -^ал
7-35)
При построении кривых на рис. 7-16,е использовались
выражения для амплитуд токов /т нс.од и /твс.пар. учитывающие
апериодическую составляющую, так как перед НАПВ предполагается
асинхронный режим по второй цепи (2Л) и соотношение периодической
и апериодической составляющих в формулах (7-34) и (7-35)
неодинаково.
1 3. По формуле (7-32) определяется наибольшее значение
периодической составляющей тока при несинхронном включении
одиночной линии 1Л (в случае *1л<*г,л):
/гс.од= *",,+ ** + *„•
4. Определяется значение тока при несинхронном включении
параллельной линии как
/не пар^Л/яс. од*
Если найденное таким путем /не. пар удовлетворяет условиям
(7-111—(7-14), то НАПВ допустимо.
Некоторое снижение кратности тока в генераторах при НАПВ
в случае учета местной нагрузки также расширяет возможности
применения этого способа АПВ. При этом в схему замешения нагрузка
вводится с э. д. с. Е"и=0,9 и обобщенным реактивным
сопротивлением *о=0.35.
Выбор уставок устройств НАПВ при определенной
последовательности включения выключателей. Выдержка времени 1Срштп на
том конце линии, котооый включается первым (выключатель 1В)%
наряду с условиями (3-1)—(3-4) определяется для случая к. з.
в точке к\ (см. рис. 7-Кб) выражением (7-30) или (7-31).
На конце линии, включаемом вторым (выключатель 2В)% в том
случае, если контроль наличия напряжения на линии не
применяется, выдержка времени *тИ2в> определяется из рассмотрения случая
к. з. в точке кг (рис. 7-1,в) выражением
'ср1(2В),^ 'аО^максТ- 'з (2В)мин + 'о(!В) + ^о*(2В) ^" *в (2В) +
+ 'в.у.з(1В) + '•■»» (7-36 )
где 'в.Увз(|В)]—время, в течение которого введено ускорения защиты
выключателя /В.
Для упрощения иногда принимают:
?ср1(2В) ^ 'з(1В)макс — *в'(2В) + 'в.у.э(!В) + '•!■• (7-87)
Пригетом время ?Всу(3.(1В) определяется (если ускорение вводится,
как обычно, при отключении выключателя), как видно из рис. 7-1,б,
по формуле
*в.у.з(1В) = *ср!(1В) + *в(1В) + *у.з(1В) + *о(1В) + '8*п» (7-38)
где /у.э<1В) — время действия ускоренной защиты выключателя 1В.
При использовании контроля наличия напряжения на линии,
который разрешает включение выключателя 2В только после того, как
АПВ с противоположного конца линии оказалось успешным, выбор
*сркав) производится для случая к. з. в точке /^ (рис. 7-1,г) по
следующим двум условиям:
'ср! (2В) ^ 'у.* ОБ) + *о(1В) + ***л\ (7"39)
*ср I (2В) > *з(В)макс ~~ *з(2В)мин + 'о (1 В)~" *о (2В) + *»ао • (7-40)
Время 1р.т, в течение которого транзит оказывается
разомкнутым, может быть для нужного случая найдено с помощью рис. 7-1,о
и г; однако следует иметь в виду, что для определения
максимального времени разомкнутого состояния транзита /р.т.макс следует
рассматривать случай к. з. в точке к\>
Напряжение срабатывания реле минимального напряжения
(РНЛ), контролирующего отсутствие напряжения на линии,
выбирается порядка
*/ср= (0,4-0,5) Уном. (7-41)
Напряжение срабатывания реле максимального напряжения
(РНЛ), контролирующего наличие напряжения на линии,
выбирается порядка
6/ср= (0,7-0,8) 1/Ном. (7-42)
в) Выбор уставок устройств БАПВ
Определение времени бестоковой паузы *б.п. Время бестоковой
паузы /б.п должно быть, как указывалось в (3-10), не меньше
времени, необходимого для надежной деионизации среды вблизи места
повреждения, т. е. 'о.п^/д.с Времена *д.с, на которые следует
ориентироваться, приведены в § 1-2 и [Л. 8].
Выбранное время /б.п регулируется отсечкой сжатого воздуха,
подаваемого в гасительные камеры выключателя.
Определение максимального угла включения при БАПВ
Авкл.маке- При проектировании БАПВ известны времена действия
защиты и выключателя; может быть оценено также время,
необходимое для деионизации среды, и выбрано, как указывалось выше,
время бестоковой паузы. Время полного цикла БАПВ I пв
находится по этим данным согласно выражению (7-27). Тогда для
принимаемого начального угла бНач, обусловленного нагрузкой, и
известных номинальных мощностей генераторов, постоянных инерции
вращающихся масс и мощности, передаваемой по линии, пользуясь
выражением (7-25) или (7-26), можно определить двкл.макс.
Расчетная проверка допустимости БАПВ. Допустимость БАПВ
определяется по двум условиям:
231
1) предельному допустимому углу Ад о п. у, при котором по
условию динамической устойчивости допустимо включение выключателя,
бвкл.макс ^бдоп.у', (7-43)
бдоп.у определяется расчетом динамической устойчивости; проверка
по этому условию для систем, в которых преобладают
турбогенераторы, обычно не производится;
2) предельному допустимому углу бдок.м, при котором
электромагнитные моменты, возникающие в синхронных машинах при
включении с углами Йвкл<120-ь135°, не представляют опасности,
бвкл.макс^бдоп.м- (7-44)
Проверка производится по условиям (7-Ц)—(7-14), аналогично
тому как указывалось выше для проверки допустимости НАПВ.
Поскольку, однако, при БАПВ угол Овкл.макс существенно меньше,
чем в случае НАПВ, при проверке допустимости БАПВ правая часть
соответствующего из указанных выше условий (для
рассматриваемого типа генератора) умножается на коэффициент кь*
определяемый ПО КРИВЫМ РИС. 7-3,6 ДЛЯ ДанНОГО Значения бвкл.манс.
Таким образом, расширение области применения БАПВ по
сравнению с НАПВ, исходя из обеспечения допустимых значений
электромагнитных моментов, ограничивается ординатами кривых
&=/(йвкл.макс), приведенных на рис. 7-ЗД
г) Выбор уставок устройств АПВ с «ожиданием»
синхронизма (АПВОС)
Расчетная проверка допустимости АПВОС по условиям (7-42)
и * (7-44) принципиально может производиться так же, как в случае
БАПВ. Учитывая, однако, что при АПВОС осуществляется контроль
условий, близких к синхронизму (обычно при возможности качаний
по параллельным связям), угол 6Вкл принимается сравнительно
небольшим: 45—55° и без специальной проверки.
Выдержка времени 1Ср] устройств, выполненных по схемам
рис. 7*8 и 7-9, на том конце линии, на котором выключатель при
АПВ включается первым и где осуществляется проверка отсутствия
напряжения на линии, выбирается по выражениям (7-30) или
(7-31). Условия (3-1)—(3-4), рассмотренные в гл. 3, как правило, не
являются определяющими.
Угол срабатывания реле РКС б0р, при котором реле размыкает
свой размыкающий контакт, должен выбираться больше
максимального угла сдвига фаз сравниваемых напряжений йнагр.макс,
обусловленного нагрузкой по шунтирующим / связям в установившемся
после отключения данной линии режиме. При этом, если
рассматриваемая линия имеет несколько шунтирующих связей, следует
определять бвагр.макс в условиях, когда, кроме данной линии,
отключена только одна из имеющихся шунтирующих связей.
Если известна максимальная расчетная геометрическая разность
напряжений по обеим сторонам отключенного выключателя
АС/расч.макс то в случае, если эти напряжения имеют одинаковые
232
амплитуды и частоту, угол бнагр.макс может быть определен по
формуле
*нагр.макс = 2аГС8Й1 ц . (7-45)
В случае неравенства амплитуд напряжений в знаменатель
формулы (7-45) рекомендуется подставлять напряжение, имеющее
меньшую амплитуду; тогда значение бНагр макс будет получено с
некоторым запасом К
Тогда
Оср—ЛнОнагр макс» (' *4о)
где коэффициент надежности кп принимается равным 1,25—1,3.
Если полученная уставка 6Ср оказывается меньше 30—35°, то
целесообразно увеличить ее до 35°, так как при малых углах
реле РКС имеет значительную угловую ошибку при неравенстве
синхронизируемых напряжений.
В некоторых случаях уставку срабатывания реле РКС
принимают с ббльшим запасом, учитывающим дополнительный сдвиг
напряжений при синхронных качаниях, что позволяет сократить
длительность цикла АПВ во время затухания качаний.
При выборе уставки /Ср1 на том конце линии, где
проверяется синхронизм, известными являются бвкл, бСр и 1окл. Последняя
величина представляет собой время от момента, когда угол б
достигает значения, соответствующего уставке реле РКС, которое
подготавливает подачу команды на включение, до момента замыкания
контактов выключателя:
*вкд = ^ркс + * РП + V"»
где /ркс и /]РП—времена действия реле РКС и выходного
промежуточного реле схемы АПВ.
Пользуясь диаграммой работы реле РКС, приведенной на
рис. 7-8, можно написать соотношения:
Яср+Звоэрр _ 360° в
'ср! 7*б
Зв1<л — & р _ 360°
^в*л 7*б
где Тб — период «биений»;
Звоэвр — угол возврата рэле РКС, причем двоэвр = ^вбСр.
Приравняв левые чдети соотношений, приняв Ав-0,8 и прюб
разовав выражения, получим:
1,8^ср + ^в*л
*вкл — &ср
<<»,= > _>. • (7-4/)
1 Отметим, что точное значение угла бнагр.макс при
неравенстве напряжений на линии и шинах может быть получено из
выражения
01+и1-ш1
Фяагр.мавр = а^ссо? 2(ПТ~
расч.макс
533
Если учесть, что
то предельное скольжение 5пр, при котором может быть обеспечено
АПВ, можно определить по формуле
Уставка ^„ выбирается по выражениям (3-5) и (3-6).
Напряжения срабатывания реле, контролирующих отсутствие
или наличие напряжения на линии, выбираются аналогично
указанному выше по формулам (7-41) и' (7-42).
Рассмотрим на примере порядок предельного скольжения для
рассматриваемых схем. Пусть бВКл=50°; /вкл=0,5 сек; бСр=35°.
Тогда по (7-47) находим /0р 1=2,1 сек и по (7-48) определяем 5пр=
=0,166%, т. е. Гь =0,083 гц.
При выборе уставок устройств АПВОС часто считается
целесообразным иметь одинаковые выдержки времени 1Ср1 на
выключателях по обоим концам линии. Тогда, изменяя положения накладок на
устройствах АПВОС, можно изменять очередность включений вы-,
ключателей линии в цикле АПВ. В этом случае при выборе
уставки бСр наряду с формулой (7-44) следует учитывать условия
работы устройства при наличии скольжения.
Поскольку в данном случае известными являются ЛВКл, Гсрь
выбранные по условиям (7-30) и (7-31), и /вкл, то, пользуясь
приведенными выше соотношениями, полученными из рассмотрения
диаграммы работы реле РКС (см. рис. 7-8), получим:
*СР|$ВКЛ
*ср = 1.8<вил + 'ср,' (7"49)
Однако рассчитанное таким образом значение бСр должно быть
больше полученного по формуле (7-46). Если последнее условие не
выполняется, то угол срабатывания реле РКС принимается по
(7-46), а/Ср.-по (7-47).
д) Выбор уставок устройств АПВ с улавливанием
синхронизма (АПВУС)
Расчетная проверка допустимости АПВУС производится так
же, как в случае БАПВ. Обычно при АПВУС, как и при АПВОС.
угол бвкл принимается равным 45—55° без специальной проверки.
Однако в ряде случаев для повышения эффективности АПВУС
принимают большее значение б0Кл(бвкл=бДОп). В этом случае
необходимо проверить бдоп.м расчетом тока несинхронного включения,
а для систем, где преобладают гидрогенераторы, — и бДОп.у расчет
том динамической устойчивости.
Выбор уставок для схемы, приведенной на рис. 7-10
Выдержка времени реле 2РВ определяется по выражениям
(7-30) и (7-31), время возврата устройства I*— по выражениям
(3-5) и (3-6).
234
Вы&»р выдержки времени реле 1РВ /Ср1(*1рв) производился,
исходя из соотношения
&В*Д+&1 — &1 &1 *
*ВКЛ ^СР1
составленного на основании диаграммы, приведенной на рис. 7-10,6'.
•Тогда
^ср1= двкл + ^ • (7-50)
Значения $1 и о2 пока неизвестны; выбор их производится
следующим образом.
С точки зрения снижения погрешности реле 1РН и 2РН%
вызываемой неравенством напряжений на линии и шинах, желательно
принять 61 и бг равными 60 и 30е соответственно, но тогда уставка
/Ср1 может оказаться очень малой, что снизит точность работы
устройства. Поэтому увеличивают 61 до 90°.
Предельное скольжение определяется по формуле
1ЛЛ дзи,д+ б 2
*лр=Ю0 збО^Лок» <7-51>
выведенной аналогично выражению (7-46).
Напряжение срабатывания реле, контролирующего отсутствие
напряжения на линии, выбирается по формуле (7-41).
Рассмотрим на примере порядок величин предельного
скольжения, при которых схема, приведенная на рис. 7-10, может еще
обеспечить АПВ.
Пусть 6вкл=50°; /Вкл=0,5 сек. Приняв б!=9С° и б2=30°, из
выражения (7-51) получим $пр=0,9%; /5=0,45 гц\ при этом
согласно (7-50) /сР1=0,38 сек.
Выбор уставок для схемы, приведенной на рис. 7-11 &
Выбор выдержки времени реле 4РВ производится по формуле
(7-30) или (7-31), а времени возврата /в (реле ЗРВ)—по
выражениям (3-5) и (3-6).
При выборе уставок контактов 1РВ-3, 2РВ-2 и 2РВ-3
известными являются время включения выключателя (принимая, что в нем
учитывается время действия реле 1РП схемы АПВ) и уставки
реле ' 1РКС и 2РКС, которые принимаются равными 45°. Тогда,
пользуясь диаграммой, приведенной на рис. 7-11,5, можно составить
соотношения, связывающие уставки реле схемы с *ВКл.
Для проскальзывающего контакта 1РВ-3 реле 1РВ (см.
рис. 7-11,в), рассматривая случай включения выключателя при угле
бвкл=0, получим:
2-135°_ *0П1
*1РВ-3 *В*Л
где б0п1 — первый угол опережения.
* При выборе уставок устройств АПВУС (см. рис. 7-10 и 7-11)
для упрощения пренебрегается разностью значений оср И Овозвр*
235
Однако, как уже было сказано, в схемах АПВУС бвил
принимается равным 45—55°. Учитывая, что данная схема п</ своему
принципу обеспечивает включение при значительных скольжениях,
а также возможность погрешности при регулировке реле;
целесообразно принимать меньшее из указанных значений угла включения,
причем важно только абсолютное значение угла, т. е. 6Вкл = ±45°.
Тогда для момента ^(рз-з замыкания проскальзывающего
контакта 1РВ-3
270° _ 225°+ 45° ,
*'|РВ-3 *ввя
''1РВ-з='внл; (7-52)
при этом &вкл = 45°; для момента *"|РВ.з размыкания
проскальзывающего контакта 1РВ-3
270° _ 225° —45° .
1 1РВ-3 *в«л
''|рв-з=1.5 ^вгЛ; (7-53)
при этом дВ|<л = — 45°.
Для проскальзывающего контакта 2РВ-2 реле 2РВ (см,
рис. 7-11,2) получим аналогично:
180° 3(
ОЛ2
1 = ТГ"; в"«-0(»„1-13Б»);
2РВ-2 И|гл
9в..л = + 45°; *'2РВ.2 = /вкл; (7-54)
8.»«л = -45°; Ггрв.2 =2/вил. (7-55)
Для упорного контакгца 2РВ-3 реле 2РВ (см. рис. 7-11,д)
270" _ дот .
1^7"1в77* *в„л = 0(8оп, = 45)|
*вкл = + 45°; *2рв.3 = 3 ?вкв. (7-56)
Предельное скольжение определяется, исходя из соотношения
Доп ± Ддкл 360° .
*в„л " Тъ *
по выражению
,лл *оп ^ °вкл
5яр=10036оа<в|(д/||о>|. (7-57)
Напряжение срабатывания реле, контролирующего отсутствие
напряжения на линии, определяется «по формуле (7-41).
Рассмотрим на примере порядок предельного скольжения для
данной схемы.
Пусть бпкл=45°, а /вкл=0,5 сек; тогда $„р=0,011 (воп±45°) =
=0,011 (225°+45°)=3%, Гь=15гц.
ГЛАВА ВОСЬМАЯ
ОДНОФАЗНОЕ АВТОМАТИЧЕСКОЕ ПОВТОРНОЕ
ВКЛЮЧЕНИЕ (ОАПВ) ЛИНИЙ
8-1. ОСОБЕННОСТИ ОАПВ И ТРЕБОВАНИЯ
К ОБОРУДОВАНИЮ И РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЕ,
СВЯЗАННЫЕ С ЕГО ПРИМЕНЕНИЕМ
В сетях высокого напряжения с глухо заземленной
нейтралью значительная часть отключений линий
электропередачи вызывается однофазными к. з., из которых
80—90% являются неустойчивыми. Таким образом, в
подавляющем большинстве случаев для ликвидации
повреждения на линии достаточно отключить, а затем
автоматически включить повторно только одну
поврежденную фазу, оставляя две другие все время
включенными. Такой способ ликвидации неустойчивых
однофазных к. з. принято называть однофазным
автоматическим повторным включением (ОАПВ). Успешность
действия устройств ОАПВ линий различных
напряжений составляет, как показал опыт эксплуатации за ряд
лет, в среднем 85% [Л. 3].
Следует отметить, что при двухфазных к. з. на
линии отключение одной из поврежденных фаз также
приводит к ликвидации неустойчивых повреждении, однако
в практике энергосистем применение ОАПВ после
двухфазных к. з. распространения не получило.
Однофазное АПВ линий связано с комплексом
весьма сложных вопросов, к числу которых относятся расчет
токов и напряжений в неполнофазных режимах, анализ
поведения устройств релейной защиты при
повреждениях в этих режимах, анализ работы и выбор уставок
избирательных органов. Подробное рассмотрение
указанных вопросов приводится в специальной литературе
по расчету токов к. з. и релейной защите [Л. 65—69].
В связи с этим ниже дается изложение лишь основных
принципов выполнения ОАПВ, рассматриваются
наиболее часто применяемые в эксплуатации устройства
ОАПВ и их взаимодействие с релейной защитой.
Устройства ОАПВ применяются на транзитных
сильно загруженных линиях, связывающих энергосистемы
или две части одной энергосистемы, а в ряде случаев
и на тупиковых линиях, питающих ответственных
потребителей.
237
В первом случае применение ОАПВ позволяет во
время цикла АПВ сохранить связь между
энергосистемами или частями данной энергосистемы по/двум
неповрежденным фазам. Это повышает устойчивость
параллельной работы системы, а повторное включение
происходит без значительного толчка тока к обычно не
сопровождается длительными качаниями.
Во втором случае применение ОАПВ обеспечивает
непрерывное питание потребителей в цикле АПВ по
двум фазам, а при допустимости длительного неполно-
фазного режима в аварийных условиях позволяет
сохранить питание потребителей по двум фазам в случае
устойчивого однофазного к. з.
Однако осуществление ОАПВ связано с рядом
трудностей [Л. 67], которые определяются:
1) усложнением релейной защиты на линии,
оборудуемой ОАПВ, а также в прилегающих к ней участках
сети в связи с необходимостью обеспечения
правильности действия защиты при возникновении повреждений
в цикле ОАПВ и длительной работе линии с
отключенной фазой; это усложнение вызвано тем, что
несимметрия, возникающая при отключении одной из фаз
линии, вызывает появление токов и напряжений обратной
и нулевой последовательностей, влияющих на поведение
релейной защиты в указанных условиях;
2) усложнением устройств АПВ из-за введения в
схему избирательных органов и необходимости
координации действий защит, отстроенных и не отстроенных от
неполнофазных режимов; такая координация
необходима в связи с тем, что защиты линии, не отстроенные
от неполнофазных режимов, могут приходить в
действие от несимметрии токов и напряжений, вызванной
отключением одной из фаз данной линии;
3) необходимостью защиты линий связи от
электромагнитного влияния, обусловленного неполнофазным
режимом линий электропередачи;
4) необходимостью раздельного управления фазами
выключателей.
В ряде случаев после неуспешного ОАПВ
предусматривается длительная работа линии по схеме две
фазы— земля. Такой режим работы, возможный также
при пофазном ремонте линии, еще более утяжеляет
требования, сформулированные в пп. 1 и 3, а также вызы-
238
вает необходимость раздельного управления фазами
разъединителей.
Кромк того, в случаях, когда длительное
отключение одно&из фаз сильно загруженной линии вызывает
значительную несимметрию магнитного поля
генераторов и двигателей, возможно возникновение опасных
перегревов роторов и вибрации машин.
Учитывая все сказанное, возможность длительной
работы линий двумя фазами устанавливается для
каждой линии в отдельности.
Автоматический перевод линии на работу двумя
фазами применяется довольно редко и практически
только на линиях с односторонним питанием, где
благодаря сравнительно небольшой передаваемой мощности и
относительно простой релейной защите указанные выше
трудности проявляются в значительно меньшей степени.
Задачи, выполняемые релейной защитой и
автоматикой при ОАПВ, сводятся к следующему:
1) при однофазных к. з. на линии — производить
выбор, отключение и повторное включение поврежденной
фазы;
2) при междуфазных к. з. на линии — производить
отключение трех фаз;
3) при возникновении повреждения на нёотключен-
ных фазах во время цикла АПВ — производить
отключение оставшихся включенными двух фаз и запрещать
действие ОАПВ;
4) после неуспешного ОАПВ—переводить линию на
работу двумя фазами, если такой режим допустим и
целесообразен, или отключать линию полностью, если
работа двумя фазами недопустима.
Следует отметить, что в ряде случаев оказывается
целесообразным сочетание ОАПВ с каким-либо видом
трехфазного АПВ (см. гл. 9).
Ускорение действия защиты после ОАПВ, как
правило, не применяется. Это определяется тем, что
пусковые органы защит, действие которых желательно
ускорить, сработав при возникновении к. з., могут не
возвращаться в исходное положение в течение цикла
ОАПВ.
При осуществлении ОАПВ следует учитывать то
обстоятельство, что время деионизации среды в месте
повреждения <д.с посл§ отключения поврежденной фазы
239
при однофазном к. з. существенно больше, уем при
ТАПВ. Это определяется тем, что канал ра/ряда во
время цикла ОАПВ подпитывается током,
обусловленным емкостной /и
электросети
15
0.5
V
//
Г^
г^
с_]
250
500 750 км
Рис. 8-1. Зависимость времени
'д.с от длины линии с
номинальным напряжением 500 кв.
1 — при отсутствии шунтирующих
реакторов; 2 — при наличии
шунтирующих реакторов.
магнитной связями
отключенной фазы с фазами,
оставшимися в рабо/гё.
Для оценки времени /д.с
можно воспользоваться
расчетными величинами токов,
подпитывающих канал
разряда (на 1 км длины линии
с различными
номинальными напряжениями), и
близкой к прямой
экспериментальной зависимостью
времени горения дуги от тока
подпитки, приведенными в
[Л. 8],
Указанные данные
позволяют с некоторым запасом
принимать время /д.с,
которое практически определяется временем гашения дуги
подпитки, пользуясь выражением
*д.с=^> сек, (8-1)
где Ь — длина линии, км;
к — коэффициент, зависящий от номинального
напряжения линии, равный 0,001; 0,002; 0,003 и
0,004 для напряжений ПО, 220, 330 и 500 кв
соответственно.
Для линий 500 кв значения /д,с могут быть получены
более точно с помощью приведенных на рис. 8-1
кривых [Л. 8]. Из кривых видно также, что при наличии
на линии шунтирующих реакторов время /д.с в
условиях ОАПВ уменьшается.
8-2, ОАПВ ЛИНИИ С ОДНОСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ
1. Избирательные органы
При возникновении на линии к. з. приходит в
действие релейная защита, но она не различает, на какой
фазе произошло повреждение. Поврежденная фаза
определяется с помощью специальных избирательных
органов, которые в случае однофазных к. з. либр сзми от-
240
пг
РТс
РПЛ
РПВ
■ОйМ
II
РПА
"1Г
*л
гВв
тг
гя<г
♦НИ1
РПВ
*аг
10
рязф
1Р/73Ф
*Р/7С
-^ //о отключение
фазы А
-1*-На отключение
(разы В
-►//я отключение
фазы С
-*>На отключение
фазы В
1РПЗП \
Но отключение
фазы С
б)
Рис. 8-2. Принципиальная схема токового избирательного органа
для питающего конца линии.
й — основной вариант схемы; б — вариант схемы для случая, когда
основная защита более чувствительна, чем токовое избирательное реле.
ключают поврежденную фазу, либо пропускают
отключающий импульс от устройств релейной защиты линии
на отключение только поврежденной фазы [Л. 1, 4, 70].
При многофазных к. з. релейная защита в сочетании
с избирательными органами обеспечивает отключение
всех трех фаз.
Для питающего конца линии в большинстве
случаев могут быть применены токовые избирательные
органы (рис. 8-2,а и б). В схеме избирателя
предусмотрена циклическая блокировка, выполняемая на
промежуточных реле. Благодаря этой блокировке при
междуфазных к. з., когда токовые реле срабатывают в двух
или трех фазах, действует реле РПЗФ, производящее
отключение всех трех фаз выключателя.
В ряде случаев после неуспешного АПВ одной
поврежденной фазы линия может продолжать работать
на оставшихся двух неповрежденных фазах. При воз-
16-1601 241
никновении любого повреждения на линии, работающей
в таком режиме, должно производиться отключение всех
включенных фаз. Это обеспечивается с помошью преду-
смотренного в схеме реле 1РП. При полнофазном
режиме работы линии оно находится под напряжением и
контакты его разомкнуты. Если одна из Фяз
отключена, то размыкающий блок-контакт выклрчателя этой
фазы шунтирует обмотку реле 1РП, благодаря чему
при действии любого из токовых реле обеспечивается
срабатывание реле РПЗФ, действующего на
отключение всех фаз. Реле 1РП должно иметь задержку на
возврат порядка 0,2 сек, для того чтобы размыкание
контактов реле РПА, РПВ или РПС после отключения одной
фазы выключателя линии, работавшей в полнофазном
режиме, происходило раньше, чем замыкание
контактов реле 1РП. Благодаря этому в указанном случае
исключается возможность срабатывания реле РПЗФ и
отключения всех трех фаз.
Если токовые избирательные реле менее
чувствительны, чем основная защита линии, то применяется
схема, приведенная на рис. 8-2,6. Схема обеспечивает
отключение линии и возможность АПВ при отказе
избирательных органов, что достигается с помощью
реле РП. Для приемного конца линии токовые
избирательные органы непригодны, так как при однофазном к. з. во
всех трех фазах линии проходят только токи нулевой
последовательности.
На приемном конце линии наиболее просто
избирательные органы могут быть выполнены с помощью
реле минимального напряжения, включенных на фазные
напряжения, и токозого реле, реагирующего на ток
нулевой последовательности (рис. 8-3,а). Ток
срабатывания последнего выбирается с таким расчетом, чтобы
было обеспечено надежное действие схемы при
повреждении на защищаемой линии, а для отстройки по
времени от быстродействующих защит других линий,
отходящих от питающей подстанции, предусматривается
реле времени.
Блок-контакты выключателей Вл, Вв и Вс
предназначены для вывода защиты из действия после
устойчивого однофазного к. з., что необходимо, если
предусматривается работа линии двумя фазами.
При однофазном к. з. на линии к реле,
включенному на поврежденную фазу, будет подаваться напряже»
2«
РПЛ
РП
На отключение
фазы А
8п Вв Вс
ПГ"
РП РП
На отключение Но отплючрмие
(разы В фазы С
РТ„
1ГПГ
РВ
-II
РМЙ РМй
1ГПГ-
РМд РМС
РПЯ
11-^Т -Н- 1Г
РМС РМЛ
РПВ
Г"~»
На отключение На отключение Но отключение
1 ВС
фазы А
РМа
фазы В
б)
фазы С
РМВ
РМС
6)
Рис. 8-3. Принципиальные схемы избирательного органа с реле
напряжения или реле направления мощности для приемного конца
линии.
в —схема с реле напряжения; б —схема с реле направления мощности;
в —схема включения реле направления мощности.
16* 243
Ние, близкое к нулю, благодари чему на приемйрм конце
будет отключаться только поврежденная фаз/ Однако
при двухфазных к. з. подействуют два реле шри
уставке более 0,5С/ном)> а после отключения трех/фаз на
питающем конце может успеть сработать т^кже третье
реле и линия будет отключаться с обеих сторон тремя
фазами. Последнее может быть исключено добавлением
в схему избирателя циклической блокировки,
аналогичной приведенной на рис. 8-2,а, действие которой,
однако, преследует иную цель. Здесь блокировка при
срабатывании двух реле минимального напряжения
разрывает цепи отключения всех фаз. Таким образом, на
приемном конце отключение будет происходить только
при однофазных коротких замыканиях. Такая
блокировка целесообразна, если на питающем конце наряду
с ОАПВ предусмотрено также трехфазное АПВ.
Если трансформаторы напряжения установлены
только на шинах среднего или низшего напряжения,
чувствительность описанного избирательного органа
значительно понижается. Это происходит из-за того, что
нулевые точки обмоток среднего напряжения понижающих
трансформаторов подстанции не заземляются (обмот-
.ка 35 кв), а обмотки низшего напряжения соединяются
в треугольник (обмотки 10 и 6,6 кв). Поэтому при
однофазном к. з. на защищаемой линии фазные
напряжения ра сторонах 35, 10 и 6,6 кв мало различаются по
величине и выбор поврежденной фазы затрудняется.
В указанном случае применяются реле направления
мощности косинусного типа, включенные на ток З/о, и
линейные напряжения (рис. 8-3,6 и в). Отметим, что
реле направления мощности иногда целесообразно
применять для повышения чувствительности и при наличии
трансформатора напряжения на стороне высшего
напряжения приемной подстанции.
На рис. 8-3,в показана схема включения реле РМ на
линейные напряжения со стороны треугольника силового
трансформатора. Пусковым органом в схеме,
приведенной на рис. 8-3,6, так же как и при использовании
реле напряжения, является токовое реле РТ0,
реагирующее на ток нулевой последовательности. Реле
времени РВ предусмотрено для отстройки от
быстродействующих защит нулевой последовательности линий,
отходящих от питающей подстанции.
Следует отметить, что при однофазном к. з., напри-
244
мер, фааы А реле РМА и РМС будут иметь
значительные моменты, первое — на срабатывание,, второе — на
заклинивание, а реле РМВ будет действовать нечетко
и может сработать ложно на отключение. Для
предотвращения в\ таком случае неправильного действия
схемы избирателя в целом контакты реле избирателей, как
видно из рис. в-3,б, включены циклически.
Рассмотренные выше схемы избирателей выполнены
для линий, на которых предусматривается длительная
работа на двух фазах. В случаях, когда такой режим
работы недопустим, при неуспешном АПВ одной фазы
должно производиться немедленное отключение всех
фаз. Это может быть выполнено путем перевода
отключающего импульса от повторно сработавшего реле
РПА, РПв или РПс на реле, производящее отключение
всех трех фаз. Такой перевод может быть произведен
с помощью замыкающих контактов реле с задержкой на
возврат, срабатывающего при отключении любой фазы,
или с помощью аналогичных контактов реле,
срабатывающего при действии выходного реле устройства АПВ.
2. Схема устройства ОАПВ
Схема устройства ОАПВ для линий с
односторонним питанием может быть выполнена на базе
комплектного реле повторного включения типа РПВ-58. Такая
схема, предназначенная для линий с односторонним
питанием, оборудованных воздушными выключателями
с пофазным управлением, приведена на рис. 8-4. Схема
обеспечивает использование реле РПВ-58 для
осуществления как ОАПВ, так и трехфазного АПВ. При
неуспешном ОАПВ линия остается в работе на двух
неповрежденных фазах, причем в случае возникновения
повреждения на линии, работающей в неполнофазном
режиме, производится отключение и АПВ обеих
работавших фаз с полным отключением линии в случае их
неуспешного АПВ.
Во всех указанных выше случаях пуск устройства
АПВ производится с помощью пускового реле РП%
срабатывающего и самоудерживающегося при отключении
любой из фаз выключателя.
Подача включающего импульса от устройства АПВ
на выключатели отдельных фаз производится
контактами реле РКВ, срабатывающего при действии выходного
реле 1РП в комплекте РПВ-58. При этом размыкаю-
245
ПУй ПУщ ПУГ
1^
РПВ 58
РП'
1Г
О'ПМВ РПОл
РП8А
РПОвРПВв
Ч т\ в ^ПОЕ
\АуХ ^пос Р(Щ
№
РБМй
РП
~1Г~
с
1СГ
РКВ
РЪМь РбМС
~р—**"
РКО
-1Г
Р№
РП
РО
1Г
1Г
]звв
]эвс
1КМ
"II—
ТцдЛТ
Индивидуальные цепи фазы Я
Рис. 8-4. Схема устройства ОАПВ с применением комплектного
реле РПВ-58 для линий с односторонним питанием (ВШИ ТЭП).
РЛВ-58 — комплектное реле повторного включения; РКВ, РП, РПО — реле
типа РП-23; РПВ —реле типа РП-262; РЯД —реле типа РП-255; РВМА —
реле типа РП-232; ПУ — неоперативный переключатель типа КФ ддя выбора
управляемой фазы; /СУ —ключ управления типа КВ.
246
щим контактом реле РКВ производится деблокировюа
пускового реле РП.
Приведенная схема предусматривает возможность
как раздельного, так и одновременного управления
всеми тремя фазами выключателя при помощи отдельных
для каждой фазы неоперативных переключателей ПУА,
ПУВ и ПУс и общего для всех фаз оперативного
ключа КУ.
Поскольку в схеме предусматривается возможность
длительной работы линии двумя фазами, для удобства
пофазного ремонта питание общих цепей устройства
ОАПВ (+0, —0) и цепей управления фаз
выключателей ( + 1, —1 для фазы А) выполняется через разные
предохранители или автоматы.
Рассмотренная схема устройства АПВ с некоторыми
изменениями может быть использована для
осуществления однофазного и трехфазного АПВ линий с
односторонним питанием, оборудованных масляными
выключателями. Необходимые при этом изменения заключаются
в исключении из нее реле РПДУ используемого для
контроля величины давления воздуха в резервуарах
выключателя, и реле РО> производящего размыкание цепей
удерживания электромагнитов управления при отказе
выключателя.
3. ОАПВ при отсутствии выключателей на приемной
подстанции
В целях экономии аппаратуры на стороне высшего
напряжения приемной подстанции целесообразно не
устанавливать выключатели. В этих случаях могут быть
приняты следующие пути осуществления ОАПВ.
I. На приемной подстанции устанавливаются
управляемые пофазно отделители. Со стороны питающей
подстанции при однофазном к. з. линия отключается
тремя фазами, затем отделитель на приемной
подстанции отключает поврежденную фазу. После трехфазного
АПВ со стороны питания, если оно оказалось
успешным, отделитель замыкает ток нагруз'ки.
Рассмотренная схема устройства АПВ с некоторыми
изменениями может быть использована для
осуществления однофазного и трехфазного АПВ линий с
односторонним питанием оборудованных масляными
выключателями. Необходимые при этом изменения заключаются
в исключении из нее реле РПД, используемого для
контроля величины давления воздуха в резервуарах выклю-
?47
чателя, и реле РО, производящего размыкание цепей
удерживания электромагнитов управления при отказе
выключателя.
Если трехфазное АПВ неуспешно, то поврежденная
фаза отключается со стороны питания и линия
переходит на работу по схеме две фазы — земля. При таком
решении теряется преимущество ОАПВ — отсутствие
перерыва в питании потребителя при неустойчивых
однофазных к. з., но сохраняется автоматический
переход на работу двумя фазами.
2. На приемной подстанции нейтрали
трансформаторов не заземляются и никакой аппаратуры специально
для целей осуществления АПВ не устанавливается.При
однофазном к. з. поврежденная фаза отключается со
стороны питания. Если повреждение было вызвано
кратковременным перекрытием изоляции, то при
небольших нагрузках дуга в большинстве случаев гаснет и
повторное включение фазы оказывается успешным. Если
ОАПВ неуспешно, то отключаются все три фазы.
Такое решение в случае погасания дуги на линии
сохраняет преимущество ОАПВ в части бесперебойного
питания при неустойчивых однофазных к. з., но не
обеспечивает автоматического перехода на работу двумя
фазами.
8-3. ОАПВ ЛИНИИ С ДВУСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ
1. Избирательные органы
Избирательные органы, рассмотренные в § <8-2, на
линиях с двусторонним питанием обычно оказываются
непригодными.
На указанных линиях могут применяться
фильтровые, комбинированные фильтровые и дистанционные
избирательные органы [Л. 4, 67, 71, 72]. Отметим, что в
зарубежной практике для выбора поврежденной фазы
широко используются непри меняемые в Советском
Союзе дистанционные защиты от однофазных к. з. на
землю.
Фильтровые и комбинированные фильтровые
избирательные органы обеспечивают высокую
чувствительность и быстродействие, но могут неправильно
действовать в неполнофазных режимах, что вызывает
необходимость усложнения их специальными блокировками
и кратковременного вывода защит, действующих на
отключение через эти избирательные органы. В связи
с этим, а также благодаря способности различат!* однс}-
248
фазны^ двухфазные к. з. на землю в Советском Союзе
практически повсеместно применяются дистанционные
избирательные органы (Л. 73].
Промышленность ранее не выпускала специальных.
реле для определения поврежденных фаз линий,
поэтому в качестве дистанционных избирательных органов
использовались реле сопротивления типов КРС-111 и
КРС-131. В настоящее время для этой цели
выпускается направленное реле сопротивления типа КРС-142.
На реле могут быть получены углы максимальной
чувствительности 65, 75 и 85°; уставка срабатывания
регулируется в пределах от 1 до 20 ом, а
характеристическая окружность может смещаться в I и III квадранты
комплексной плоскости 1 на 7,5 и 15% величины
уставки срабатывания при угле максимальной
чувствительности.
На рис. 8-5 и 8-6 показаны варианты схем
включения цепей переменного тока устройств ОАПВ для
случаев, когда трансформаторы напряжения включены на
шинах (рис. 8-5,а) и линии (рис. 8-6,а).
Токовые цепи реле сопротивления показаны только
первичными обмотками трансреакторов Тх\ и ТХ2;
вторичные обмотки трансреакторов не показаны. Одна из
первичных обмоток каждого трансреактора включена на
фазный ток, а другая — через вспомогательный
автотрансформатор ВУ-25Б на ток нулевой
последовательности.
Таким образом, дистанционные органы включаются
на фазное напряжение и фазный ток, компенсированный
током нулевой последовательности, причем
коэффициент компенсации к определяется из соотношения
Рассмотрим, как выполнены схемы цепей
переменного тока устройств ОАПВ при включении
трансформаторов напряжения на шинах. Если характеристика
срабатывания реле сопротивления охватывает всю
защищаемую линию с необходимым запасом (рис. 8-5,6), то
для избирательного органа используются только три
реле сопротивления РС типа КРС-142. Однако при этом
в ряде случаев не обеспечивается селективность
действия реле неповрежденных фаз при однофазных к. з.,
сопровождающихся большими токами нулевой
последовательности. В этих случаях характеристику следует
249
вынести за начало линии (рис. 8-5,в). Тогда для охвата
повреждений в начале линии необходимо применить
дополнительно либо три токовых реле РТ, либо
три реле напряжения РИ. Эти реле показаны на
13 16 13 16 13 16
Рис. 8-5. Схема цепей переменного тока реле избирательных органов
и схема соединения контактов этих реле при включении
трансформаторов напряжения на шинах,
л--схема цепей переменного тока; б —схема соединения контактов реле
избирательного органа для случая, когда характеристика реле РС
охватывает начало линии; в —варианты схем соединения контактов реле
избирательного органа для случая, когда характеристика реле РС не охватывает
начала линии или проходит через него.
рис. 8-5,а пунктиром. В этих случаях контакты
избирательного органа И представляют собой одну из
комбинаций, приведенных на рис. 8-5,в.
Применение дополнительных реле необходимо
также, если характеристика реле сопротивления проходит
250
через начало линии, причем поскольку при этом может
не обеспечиваться селективность реле РС
неповрежденных фаз, условием использования такой
характеристики является расчетная проверка компенсации 3/0 при
к. з. в начале линии.
При включении трансформаторов напряжения на
линии (рис. 8-6) дополнительно ко всему изложенному
выше в тех случаях, когда избирательный орган
используется в цикле ОАПВ для защиты оставшихся
в работе фаз, возникает необходимость блокировки
реле сопротивления. Последнее определяется тем, что
контакты реле сопротивления поврежденной фазы могут
не размыкаться после ее отключения, так как
подводимое к реле напряжение очень мало.
Для обеспечения правильного действия избирателя
дополнительно используются три блокирующих токовых
реле РТЕ (рис. 8-6,6), управляющих промежуточным
реле РПБ, контакты которых включаются
последовательно с контактами реле сопротивления (рис. 8-6,в
и г). Реле РПБ применены для того, чтобы при
успешном ОАПВ токовые реле РТБ не могли под действием
тока нагрузки замыкать свои контакты раньше, чем
разомкнутся контакты соответствующего реле
сопротивления.
В устройствах ОАПВ-501 \Л. 741 применяются реле
сопротивления, специально изютавливаемьте для этого
устройства, с уставкой срабатывания, регулируемой
в'пределах от 30 до 150 ом (вторичных).
Характеристическая окружность может смешаться в ТТТ квадрант
комплексной плоскости 7. на 10 и 20% величины
уставки пои угле максимальной чувствительности, равном
#0°. Вынос характеристики в I квадрант при яеобходи-
мости может быть осуществлен изменением полярности
тока в обеих первичных обмотках трансреактора Ту?.
Схема цепей переменного тока и напряжения
устройства ОАПВ-501 приведена на рис. 8-7. В схеме панели
устройства ОАПВ-501 установка дополнительных реле
тока и напряжения РТ и РН, аналогичных приведенным
выше на рис. 8-5 и 8-6, не предусматривается. Реле
5РТ-1, 5РТ-2 и 5РТ-3. в качестве которых применены
токовые реле типа ЭТ-523/1ДН с вспомогательными
насыщающимися трансформаторами, выполняют те же
функции, что и рассмотренные выше реле РТБ (см.
рис. 8-6). Доля тока З/о, подводимого к реле сопротив-
251
и
а в с о
'зу0
в РСА 12
6 РСв п
РСС
12
. РМС
РНо
а)
Рис. 8-6. Схема цепей переменного тока реле избирательных органов
и схемы соединения контактов этих реле при включении
трансформаторов напряжения на линии.
а — схема цепей переменного тока; б — схема включения промежуточных
реле токовой блокировки; в — схема соединения контактов реле
избирательного органа для случая, когда характеристика реле РС охватывает начало
линии; г — варианты схем соединения контактов реле избирательного органа
для случая, когда характеристика реле РС не охватывает начала линии или
проходит через него.
РТВА
-II—
РТЪв
П1
РТВС
г>ПЬА
РПВВ
РПВс
б)
V
г
\
РС„ 0/75,
-л
1
1Г » И _|
Г РСв РПБв 1
Г" «с рпвс 1
г
1
1
|_
1
1
1_
Г"
1
. с
Т II II
1 Рнл \
~т рпб»;
т п п
1 рНв
4+
р?7 рл6л
Т 1Г 11
1 РНс \
■н-
±а
^
"~1 "с
РСЛ РПЬц ] «Л
I II II '
1 рч
II
-рг1—М57"
■рг п
1 рГв
II
-ж Р/ЙГ
Т1г II
| Р*С
и
~1 "«
~1 "<
^
*;
ления в качестве тока компенсации, определяется
заданным соотношением витков первичных обмоток
трансреакторов ТХ{ и Тх2.
А8С0
зу0
А*СИ
1РС
Г~^М
2РС
1 М
ЗРС
14 ***50б
ВРН
213
От ТН
•юраллелъноц
лимиц
Л ВС
ТРИ
г0-^~>
13 14 13 14 13
Рис. 8-7. Принципиальная схема цепей
переменного тока устройства ОАПВ-501.
(В обозначении элементов схемы левые цифры
соответствуют порядковым номерам корпусов отдельных реле
или комплектных устройств» устанавливаемых на
панели, а правые — порядковым номерам аппаратод,
входящих в корпус.)
Необходимо отметить, что обмотки реле переменного
тока рассчитаны на присоединение к обычно
применяемым на линиях 500 кв трансформаторам тока, имеющим
номинальный вторичный ток, равный 1 а. В случае
необходимости токовые цепи устройства могут быть при-
254
соединены к трансформаторам тока со вторичным
током, равным 5 а, через промежуточные
трансформаторы с Лтр=1/5.
Назначение реле напряжения нулевой
последовательности РНо, 6РН и реле напряжения 7РН, показанных
на рис. 8-5—8-7, будет рассмотрено ниже при описании
схем устройств ОАПВ.
От защиты,
отстроенной т
от неполнофоз-'
ных режимов
ъг*-
50У
5РП-31
1Пч
5РП-1
—\ггт
2РП-1
2РП-2
2РП-3
ТИТ"
а-
/о к Р^вых защиты,
-0» *» действующей
без АПВ
От защит ымме отстроенной
от неполно/разных —^-0-
режимоВ N го
2%1РЛ-1
1РП-2
V \РПЗы2
Н2И-.1—*-
'чрп
Ш
ЗРП-1
-к-
2РП-Ч
—1Г7
2РП-5 .
—1Рс*
Кд1
ИВ '
1ГТ
Не I
^
—II—
РПц-1
II
РЛв-1
—II
14
400
1РВ-1
ог.
24
•0-
1РВ-3
ЧРП-1
ТВ"
ЗРП-2
РПа-2
Р/7а-2
РПв-ЗРПс-2
II
1Г
25
ЗРП-
2* /РЯ-*/
пг
ад
2Р/7
"1Г
ЧРП-2
ЗРЯ-
« ЗУ ГГРУ] 32
2-0-^^0-
2РП-В
—1Гс
^мйй
г_*™_з
1Г
Р/7*-У
-|г—
РПв-Ч
П1—
"II
ЗРП-5
1Р8-Ч
1РП-7 \17 О ЗРЯ-Л
II ^ 1Г"^
ЗРЛ
Рис. 8-8. Принципиальная схема цепей постоянного тока устройства
ОАПВ-3 (ВНИИЭ).
255
2. Устройство ОАПВ линий 110—330 не типа ОАПВ-3
Устройство ОАПВ-3 [Л. 69, 73, 74] предназначено для
применения в тех случаях, когда не предусматривается
длительная работа линий двумя фазами.
Устройство (рис. 8-8) состоит из трех избирательных
органов (см. рис. 8-5 л 8^6), комплектного реле
ОАПВ-3, промежуточного включающего реле 6РП или
двух включающих реле — 6РП и 7РП, если линия
подсоединяется к шинам двумя выключателями, а также
трех указательных реле. На схеме цепей постоянного
тока устройства, приведенной на рис. 8-8,а, все
элементы, не входящие в. комплектное реле ОАПВ-3,
выделены пунктиром.
Указанное комплектное реле [Л. 74] содержит реле
напряжения РН0, реле времени 1РВ и восемь
промежуточных реле, которые выполняют как функции,
возлагаемые обычно на устройства АПВ, так и функции
обеспечения отключения трех фаз линии во всех
случаях, когда в этом возникает необходимость.
Пуск устройства ОАПВ-3 производится от основных
быстродействующих защит линии, причем эти защиты
при однофазных к. з. действуют на отключение
поврежденной фазы через соответствующий избирательный
орцан устройства. Действие основных защит на
отключение трех фаз или двух фаз, оставшихся
включенными в цикле АПВ, осуществляется через схему
устройства ОАПВ.
Устройство ОАПВ-3 совместно с релейной защитой
обеспечивает, таким образом, выполнение основных
задач, изложенных в пп. 1—3 § 8-1. Наряду с этим оно
обеспечивает отключение трех фаз линии без
последующего АПВ, если при однофазных или двухфазных к. з.
на землю происходит отказ реле избирательных
органов. При выполнении устройством указанных выше
задач учитывается, что не все основные защиты могут
действовать правильно в условиях неполнофазных
режимов, а также возможность каскадной работы
избирателей поврежденной фазы.
Все защиты линии с точки зрения их
взаимодействия с устройством ОАПВ разделяются на три группы:
а) Защиты, не отстроенные от неполнофазных
режимов, которые могут подействовать из-за несимметрии
256
токов и*напряжений, возникающей при отключении
фазы линии. Эти защиты подключаются к схеме ОАПВ
таким образом (точка N на рис. 8-8), чтобы их
действие все время контролировалось контактами реле
избирательных органов.
б) Защиты, отстроенные от неполнофазных режимов.
Эти защиты подключены так (точка М на рис. 8-8),
чтобы после отключения поврежденной фазы на данном
конце линии они могли действовать на отключение
оставшихся в работе двух фаз помимо контактов
избирательных органов.
в) Резервные защиты с относительно большой
выдержкой времени, которые всегда действуют на
отключение трех фаз линии помимо устройства ОАПВ.
Прежде чем перейти к последовательному описанию
действия устройства ОАПВ-3 (рис. 8-8), рассмотрим
кратко, какие основные функции выполняют
промежуточные реле 1РП—7РП.
Реле 1РП пускает схему ОАПВ при срабатывании
релейной защиты как отстроенной, так и не
отстроенной от неполнофазных режимов.
Реле 2РП замыкает цепи обмоток включающих
реле 6РП и 7РП и обеспечивает отключение трех фаз
выключателя при всех видах многофазных к. з., что
достигается переводом действия основных защит с
помощью контактов 2РП-1, 2РП-2 и 2РП-3
непосредственно на отключающие реле РПА, РПВ и РПс.
Реле ЗРП фиксирует своими контактами момент
замыкания проскальзывающего контакта реле времени
1РВ (с выдержкой времени /Ср0 в различных цепях
схемы ОАПВ, в том числе подготавливает цепи
включающих реле.
Реле 4РП выводит из действия избирательные
органы, если они не отстроены от качаний в
неполнофазных режимах, во избежание их ложных срабатываний
в цикле ОАПВ и обеспечивает путем пуска реле 2РП
отключение трех фаз при отказе избирательного
органа поврежденной фазы. Нормально реле 4РП
находится под напряжением и имеет замедление при возврате
после размыкания цепи его обмотки контактом 1РП-2
пускового реле^ Вывод избирателей из действия
осуществляется с помощью замыкающего контакта 4РП-4
с таким расчетом, чтобы обеспечить возможность
каскадной работы избирательных органов по концам ли-
7—1601 257
Нйи. Для этого замедление на возврат реле 4РП выби*
рается порядка 0,3—0,35 сек.
Реле 5РП разделяет через некоторое время после
пуска устройства ОАПВ выходные цепи защит,
отстроенных и не отстроенных от несимметрии
неполнофазных режимов, и подключает первые к
выходному реле резервных защит РЯВъгх для
действия на отключение трех фаз помимо
устройства ОАПВ. Это время должно перекрывать
время возврата защит, отстроенных от неполнофазных
режимов, и с учетом каскадной работы избирателей
составляет около 0,5 сек.
Реле 5РП нормально находится под напряжением.
Цепь его обмотки разрывается контактом 4РП-2.
Поскольку реле 4РП имеет замедление на возврат 0,3—
0,35 сек, время замедления на возврат реле 5РП
должно быть не менее 0,15—0,2 сек.
Реле 6РП и 7РП включают повторно выключатели
отключившейся фазы линии.
Рассмотрим действие схемы устройства ОАПВ-3
(рис. 8-8) при различных видах повреждений для
случая, когда реле избирательных органов ИА, Ив и Ис
используются для защиты линии во время цикла ОАПВ,
т. е. при замкнутом отключающем устройстве 50У.
При возникновении на линии однофазного к. з. и
действии защит как отстроенных, так и не отстроенных
от несимметрии неполнофазных режимов, срабатывает
и самоудерживается до возврата схемы реле 1РП.
Последнее дублирует подачу «плюса», осуществляемую
защитой, размыкает цепь реле 4РП и подготавливает
цепи срабатывания реле 2РП, ЗРП, 6РП и 7РП, а
также цепь удерживания реле времени 1РВ, которая
осуществляется через сопротивление Яа- Благодаря
сопротивлению #а предотвращается пуск реле времени
контактом реле 1РП-6, что необходимо для обеспечения
правильного действия схемы в случае отказа
избирательного органа при однофазных и двухфазных к. з.
на землю.
Одновременно с защитой работает избирательный
орган поврежденной фазы линии (Ил, Ив или Ис) и
срабатывает реле РН0, которое должно разомкнуть свой
контакт к моменту срабатывания защиты. При
недостаточной чувствительности реле РН0 может быть
применено реле тока нулевой последовательности с тормо-
258
жением от полных фазных токов линии,
предотвращающим возможность его срабатывания от тока небаланса
в нулевом проводе при двухфазных и трехфазных к. з.,
например реле РТНЛ-62, разработанное в ЦЛЭМ Тул-
энерго. Замыкая свои контакты избирательный орган
разрешает • основным защитам привести в действие
отключающее реле поврежденной фазы (Я/7А, РПВ
или РПС), которое пускает реле времени 1РВ и
производит отключение выключателей соответствующей фазы
линии, самоудерживаясь своими удерживающими
обмотками до размыкания тока в-цепях отключения блок-
контактами выключателей. Самоудерживание
отключающего реле до начала повторного включения
поврежденной фазы линии осуществляется также с помощью
контакта ЗРП-1 и контакта соответствующего
отключающего реле, через которые подается «плюс» на
рабочую обмотку отключающего реле. Благодаря этому в
период времени до замыкания проскальзывающего
контакта реле времени при переходе повреждения на другие
фазы линии и срабатывании соответствующих
отключающих реле обеспечиваются немедленное отключение
трех фаз линии и блокирование действия включающих
реле 6РП и 7РП.
Реле 4РП, вернувшись с замедлением в исходное
положение, одним своим контактом (4РП-1) шунтирует
размыкающий контакт реле РЯ0, а другим (4РП-2)
размыкает цепь реле 5РП. Последнее также имеет замедление
на отпадание подвижной системы. Суммарное время
замедления реле 4РП и 5РП, как уже указывалось,
выбирают таким, чтобы перекрыть время возврата защит,
отстроенных от неполнофазных режимов при каскадном
отключении поврежденной фазы линии. Реле 5РГ1,
сработав, разделяет выходные цепи защит, отстроенных и
не отстроенных от неполнофазных режимов, и
переводит первые из них на отключение трех фаз линии
помимо контактов избирательных органов через выходное
промежуточное реле РПВЫХ резервных защит линии.
Отметим, что действие защит, не отстроенных от
неполнофазных режимов, на отключающие реле после
размыкания контактов 5РП-2 и 5РП-3 продолжает
осуществляться через контакты избирательных органов, если
последние отстроены от качаний в неполнофазных режимах.
'По истечении выдержки времени /Ср1
проскальзывающего контакта реле времени 1РВ срабатывает реле ЗРП
17* 259
и самоудерживается через уже замкнутый контакт
1РП-7 до возврата схемы. Реле ЗРП приводит в действие
реле 2РП и размыкает депь самоудерживания
отключающих реле. Вследствие этого отключающее реле
поврежденной фазы возвращается в исходное положение. При
этом оно размыкает свои контакты в цепях отключения
выключателей и обеспечивает тем самым возможность
ОАПВ. Реле времени 1РВ продолжает работать,
удерживаясь через контакт 1РП-6 и сопротивление Я*.
Реле 2РП, удерживаемое в положении срабатывания
до возврата схемы, переводит защиты, отстроенные от
неполнофазных режимов, на отключение трех фаз линии
в отличие от реле 5РН не через РЯВых, а через реле
РПА, РПВ и РПС. Одновременно реле 2РП вновь
восстанавливает цепь самоудерживания отключающих реле,
разомкнутую перед этим контактом ЗРП-1. После
срабатывания реле 2РП отключение трех фаз линии через
РПВЫХ может рассматриваться как резервирование
отказов отключающих реле РПЛ, РПВ и РЯС.
Реле 6РП и 7РП, подействовав при замыкании
контактов реле 2РП и ЗРП, производят включение
поврежденной фазы линии.
В случае успешнего включения схема устройства
ОАПВ остается в таком положении до замыкания
упорного контакта 1РВ-1, который, шунтируя обмотку реле
1РП, возвращает схему в исходное положение.
Однофазное АПВ на устойчивое к. з. или
повреждения оставшихся в работе фаз линии после замыкания
проскальзывающего контакта 1РВ-4 до возврата схемы
в исходное положение приводят к отключению линии
тремя фазами и блокированию действия включающих
реле 6РП и 7РП. Это обеспечивается действием защит,
отстроенных от неполнофазных режимов, или
избирательных органов благодаря объединению обмоток
отключающих реле контактами 2РП-1, 2РП-2 и 2РП-3.
Одновременно контактом 5РП-1 замыкается цепь
отключения трех фаз линии через реле РЯВых-
Необходимо отметить, что для обеспечения пуска
реле 2РП в условиях, когда к моменту повреждения
второй фазы первая повредившаяся фаза уже
отключилась, необходимо введение самоудерживания
отключающих реле через их параллельные (рабочие) обмотки.
Эти цепи самоудерживания до срабатывания реле ЗРП
осуществляются через контакт ЗРП-1, а в дальнейшем
260
после срабатывания реле 2РП через его контакты 2РП-4
и 2РГ&5. Аналогичные условия будут иметь место, если
после отключения поврежденной фазы возникнет
двухфазное к. з., причем на одной из фаз избирательный
орган откажет в действии. Обмотки реле 6РП и 7РП
шунтируются при этом попарно соединенными
контактами реле РПА, РПв и. РПс. При отказе реле 2РП
указанная блокировка не действует, но тогда реле 6РП и 7РП
вообще не работают. Для того чтобы при застревании
механизма реле ЗРП исключалась возможность
срабатывания реле 6РП и 7РП при возврате схемы, в цепи
последних предусмотрен контакт 1РП-5.
Однофазные к. з. на оставшихсь в работе фазах
линий до замыкания проскальзывающего контакта
реле 1РВ приводят к тому, что после срабатывания
избирательного органа второй поврежденной фазы и ее
отключающего реле также будет образована цепь на
срабатывание реле 2РП и блокирование действия
включающих реле 6РП и 7РП. В таком положении схема
ОАПВ останется до возврата с выдержкой времени *в
в исходное положение.
Аналогично действует схема и при возникновении на
оставшихся в работе фазах двухфазных к. з. на землю,
а также двухфазных к. з., при которых приходит в
действие хотя бы один избирательный орган.
При отключении трех фаз линии от реле РПВЫХ в
момент, предшествующий замыканию проскальзывающего
контакта реле 1РВ, срабатывание реле 2РП и
блокирование действия реле 6РП и 7РП обеспечиваются
замыканием контакта РПВЫХу который шунтирует замы-
.кающий контакт ЗРП-2 ,в цепи обмотки реле 2РП.
Аналогично предотвращается и трехфазное АПВ
в случае, когда при однофазном к. з. происходит
неселективное отключение линии от резервных защит.
При отказе избирательного органа поврежденной
фазы отключение всех фаз и предотвращение трехфазного
АПВ обеспечиваются реле 4РП. Замыкаясь с
замедлением по отношению к моменту срабатывания защиты
линии, контакт 4РП-1 шунтирует контакт реле РН0,
размыкающийся при появлении напряжения нулевой
последовательности, и через замкнутый контакт 1РВ 3
(недействующего в данном случае реле 1РВ) приводит
в действие реле 2РП. Дальнейшее действие схемы
аналогично рассмотренному выше,
261
Замедление реле 4РП обеспечивает возможность
каскадной работы избирательного органа после
отключения однофазного к. з. с противоположного конца
линии. Оно должно быть больше суммарного времени
отключения поврежденной фазы с противоположного
конца линии, а также каскадного действия избирательных
органов, срабатывания отключающих реле и
размыкания мгновенного контакта 1РВ-3 на данном конце
линии.
При двухфазных и трехфазных к. з. без земли
действие схемы не зависит от поведения избирательных
органов, так как реле 2РП срабатывает
непосредственно от защит через замкнутый контакт РНо.
Независимость обеспечивается также замедлением реле 2РП на
отпадание. При отсутствии замедления был бы опасен
разрыв цепи обмотки реле 2РП контактом 1РВ-3 до
того, как будет обеспечено удерживание реле 2РП
контактами не менее чем двух отключающих реле.
С другой стороны, при отказе реле 2РП отключение
трех фаз обеспечивается схемой включения
дистанционных избирателей, которые надежно действуют при
трехфазных к. з. и двухфазных к. з. на землю. При
близких двухфазных к. з. возможна работа только
одного избирательного органа, но в этом случае
отключение одной поврежденной фазы (при отказе 2РП) уже
.обеспечивает ликвидацию повреждения. Кроме того,
в указанных случаях отключение. трех фаз при отказе
реле 2РП обеспечивается независимо от действия
избирательных органов защитами, отстроенными от непол-
нофазных режимов через реле РЯВых, цепь которого
замыкается с выдержкой времени порядка 0,5 сек
(суммарное время замедления реле 4РП и 5РП).
АПВ отключенных фаз во всех рассмотренных
случаях отказа реле 2РП не происходит, поскольку цепь
реле 6РП и 7РП разомкнута контактом 2РП-6.
Дополнительно при работе более чем двух избирательных
органов обмотки реле 6РП и 7РП шунтируются
попарно соединенными контактами отключающих реле.
При двухфазных к. з. на землю и одновременном
действии избирательных органов обеих поврежденных
фаз через соединенные попарно последовательно
контакты отключающих реле и контакты реле 1РП и ЗРП
пускается реле 2РП, что приводит к отключению линии
тремя фазами и блокированию действия реле 6РП и
262
7РП. Если вначале сработает только один
избирательный <рган, то схема начнет работать как при
однофазном повреждении, а срабатывание второго
избирательного органа будет аналогично случаю возникновения
повреждения на одной из оставшихся в работе фаз, что
было рассмотрено выше.
При переходе однофазного к. з. в междуфазное к. з, на
землю или при возникновении повреждений на
оставшихся в работе фазах после размыкания контакта 4РП-4
в том случае, если избирательные органы не отстроены
от качаний в неполнофазных режимах и когда,
следовательно, отключающее устройство 50У разомкнуто,
отключение трех фаз могут произвести только защиты,
отстроенные от неполнофазных режимов, после перевода
их на самостоятельное действие контактом 5РП-1
реле 5РП или несколько позже контактами реле 2РП.
Последнее пускается при этом по цепи, создаваемой
любым из параллельно включенных контактов ЗРП-2 или
РПвых.
В тех случаях, когда длительная работа линии
двумя фазами допустима и целесообразна, используется
устройство ОАПВ-4А (рис. 8-9).
В основу схемы устройства ОАПВ-4А {Л. 64, 73, 74]
положена схема устройства ОАПВ-3, в которой
изменены условия пуска реле 2РП и 4РП и добавлены три
промежуточных реле: 15РП 16РП а 17РП. Благодаря
изменению схемы устройства после ОАПВ на
устойчивое однофазное к. з. отключается только поврежденная
фаза; в то же время при возникновении повреждения
на любой из неотключенных фаз как в цикле ОАПВ,
так и в режиме длительной работы двумя фазами
обеспечивается отключение всех фаз.
В устройстве ОАПВ-4А предусмотрен пятиполюсный
переключатель, с помощью которого, в случае если
длительный неполнофазный режим становится
нежелательным, производятся такие изменения в схеме, что она
приводится к схеме устройства ОАПВ-3.
3. Устройство ОАПВ линий 500 не типа ОАПВ-501
Устройство ОАПВ-501 предназначено для
применения на линиях напряжением 400 и 500 кв в тех
случаях, когда не предусматривается длительная работа
линий двумя фазами. Следует отметить, что устройство
ОАПВ-501 применяется также на длинных линиях
263
Ът защит, отстроенных \^1
>5РП ^
от неполнофозных режимов'
К выходному реле
^ защит, действующих
^ч без АПд(РПЬых)
I От тоноЬых реле
| (разной отсечки
16РП-2 17РП~ГН~
г-РПкг,
■+1Г
1 а"^ .оГ'л ,р?.~ч\
1Г
1РП-5 ЗРП
'Уд?-?'
РЛа±Ч . ЗРП-6
'г**гЩ
| ./7Р. зг 2РП-6 30 7~РП I ЙЭ I
ГТ »^ 1КОП- 7 I I
ч-
1Г<
16РП-3
"*Г
7ш
5РП
Я/7в^У
рпУ-ч
ЭРП-6~ И
■^
0-
1Г
7ЯЯ-У
ТГГ
/Я/7-7
пг
ОЕ1
1Г
Л77-*
Рис. 8-9. Принципиальная схема цепей постоянного тока устройства
ОАПВ-4А (ВНИИЭ).
264
330 кв. В устройстве ОАПВ-501 [Л. 69, 74]
использованы те же основные принципы, что и в устройстве
ОАПВ-3, рассмотренном выше. Однако более жесткие
требования в части быстродействия и надежности, а
также желание использовать контакты реле устройства для
различных целей релейной защиты привели к
усложнению схемы устройства ОАПВ-501 (рис. 8-10) и
увеличению числа использованных в нем реле.
Устройство ОАПВ-501 выпускается заводом в виде
полностью укомплектованной панели.
•Пуск устройства ОАПВ-501, так же как и
устройства ОАПВ-3, осуществляется от основных
быстродействующих защит линии, селективность которых
определяет соответствующее действие устройства. Отключение
этими защитами поврежденной фазы при однофазных
к. з. или трех фаз при всех видах многофазных к. з.,
возникновении к. з. в цикле ОАПВ и после
неуспешного ОАПВ производится через схему устройства ОАПВ.
Резервные защиты действуют на отключение помимо
устройства ОАПВ.
Схема устройства предусматривает возможность
управления тремя выключателями, причем каждое из
трех отключающих реле 10РП, 11РП и 12РП
отключает одноименные фазы всзх выключателей, а каждое
из трех включающих реле 13РП, 14РП и 15РП
замыкает цепи включения всех трех фаз соответствующего
выключателя.
Рассмотрим вначале, какие функции выполняют
в схеме устройства ОАПВ-501 промежуточные реле
4РП1—4РП8 (рис. 8-10).
Реле 4РП5, 4РП6 и 4РП7 приходят в действие при
срабатывании соответствующего отключающего реле
10РП, 11РП или 12РП и самоудерживаются через
контакт пускового реле 9РП до возврата схемы в исходное
положение, фиксируя таким образом срабатывание
одного или нескольких отключающих реле. Для ускорения
отключения к. з. на землю в цепях отключающих реле
параллельно с замыкающими контактами
промежуточных реле 5РП1, 5РП2 и 5РПЗ токовой блокировки
включены шунтирующие их в начале работы схемы,
размыкающие контакты соответственно реле 4РП5, 4РП6
и 4РП7.
При срабатывании отключающего реле на одной из
фаз соответствующее фиксирующее реле 4РП5, 4РП6
265
ж
или 4&П7 размыкает цепь реле 4РП2 и замыкает цепи
реле времени 8РВ и реле 4РП8; благодаря этому
начинаются подготовка цепей отключения трех фаз и
отсчет выдержки времени 7Ср1 и подготавливается
разделение выходных цепей защит, отстроенных и не
отстроенных от .несимметрии неполнофазных режимов.
Одновременно с пуском реле 8РВ и 4РП8
подготавливаются цепи включающих реле 13РП, 14РП и 15РП.
При срабатывании отключающих реле в любых двух
фазах приходят в действие либо два реле — 4РП5 и
4РП7, либо все три фиксирующих реле (благодаря
контакту реле 4РП6, объединяющему цепи фиксирующих
реле 4РП5 и 4РП7). Замыкание контактов реле 4РП5
и 4РП7 приводит к. срабатыванию реле отключения
трех фаз 4РПЗ. Третье фиксирующее реле 4РП6
срабатывает в этом случае после замыкания контактов
третьего отключающего реле. Три фиксирующих реле
своими соединенными параллельно контактами
размыкают цепь обмоток включающих реле.
Реле 4РП8 приходит в действие при отключении
любой из фаз выключателей после срабатывания
соответствующего фиксирующего реле. Своими контактами,
включенными между зажимами 105 и /// устройства,
реле 4РП8 разделяет выходные цепи защит,
отстроенных и не отстроенных от несимметрии неполнофазных
режимов. Первые в дальнейшем могут подействовать
на отключение трех фаз через реле 4РПЗ, а вторые из
работы выводятся. Контактом, включенным в цепь
подачи «плюса» к отключающим реле, через контакты
реле сопротивления 1РС, 2РС и ЗРС, реле 4РП8
выводит из работы избирательные органы, если последние
не могут быть отстроены от качаний в неполнофазных
режимах.
Кроме того, замыкающий контакт реле 4РП8,
включенный параллельно с контактом реле 4РП4 в цепь
обмотки реле 4РП1, используется для обеспечения пра-
Рис. 8-10. Принципиальная схема цепей постоянного тока
устройства ОАПВ-501 (ВНИИЭ).
А — цепи резервирования отказа избирательных органов; Б — цепи
отключения трех фаз линии и блокировка ОАПВ; В — фиксация срабатывания
защиты; Г — цепи токовых блокирующих реле; Д — цепи избирательных
органов; Е — фиксация действия избирательных органов; Ж —цепи включения и
включающие "реле; / — от медленнодействующих защит, отстроенных от
Непал ноф а зн ого режима; II — от быстродействующих защит, отстроенных от
неполнофазного режима; /// — от защит, не отстроенных от неполнофазного
режима; IV — от контакта реле ускорения.
267
вильного действия этого реле при подготовке цепи ре*
ле отключения трех фаз.
Реле 4РП4 приходит в действие при срабатывании
основных защит непосредственно от их выходных реле.
После размыкания контактов реле 4РП8, разделяющих
выходные цепи защит, состояние реле 4РП4
определяется только поведением защит, отстроенных от
несимметрии неполнофазных режимов.
Своими контактами реле 4РП4 размыкает наряду
с контактами других реле цепи обмоток реле 4РП1 и
4РП2, участвуя тем самым в подготовке отключении
трех фаз, и подает «плюс» непосредственно к контактам
реле сопротивления, шунтируя контакты пускового
реле 9РП и реле 4РП8. Благодаря последнему при
повторном срабатывании защиты в цикле ОАПВ
избирательные органы независимо от того, отстроены ли они
от качаний в неполнофазном режиме, могут подавать
«плюс» на отключающие реле.
Назначением реле 4РП2 является подготовка к
отключению трех фаз при срабатывании хотя бы одного
избирательного органа, а также к отключению с
несколько большим замедлением трех фаз помимо
избирательных органов.
Реле 4РП2, имеющее замедление на возврат,
нормально «находится под напряжением. Подвижная
система^ реле отпадает при размыкании любого из четырех
контактов реле 4РП4, 4РП5, 4РП6 и 4РП7, включенных
последовательно в цепь его обмотки; при этом его
контакты объединяют цепи всех трех отключающих реле,
Кроме того, контакты реле 4РП2 размыкают цепи
обмоток реле 6РНо и 4РП1, каждое из которых, отпадая,
замыкает цепь, по которой реле отключения трех фаз
пускается защитой, отстроенной от неполнофазных
режимов.
Замедление на отпадание реле 4РП2 необходимо,
чтобы при однофазных к. з. было обеспечено
отключение только одной фазы. Выбор .времени замедления
определяется, с одной стороны, желанием быстрейшего
отключения двухфазного к. з. на землю при отказе
избирательного органа, а с другой — необходимостью
'обеспечить возможность каскадного отключения
однофазного к. з. В первом случае реле 4РП2, подвижная
система которого отпадает после размыкания цепи его
обмотки контактами одного из фиксирующих реле и
268
реле 4^174^ размыкая в свою очередь цепи обморок
реле ьРНо & 4РП1, обеспечивает срабатывание реле
отключения т^>ех фаз 4РПЗ. Учитывая это, время
возврата реле 4РП2 должно быть не меньше суммарного
времени отключения поврежденной фазы с обоих
концов линии быстродействующими защитами и возврата
защит. С учетом некоторого запаса время возврата
реле 4РП2 принимается равным 0,35—0,4 сек.
Основным назначением реле 4РП1 является
подготовка цепи пуска защитой, отстроенной от нелолнофаз-
ных режимов, реле 4РПЗ, отключающего все три фазы
помимо контактов избирательных органов.
Реле 4РП1, имеющее замедление на отпадание,
нормально находится под напряжением. Его подвижная
система отпадает при размыканий находящихся в цепи
его обмотки контакта реле 4РП2 или контакта реле
4РП4, если последний в это время не будет зашунти-
рован контактом реле 4РП8. Размыкающий контакт
реле 4РП1 замыкает цепь пуска реле отключения трех фаз
4РПЗ основными защитами, а если это происходит
после срабатывания реле 4РП8, то только защитой,
отстроенной от неполнофазных режимов,
Замедление на отпадание реле 4РП1, так же как и
реле 4РП2, необходимо для того, чтобы при
однофазных к. з. было обеспечено отключение только одной
поврежденной фазы. Выбор времени замедления
определяется, с одной стороны, желанием быстрейшего
отключения трех фаз в случае отказа избирательных органов:
одного — при однофазных к. з. и двух — при
двухфазных к. з. на землю, а с другой — необходимостью
обеспечить возможность каскадного отключения
однофазного к. з.
Если при однофазных к. з. и двухфазных к. з. на
землю избирательные органы действуют надежно, то цепь
тока в обмотке реле 4РП1, кратковременно
разомкнутая контактом реле 4РП4, восстанавливается как
контактом сработавшего реле 4РП8, так и контактом
реле 4РП4., возвращающегося в исходное положение
после отключения к. з. и возврата защиты. При отказе
избирательных органов реле 4РП8 работать не будет,
а защиты не вернутся. Все это приведет к тому, что
реле 4РП4 будет удерживаться в сработанном положении
не только защитами, отстроенными от несимметрии
неполнофазных режимов, но и защитами, не ототроенны-
269
ми от указанной несймметрйи, через контакты
реле 4РП8, разделяющие выходные цепи заищты, и
контакты пускового реле 9РП. В результате/подвижная
система реле 4РП1 отпадает, что приводит к пуску реле
отключения трех фаз. Следовательно, 1фемя замедления
реле 4РП1 должно быть не меньще суммы времени,
необходимого для отключения поврежденной фазы
с противоположного конца линии, и времени
срабатывания реле сопротивления, отключающего реле,
фиксирующего реле и реле 4РП8 на данном конце линии.
С учетом некоторого запаса время возврата реле 4РП'1
принимается равным 0,22—0,27 сек.
Реле 4РПЗ предназначено для отключения трех фаз
и осуществляет это подачей «плюса» непосредственно
на обмотки отключающих реле. Одновременно один из
его контактов размыкает цепь включающих реле. Реле
4РПЗ имеет несколько цепей пуска, которые
используются при разных видах повреждений и в различных
условиях:
1. От контактов выходных реле защит, отстроенных
и не отстроенных от несимметрии неполнофазных
режимов (в последнем случае — только до срабатывания
реле 4РП8), через контакт реле 6РН0 при междуфазных
к. з., при двухфазных к. з. на землю ,в случае отказа
одного избирательного органа, а также при двухфазном
к. з. в цикле ОЛПВ, возникающем до срабатывания
реле 4РП2 или если отказывают оба избирательных
органа.
2. Так же как в п. 1, но через контакты реле 4РП1
при однофазных и двухфазных к. з. на землю, если
отказывает в первом случае один, а во втором два
избирательных органа.
3. Так же, как в п. 1, по одновременно через
контакты 6РН0 и 4РП1 при неуспешном ОАПВ.
4. Так же, как в п. 1, но через соединенные
последовательно замкнутые контакты переключателей 1ПБ,
2ПБ и ЗПБ лри всех видах повреждений в тех случаях,
когда цепи всех трех включающих реле разомкнуты
контактами переключателей 1ПБ, 2ПБ и ЗПБ.
5. От контактов пускового реле 9РП через контакты
фиксирующих реле 4РП5 и 4РП7 при двухфазных к. з.
на землю, однофазных и двухфазных к. з. на землю
в цикле ОАПВ, а также при двухфазных к. з. в цикле
ОАПВ, возникающих до срабатывания реле 4ПР2.
270
6. От койтактов пускового реле 9РП через контакты
выходного ре^е Ш защиты от однофазных к. з.,
действующей помимо устройства ОАПВ, при неселективном
(по времени) отключении указанной защитой трех фаз
в случае однофазного к. з. Эта цепь пуска реле 4РПЗ
используется для блокирования действия включающих
реле, если трехфазное АПВ от устройства ОАПВ
считается недопустимым.
Рассмотрим действие схемы устройства ОАПВ-501
при различных видах повреждений на линии.
Однофазные к. з. Быстродействующие защиты линии,
срабатывая, пускают реле 9РП и 4РП4. Первое из них
является пусковым реле схемы и, срабатывая,
самоудерживается до возврата схемы; второе следит за
положением контактов выходных реле защит,
действующих на пуск устройства ОАПВ. Реле 9РП через
замкнутый контакт реле 4РП8 и независимо от этой цепи
реле 4РП4 подводят «плюс» к контактам избирательных
органов.
К моменту действия защиты реле 6РН0 размыкает
свой контакт в цепи пуска реле 4РПЗ, чем
предотвращается отключение трех фаз при однофазном к. з.
При срабатывании реле сопротивления
избирательного органа на поврежденной фазе, например на фазе Л,
через замкнутый контакт реле 4РП5 действует
отключающее реле 10РП. Одновременно с отключением
поврежденной фазы реле 10РП замыкает цепь пуска
фиксирующего реле 4РП5, подготовленную реле 9РП.
Реле 4РП5, срабатывая, самоудерживается до возврата
схемы, фиксируя фазу, на которой произошло
повреждение.
Замыкающим контактом реле 4РП5 пускаются
реле 4РП8 и реле времени 8РВ и подготавливается цепь
срабатывания включающих реле 13РП, 14РП и 15РП.
Размыкающимся контактом реле 4РП5 последовательно
с контактом реле 1РС вводится контакт реле 5РП1
токовой блокировки реле сопротивления. Другим
контактом реле 4РП5 размыкает цепь обмотки реле 4РП2,
подготавливая отключение трех фаз в случае
неуспешного ОАПВ.
Реле 4РП8 своими контактами, включенными между
зажимами 105 и- ///, разделяет выходные цепи защит,
отстроенных и не отстроенных от неполнофазных
режимов. Первая группа защит может в дальнейшем дей-
271
ствовать на отключение трех фаз
помимо/избирательных органов через контакты реле 6РН0 п 4РП1.
Вторая группа защит при этом из работы/выводится.
Контакты реле 4РП8, включенные ]^ежду зажимами
НО и 113, предусмотрены для вывода из работы
избирательных органов. В случае если последние отстроены
от качаний в неполнофазных режимах и могут
выполнять функции защиты в цикле 0АПВ, переключающее
устройство 28ПУ замыкается. >Если же указанная
отстройка может быть достигнута только при наличии
связи по параллельной линии, то шунтирование
разомкнутого контакта реле 4РП8 осуществляется не
накладкой 28ПУ, а контактом реле напряжения 7РН,
включенного на линейное напряжение параллельной линии.
Реле 8РВ с выдержкой времени 4р1
проскальзывающим контактом кратковременно замыкает цепь рабочих
обмоток включающих реле 13РП, 14РП и 15РП.
Сработав, эти реле самоудерживаются с помощью
последовательных обмоток в цепях включения фаз
выключателей до размыкания их вспомогательных контактов.
Если ОАПВ успешно, то схема остается в таком
положении до истечения выдержки времени ^в конечного
контакта реле 8РВ, который, шунтируя обмотку
реле 9РП, осуществляет возврат схемы в исходное
положение.
При включении фазы на устойчивое повреждение
диния должна отключаться тремя фазами. Для этого
при возникновении повреждения и пуске устройства
цепь обмотки реле 4РП2 размыкается сначала
контактом реле 4РП4У а в процессе отключения поврежденной
фазы — одним из последовательно соединенных
контактов фиксирующих реле 4РЛ5, 4РП6 и 4РП7. После
отключения поврежденной фазы контакт реле 4РП4
снова замыкается, однако цепь обмотки реле 4РП2
остается разомкнутой контактом одного из фиксирующих
реле, которое самоудерживается до возврата схемы. В
результате подвижная система реле 4РП2 отпадает и его
контакты объединяют цепи отключающих реле и
размыкают цепи обмоток реле 6РН0 и 4РП1. Последние
замыкают свои контакты, подготавливая цепь пуска реле
отключения трех фаз 4РПЗ.
В случае включения отключившейся фазы на
устойчивое к. з. линия отключается тремя фазами либо в
результате срабатывания избирательного органа повреж-
272
деннрй фазы, либо через реле 4РПЗ после
срабатывания защитьК отстроенной от неполнофазных режимов.
Для того чтобы образование цепей трехфазного
отключения не могло помешать отключению в начале
дикла ОАПВ только поврежденной фазы, необходимо,
как уже указывалось выше, чтобы реле 4РП1 и 4РП2
имели замедление н&ч отпадание.
Двухфазное к. з. йа землю. В этом случае
срабатывают избирательные органы поврежденных фаз линии и
через соответствующие отключающие реле производят
их отключение. Одновременно при любом сочетании
поврежденных фаз срабатывают и самоудерживаются до
возврата схемы как минимум два фиксирующих реле
4РП5 и 4РП7. Последнее достигается благодаря
контакту реле 4РП6, объединяющему цепи обмоток указанных
реле. Реле 4РП5 и 4РП7 приводят в действие реле
отключения трех фаз 4РПЗ, которое отключает третью,
неповрежденную, фазу линии. Цепь включающих реле
размыкается при этом контактами реле 4РП5, 4РП6,
4РП7 и 4РПЗ до возврата схемы в исходное положение.
Двухфазное и трехфазное к. з. Поскольку 4 при этих
видах повреждений реле 6РН0 не работает, защиты
сразу действуют непосредственно на реле отключения трех
фаз 4РПЗ. После отключения линии блокирование
действия включающих реле и возврат схемы в исходное
положение осуществляются так же, как в предыдущем
случае.
Повреждения, возникающие на линии в цикле ОАПВ
в условиях, когда избирательные органы могут быть
использованы для защиты линии, отключаются
следующим образом.
При однофазных к. з. или двухфазных к. з. на землю
благодаря самоудерживанию фиксирующего реле уже
отключающейся фазы срабатывание еще одного или
двух избирательных органов создает условия,
аналогичные рассмотренным выше для случая, когда на линии
сразу возникает двухфазное к. з. на землю. Отметим,
что если повреждение на второй фазе или на второй и
третьей фазах происходит до замыкания
проскальзывающего контакта реле 8РВ, то действие включающих
реле блокируется и повторное включение этой фазы не
производится.
При двухфазных к. з. избирательные органы
могут не работать. Учитывая такую вероятность, в том
18—1601 273
случае, если повреждение происходит до отпадания
реле 4РП2Л отключение производится защита^ш,
отстроенными от неполнофазных режимов в следующем
порядке. От действия защит вновь срабатывает реле 4РП4 и
дополнительно размыкает цепь обмотки реле 4РП2,
которая при нормальном действии о^емы должна уже
быть разомкнута контактом одного/йз фиксирующих
реле. Реле 4РП2, размыкая свой/ контакт в цепи
реле бРНо, с выдержкой времени/порядка 0,4 сек, через
контакт реле бР"о подключает'защиту к реле
отключения трех фаз 4РПЗ. Далее схема действует аналогично
рассмотренному выше.
Если двухфазное к. з. возникает после отпадания
реле 4РП2, то защиты могут сразу действовать на реле
отключения трех фаз через уже замкнувшийся к этому
моменту времени контакт реле бРНо.
В тех случаях, когда избирательные органы не
могут быть отстроены от качаний в цикле ОАПВ и
выводятся из работы, отключение повреждений производится
защитой, отстроенной от несимметрии неполнофазных
режимов.
Если повреждение в цикле ОАПВ возникает до
отпадания реле 4РП2, то отключение будет производиться
с замедлением, так же как в рассмотренном выше
случае двухфазного к. з. Однако если избирательные
органы, сработают, то благодаря контакту реле 4РП4
будут сразу же замкнуты цепи соответствующих
отключающих реле. При возникновении повреждения после
того как реле 4РП2 подготовит цепь обмотки реле
отключения трех фаз, отключение будет производиться
немедленно с помощью этого реле.
В ряде реле, входящих в устройство ОАПВ-501,
предусмотрены и выведены на зажимы панели контакты,
предназначенные для использования в схемах релейной
защиты {Л. 74], например для остановки в. ч.
передатчика дифференциально-фазной защиты, для пуска
устройства резервирования отказа выключателей и т. п.
Отметим, что эти контакты используются также при
сочетании ОАПВ с трехфазным АПВ (см. гл. 9).
Для исключения возможности включения
устройством ОАПВ выключателя, выведенного в ремонт, в цепях
обмоток включающих реле предусмотрены контакты
переключателей 1ПБ, 2ПБ и ЗПБ. Эти же переключатели
используются для вывода устройств ОАПВ при ввдюче-
274
нии линии \под напряжение. Соединенные
последовательна контакты указанных переключателей,
включенные в цепь ошкотки реле 4РПЗ, используются в этом
случае для тогодчтобы заранее перевести действие
защиты на отключение трех фаз.
Указанное решение нельзя считать удобным для
эксплуатации; более целесообразно указанный перевод
защиты осуществлять с помощью реле команды РКВ,
которое при оперативном включении выключателя
своими контактами будет подготавливать цепь обмотки
реле 4РПЗ.
Выше отмечалось, что выходные цепи устройства
ОАПВ-501 обеспечивают возможность посылки
включающих импульсов одновременно на три выключателя.
В связи с этим при ОАПВ может иметь место
одновременное включение одноименных фаз всех этих
выключателей на устойчивое однофазное к. з. Такое
выполнение устройства принято по следующим соображениям.
Оно упрощает схему за счет отказа от блокировки,
обеспечивающей подачу включающего импульса сначала на
один выключатель, а на другие — только при успешном
включении первого. Кроме того, оно исключает
возможность увеличения длительности неполнофазного режима
в случае отказа на включение первого выключателя при
наличии указанной выше блокировки. Это существенно,
так как всякое увеличение длительности
неполнофазного режима увеличивает вероятность ложного действия
релейной защиты. Допущение одновременного
включения на однофазное к. з. нескольких выключателей
принято также с учетом того, что условия работы
последних при отключении однофазных к. з. часто
оказываются более легкими, нежели при многофазных к. з.
8-4. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ УСТАВОК РЕЛЕ
АВТОМАТИКИ УСТРОЙСТВ ОАПВ
Ниже рассматривается выбор уставок реле времени устройств
ОАПВ, определяющих выдержки времени на автоматическое
повторное включение отключившейся фазы 1Ср1 и возврат схемы в
исходное положение *в. Кроме того, приводится выбор времени
отпадания подвижной системы некоторых промежуточных реле этих
устройств, необходимого для обеспечения предусмотренного
согласования действия релейной защиты и устройств ОАПВ.
Выбор уставок избирательных органов представляет собой
отдельный весьма сложный вопрос, который относится к области
релейной защиты и рассмотрен в специальной литературе [Л. 68,
69, 75].
18*
275
Устройства ОАПВ линий с односторонним питанием. Выдержка
времени *Ср1 устройства выбирается по выражениям (3-1)—(3-4).
Однако в условиях ОАПВ определяющим обычно является
выражение (3-2), причем время /д.с принимается В/Соответствии с
формулой (8-1).
Для схемы, приведенной на рис. 8-4, учитывая, что пуск ее
производится при подаче отключающего импульса, в правую часть
выражения (3-2), а также других выражений, определяющих *СРь
необходимо ввести дополнительное слагаемое — время отключения
выключателя /0в.
Отметим, что устройство, схема которого приведена на рис.. 8-4,
при междуфазных к. з. осуществляет трехфазное АПВ с той же
выдержкой времени, которая установлена для осуществления ОАПВ.
Выдержка времени *0 на возврат устройства в состояние
готовности к действию определяется по условиям (3-5) и (3-6).
Устройство ОАПВ-3. При выборе выдержки времени 1С)п
устройства наряду с условиями (3-1)—(3-4) необходимо учитывать
еще два условия.
Во-первых, должны быть обеспечены отключение поврежденной
фазы с противоположного конца линии при каскадном действии
избирательных органов и последующая деионизация среды в месте
повреждения. Тогда, предполагая, что пуск устройств производится
основными быстродействующими защитами одновременно на обоих
концах, получим:
*ср! 1В > *о!В + *И2В + *РП2В + *о2В +" *Д-С ~~ *в!В + '«"Ь (8~3)
где *и2в^0|035 сек и *рп2В~0»01 се/с —времена срабатывания
избирательного органа и отключающего реле на противоположном
конце линии.
Время *д.с принимается в соответствии с формулой (8-1),
а ^ааш — равным 0,4—0,5 сек.
Во-вторых, чтобы гарантировать правильное действие
автоматики при неустойчивых однофазных к. з., необходимо проверить,
успеет ли реле 5РП разомкнуть свои контакты, включенные между
зажимами М и Ы, к моменту замыкания проскальзывающего
контакта реле времени и срабатывания реле 2РП. В противном случае
произойдет отключение трех фаз. Момент размыкания указанных
контактов определяется суммарным временем замедления на
возврат реле 4РП и 5РП% составляющим примерно 0,5 сек.
Следовательно, при выборе *Ср| должно соблюдаться неравенство
'ср! > 'в4РП + *в5РП — *2РП + '»«П2, (8"4)
где /2РП«0,01 сел: —время срабатывания реле 2РП\
*зап2 принимается равным 0,2—0,25 сек.
Выдержка времени 1Ъ на возврат устройства в состояние
готовности к действию определяется по условию (3-5), а для воздушных
выключателей — также по условию
'в < *ср1В + *вВ + *. + <оВ + /вР0 + *,.„, (8-5)
где /3 — время действия защиты линии;
276
/вро*-время замедления на возврат якоря реле РО, используемо*
го в сх^ме управления выключателя для ограничения дли-
тельностич самоудерживания электромагнитов отключения
(реле ограничения длительности отключающего импульса);
у применяющихся для этой цели реле ^в.ро составляет 6—
9 сек, а времк 1аапа принимается порядка 1 сек.
Необходимость выполнения условия (8-5) обусловлена
следующими соображениями. При неуспешном ОАПВ устройство
производит отключение всех трех фаз через отключающие реле, которые
после срабатывания остаются подтянутыми в течение времени ?в«
Если при этом контакты реле РО разомкнут цепь самоудерживания
электромагнитов отключения раньше, чем деблокируются
отключающие реле устройства ОАПВ, то контакты последних будут
производить размыкание цепи тока электромагнитов отключения и
повреждаться.
Следует иметь в виду, что отсчет времени замедления на
возврат реле РО следует производить от момента отключения фазы
после ее неуспешного АПВ.
Условие (3-6), приведенное в § 3-10 для устройств трехфазного
АПВ, для устройств ОАПВ в эксплуатационной практике в
настоящее время не учитывается. Это связано с тем, что реле,
применяемые для размыкания цепи самоудерживания электромагнитов
отключения, не обладают необходимыми для выполнения этого
условия временами замедления на возврат, а также тем, что увеличение
длительности самоудерживания электромагнитов отключения
увеличивает вероятность их повреждения. Как уже указывалось в § 1-2,
опыт энергосистем показал возможность нормальной эксплуатации
устройств ОАПВ со временем /в=б-г-9 сек.
Выбор времени возврата подвижной системы реле 4РП
производится из условия обеспечения возможности работы избирательных
органов в каскаде:
'в4РП1В = *РП2В + *о2В + 'и 1В + *РП1В + 'зап4, (8~6)
где 1Эап4 принимается равным 0,15—0,2 сек.
Практически *В4рп принимается равным 0,3—0,35 сек.
При выборе времени возврата подвижной системы реле 5РП
необходимо исходить из того, что суммарное замедление реле 4РП
и 5РП должно превышать время до момента возврата релейной
защиты после отключения однофазного к. з. при каскадной работе
избирательных органов:
*в4РП ]В + 'в5РШВ = *РП2В + 'о2В +
+ 'и 1В + *РП1В + 'о1В + *в.з1В + *зап4, (8-7)
где *ВЗ|в — время возврата защиты, действующей на выключатель
\В, т. е. на данном конце линии.
Используя выражения (8-6) и (8-7), получим:
*в5РП1В = *о1В + *в.з!В. (8"&)
Практически *в5рп принимается равным 0,2 — 0,15 сек, и таким
ОбраЗОМ, '„4РП +'вбРГГ^ °'5 сеК-
277
Устройство ОАПВ-501
Выдержка времени *Ср1 устройства определяется наряду с
рассмотренными выше условиями (3-1)—(34) еще по двум
выражениям. Первое из них аналогично выражению/ (8-3) для устройств
ОАПВ-3, отличаясь от последнего только на время срабатывания
реле 4РП5, которое составляет около 0,01 сек:
'срПВ ^'о1В + *и2В + '|0РП2В +
+ 'о2В ~~ *4;РП51В + *Д-С "" *в 1В + ^эап» • (8~9)
Время *д.с принимается в соответствии с формулой (8-1). Для
линий 500 ке значение *д.с может быть получено более точно с
помощью кривых, приведенных на рис. 8-1. Время /Зан 1 принимается,
как и для выражения (8-3), равным 0,4—0,5 сек.
Второе условие определяется тем, что в случае двухфазного
к. з. на землю при отказе одного избирательного органа
желательно обеспечить отключение трех фаз до повторного включения
отключившейся фазы. Это может быть достигнуто, если
*ср1 ^*в4РП2~*10РП "~*4РП5 + 'зап2» (8-10)
где *В4рп2 обычно составляет 0,4 сокл
Выдержка времени (в определяется условиями (3-5) и (8-5).
Выбор времени возврата реле 4РП1 и 4РП2 производится из
условия обеспечения цикла ОАПВ при каскадной работе
избирательных органов:
*в4РП1В = *ЮРП2В/"Н 'о2В + *1РС1В +
+ *10РП1В + *4РП51В + *4РП81В-Ь *аапб. (8"П)
Практически ^рщ составляет 0,25 — 0,3 сек.
*в4РШ1В = *10РП2В + *02В + *1РС1В +
+ 'ЮРП1В + 'о!В — *в,р,з1В +*за"*> (8*12)
гле *в.рз!В — вР^мя возврата релейной защиты, действующей на
выключатель 1В* в том числе *ВбРНо1В«
Практически *В1рп2 составляет 0,35 — 0,4 с<ж. Значения 1аапб в
выражениях (8-11) и (8-12) принимаются равными 0,1—0,15 сек.
ГЛАВА ДЕВЯТАЯ
СОЧЕТАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ
АПВ ЛИНИЙ
9-1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
В предыдущих главах было показано, что.
возможность и целесообразность использования того или иного
способа АПВ зависят от многих факторов: режима ра-
78
боты электропередачи в энергосистеме, быстродействия
релейной защиты, типа выключателей, допустимости
несинхронных включений и др.
Иногда вследствие ограничений, определяемых
указанными выше факторами, на одной и той же линии при
некоторых условиях АПВ может быть осуществлено
одним способом, а при их изменении — другим. Поэтому
на линиях с двусторонним питанием, являющихся
важными линиями транзитной связи, во многих случаях
целесообразно предусматривать возможность
осуществления АПВ не одним, а двумя способами с таким
расчетом, чтобы каждый из них обеспечивал АПВ линии
в условиях, когда использование другого по каким-либо
причинам оказывается недопустимым или
нецелесообразным.
В эксплуатационной практике применяются
различные комбинации способов АПВ, которые могут быть
разделены на две основные группы: сочетание различных
способов трехфазного АПВ и сочетание однофазного
АПВ с трехфазным.
Некоторые из указанных комбинаций
предусматривают необходимость выполнения (вручную или
автоматически) переключений в цепях автоматики для
обеспечения АПВ линии тем или иным способом при
изменениях режимов работы электропередачи или
энергосистемы. Другие предусматривают одновременное
использование двух устройств, обеспечивающих осуществление
АПВ линии тем или иным способом в зависимости от
вида повреждения на линии, типа и быстродействия
защиты и других условий.
Отметим, что в данной главе рассматриваются лишь
некоторые из возможных комбинаций способов АПВ,
наиболее часто применяемых в проектной и
эксплуатационной практике.
9-2. СОЧЕТАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ ТРЕХФАЗНОГО
АПВ
1. Сочетание АПВОС и НАПВ
Устройство, схема которого приведена на рис. 9-К
обеспечивает возможность осуществления АПВОС и
НАПВ. Совмещение в одном устройстве обоих
указанных способов АПВ достигнуто путем незначительной
модернизации рассмотренной выше схемы универсально.
270
Рис. 9-1. Схема устройства ДПВОС—НАПВ (ВГПИ ТЭП).
80
го устцрйства АПВ (см. рис. 7-9), позволяющего
осуществлять АПВОС при повреждении на линии, АПВ
шин и дистанционное включение выключателя с
контролем синхронизма напряжений на линии и шинах.
Модернизация схемы заключается в добавлении
дополнительной цепи пуска, разрешающей действие устройства
при наличии напряжения на линии и шинах (через
замыкающие контакты реле РНЛ и РНШ), благодаря
которой создается возможность использования того же
устройства для осуществления НАПВ.
Переход от одного способа АПВ к другому в
условиях эксплуатации может оказаться необходимым, когда
допустимое на каком-то этапе развития энергосистемы
НАПВ впоследствии становится недопустимым или,
наоборот, когда при изменении на длительное время
режима энергосистемы может оказаться возможным и
целесообразным применение НАПВ вместо АПВОС.
Переключение накладки 1Н для перехода от одного
способа АПВ к другому должно производиться с
учетом последовательности включений выключателей по
концам линии. Если в процессе АПВ выключатель
данного конца линии включается первым, то и при АПВОС,
и при НАПВ накладка 1Н должна быть установлена
в положение 3—4. Если же выключатель данного конца
линии включается вторым, то при осуществлении
АПВОС накладка 1Н должна быть установлена в
положение 2-4, а при НАПВ —в положение 1-4.
Универсальность устройства делает его весьма
удобным в проектной практике, позволяя решать вопрос
о его использовании на таком этапе проектирования,
когда отсутствие необходимых исходных данных не дает
возможности сделать обоснованный выбор между
НАПВ и АПВОС.
2. Сочетание АПВОС и БАПВ
Использование сочетания АПВОС—БАПВ (рис. 9-2)
может оказаться необходимым на каждой из двух
параллельных линий, осуществляющих транзитную связь
двух энергосистем или частей энергосистемы. В
ремонтное режиме такой электропередачи, когда одна из
параллельных линий отключена, БАПВ может оказаться
единственным возможным видом трехфазного АПВ,
способным обеспечить автоматическое восстановление
транзитной связи, полностью нарушаемой при аварийном
281
Рис. 9-2. Схема устройства АПВОС —БАПВ.
отключении второй линии. При аварийном отключении
однойРиз линий электропередачи, работающей двумя
цепями, повторное включение может быть произведено
способом АПВОС, так как необходимые для этого
условия обеспечиваются благодаря тому, что в цикле АПВ
транзитная связь сохраняется по оставшейся в работе
второй линии. При этом наличие выдержки времени в
цикле АПВОС в ряде случаев обеспечивает меньшее
неблагоприятное влияние неуспешного повторного включения
на устойчивость параллельной работы, нежели при
БАПВ [Л. 61]. Отметим, что в общем случае этот
вопрос должен решаться расчетом переходного
процесса.
Особенностью рассматриваемой схемы является
использование для осуществления АПВОС и БАПВ
комплектного реле повторного включения типа РПВ-58 с
несколько измененной схемой внутренних соединений.
Благодаря этому изменению, обеспечивающему
возможность замыкания цепи разряда конденсатора на
обмотку выходного реле 1РП не только контактом реле
времени 1РВ, но и внешним пусковым устройством,
устройство РПВ-58 может производить посылку импульса
повторного включения как с выдержкой времени, так и
мгновенно в зависимости от способа его пуска.
Необходимые для этого изменения внутренних соединений
комплектного реле РПВ-58 (на рис. 9-2 они показаны
более толстыми линиями) заключаются лишь в выведении
на выходные зажимы реле цепей от контакта реле
времени 1РВ. Вывод этих цепей может быть произведен
на зажимы / и 2 после отключения проводников от
обычно неиспользуемого замыкающего контакта
выходного реле 1РП или даже при сохранении их на этих
зажимах.
Разумеется, использование комбинированного
устройства АПВОС—БАПВ возможно лишь на воздушных
выключателях, обладающих достаточным быстродействием
и приспособленных к осуществлению повторных
включений с бестоковой паузой порядка 0,25—0,4 сек. Такие
устройства, должны предусматриваться на
выключателях каждого из концов обеих параллельных линий, а вы-
1 бор способа АПВ должен производиться с помощью
накладки 4Н в зависимости от того, находится в работе
одна или две цепи электропередачи.
В нормальном режиме работы электропередачи, ког-
283
да включены обе ее цепи, накладки 4Н устройств АПВ
на всех выключателях должны быть разомкнуты,
благодаря чему БАПВ- оказывается выведенным из
действия. При этом в случае аварийного отключения одной
из линий по цепи несоответствия, состоящей из
контактов реле положения «отключено» (РПО) и реле
фиксации команд дистанционного управления (РФ/С),
в которую включены также контакты реле,
контролирующих допустимость АПВ (РКС и РНЛ) и наличие
необходимого для выполнения операций В — О давления
в резервуарах выключателя (РПД)У производится пуск
реле времени 1РВ устройств АПВ этой линии, которые
в соответствии с предусмотренным на них способом
контроля допустимости АПВ и установленной выдержкой
времени производят посылку импульсов на повторное
включение соответствующих выключателей. Если при
этом АПВ оказывается успешным, то через время,
необходимое для заряда конденсаторов, устройства АПВ
будут готовы к новому действию. В случае же
неуспешного АПВ электропередача оказывается в режиме
работы по одной цепи и для обеспечения возможности
осуществления БАПВ на оставшейся в работе линии
персонал на обоих ее концах должен произвести
замыкание накладок 4Н. Если после этого происходит
повреждение на оставшейся в работе одиночной линии, то
срабатывающие при этом пусковые реле РП (действие
которых возможно при наличии давления в резервуарах
выключателей, достаточного для производства
операций О—В—О) замыканием своих контактов сразу же
производят подготовку цепи разряда конденсатора на
обмотку выходного реле устройства АПВ 1РП.
Замыкание этой цепи производится размыкающим контактом
реле блокировки от многократных включений РБМ
в_момент его возврата. Наличие этого контакта в цепи
разряда исключает возможность преждевременного
срабатывания выходного реле 1РП и обеспечивает
возможность его действия лишь после размыкания блок-
контактов выключателя в цепи электромагнитов
отключения. При отсутствии этого контакта реле 1РП могло
бы сработать в то время, когда реле РБМ было бы
еще подтянуто, что исключило бы возможность
прохождения командного импульса к электромагнитам
включения выключателя.
В связи с тем, что пусковое реле РП срабатывает не
284
толькс^при аварийном, но и при дистанционном отклю-
чени выключателя, для недопущения БАПВ при
намеренном отключении линии в схеме предусмотрен
разряд конденсатора устройства АПВ замыкающим
контактом реле РКО.
В некоторых случаях взамен предусмотренного в
схеме пуска устройства АПВОС по цепи несоответствия
с контролем наличия давления, необходимого для
возможности выполнения операций В—О, применяется его
пуск с помощью имеющегося в схеме реле РП,
предназначенного для пуска БАПВ. Необходимые для
этого изменения в схеме заключаются в замене контакта
реле РПО в цепи пуска АПВОС замыкающим
контактом реле РП и исключении контактов реле РПД из
цепи пуска АПВОС и цепи заряда конденсатора. В этом
случае при замкнутой накладке 4Н замыкание обеих
цепей пуска будет производиться одновременно, но
действие устройства БАПВ будет опережать действие
устройства АПВОС вследствие наличия в последнем
выдержки времени. Следует, однако, отметить, что
предусмотренный в схеме на рис. 9-2 способ пуска АПВОС
по соображениям, приведенным в § 3-3, является более
предпочтительным.
Кроме АПВОС и БАПВ; при повреждениях на линии
данное устройство обеспечивает также возможность
осуществления АПВ шин и дистанционного включения
выключателя с контролем синхронизма напряжений на
линии и шинах.
Рассматриваемому комбинированному устройству
АПВОС — БАПВ присуще весьма существенное
эксплуатационное неудобство, заключающееся в
необходимости изменения режима его работы персоналом при
изменении числа находящихся в работе цепей
электропередачи. Оно особенно ощутимо при аварийном
отключении одной из линий, когда персонал, занятый
выполнением других неотложных операций, может забыть
о необходимости ввода в действие устройств БАПВ на
оставшейся в работе линии или сделать это
несвоевременно. В связи с этим на таких электропередачах,
особенно если их отключение существенно сказывается на
балансе мощностей в связываемых ими системах,
целесообразно осуществлять автоматическое изменение
способа АПВ при изменении числа включенных
параллельных цепей.
285
Для этой цели на обоих концах электропередачи
предусматриваются специальные, общие для обеих параллельных цепей
релейные устройства [Л. 61], которые автоматически приводятся в
действие при изменении числа включенных цепей электропередачи и
контактами своих выходных органов, включаемыми в устройствах АПВ
линий последовательно с накладками 4НУ производят замыкание или
размыкание цепей пуска БАПВ соответствующих линий,
осуществляя этим ввод или вывод последнего из действия. Пуск этих
устройств должен производиться одновременно на обоих концах
линии не .только при двустороннем, но и при одностороннем
отключении одной параллельной цепи, что, естественно, не может быть
обеспечено с помощью блок-контактов выключателей. В качестве
органов, обеспечивающих указанные требования пуска, могут быть
использованы токовые реле, включаемые на ток одной из фаз каждой
линии. Уставка срабатывания указанных реле должна выбираться
с учетом необходимости отстройки от емкостного тока линии при
ее одностороннем отключении и максимальном возможном
напряжении на шинах в этом режиме.
Указанный пусковой орган, кроме фиксации факта отключения
одной из линий, позволяет также устанавливать, какая именно из
них отключалась. Однако он обладает также существенным
недостатком, заключающимся в возможности неправильного действия
при качаниях, а также при уменьшении перетока по обеим линиям.
Для устранения этого недостатка схему устройства следует
выполнять таким образом, чтобы ввод в действие БАПВ (производился
только в том случае, если отпадание подвижной системы токового
реле одной из линий имеет место при протекании тока по другой
параллельной линии, на которой должно быть введено БАПВ. Этот
недостаток может быть также устранен, если в качестве органа,
реагирующего на отключение одной из параллельных линий,
использовать токовое реле, включаемое на трансформаторы тока одной
из фаз обеих линий по дифференциальной схеме. Выполненный
таким образом пусковой орган устройства не может сработать при
уменьшении перетока по обеим линиям, так как он приводится
в действие лишь при возрастании тока в дифференциальной цепи,
имеющем место при отключении одной из линий.
Однако, действуя при отключении любой из линий,
дифференциальный токовый пусковой орган не может определить, какая
именно из них отключилась. Поэтому для обеспечения ввода БАПВ
только на оставшейся в работе линии (что необходимо для
недопущения повторного включения выключателя поврежденной линии на
том ее конце, где АПВ еще не производилось из-за отсутствия
напряжения на линии) он должен применяться совместно с токовыми
реле, включаемыми на токи одной из фаз каждой из линий,
определяющими, в какой из линий имеет место исчезновение тока. При
этом выбор тока срабатывания дифференциального пускового
органа можно производить с учетом отстройки только о г максимального
тока небаланса нормального режима; отстройки его от тока
небаланса при внешних к. з. не требуется, так как автоматический ввод
БАПВ в этом случае будет заблокирован токовыми реле,
включенными на фазные токи.
Указанные выше соображения положены в основу приведенной
на рис. 9-3 схемы автоматического изменения способа АПВ линий
[Л. 61].
286
Устройство состоит из дифференциального пускового органа
(реле ЗРД4), органов, определяющих отключенную линию (реле 1РТ и
2РТ), и выходных реле 1РВ и 2РВ. Промежуточные реле 1РП, 2РП
и ЗРП предназначаются для размножения контактов
соответствующих токовых реле; их включение выполнено таким образом, чтобы
Рис. 9-3. Схема устройства автоматического выбора способа АПВ
в зависимости от числа включенных цепей линии электропередачи.
Вариант 1 (Эиергосетьпроект).
а — схема цепей постоянного тока; б — поясняющая схема; в — схема
токовых цепей.
исключалась возможность подгорания маломощных контактов
токовых реле при колебаниях нагрузки линий около значений,
соответствующих токам срабатывания и возврата токовых реле. Указанное
обеспечивается тем, что после срабатывания соответствующие
промежуточные реле самоудерживаются и своими контактами
шунтируют замкнутые контакты токовых реле. При этом ток, проходящий
через эти контакты, уменьшается вследствие наличия включенных
последовательно с ними сопротивлений ги г2 и ъ. Деблокировка
287
Промежуточных реле производится при шунтировании их обмоток
другими контактами токовых реле.
При отключении линии М /, когда должен быть произведен
ввод БАПВ на линии М2, срабатывают пусковое реле ЗРТ и
избирательное реле 1РТ, а следовательно, и реле ЗРП и 1РП.
Последние, замыкая свои контакты в цепи обмотки выходного реле 2РВ,
обеспечивают возможность его срабатывания, если при этом
замкнут находящийся в этой цепи размыкающий контакт реле 2РП,
т. е. при наличии тока в линии № 2. Сработав, реле 2РВ
самоудерживается своим мгновенным замыкающим контактом, а затем
замыканием своего упорного контакта, включенного в выходную цепь
устройства последовательно с накладкой 4Н2, производит
подготовку цепи разряда конденсатора на обмотку выходного реле
устройства АПВ линии № 2 (см. рис. 9-2), обеспечивая этим возможность
осуществления на ней БАПВ. Окончательное замыкание этой цепи
с последующим БАПВ выключателя линии № 2 производится
контактом пускового реле РП устройства АПВ этого выключателя при
его отключении и размыкающим контактом реле РБМ. Вторым
упорным контактом реле 2РВ производится замыкание цепи
сигнала о введении в действие БАПВ.
Выдержки времени реле 1РВ и 2РВ могут приниматься
небольшими— они должны превышать лишь время возможного
каскадного отключения выключателей линии. Отстройки от времени
действия АПВОС не требуется, так как ввод БАПВ на отключившейся
линии невозможен. Поэтому ввод БАПВ в работу на оставшейся
включенной линии производится еще до того, как будет
осуществлено АПВОС на отключившейся линии. При успешном АПВ этой
линии, а также при ее оперативном включении после неуспешного
АПВ или оперативного отключения производится автоматический
вывод БАПВ из действия после появления тока во включенной
линии. Это обеспечивается срабатыванием реле 1РТ или 2РТ и
возвратом соответствующего промежуточного реле (!РП или 2РП),
контакт которого размыкает цепь обмотки выходного реле 1РВ или
2РВ. Если после включения линии протекающий по ней ток
недостаточен для срабатывания реле 1РТ или 2РТ, то вывод БАПВ из
действия должен быть произведен персоналом вручную путем
нажатия на кнопку КД, контакт которой производит при этом
размыкание цепи самоудерживания выходных реле 1РВ и 2РВ.
Предусмотренное в схеме самоудерживание выходных реле
1РВ и 2РВ обеспечивает «запоминание» действия пускового органа
и органа, определяющего отключенную линию. Благодаря этому
исключается возможность вывода БАПВ из действия на оставшейся
в работе линии при уменьшении нагрузки и возврата реле тока
указанных органов. Для исключения возможности деблокировка реле
времени при кратковременном срабатывании токовых реле 1РТ или
2РТ в случае неуспешного АПВ отключившейся линии
промежуточные реле 1РП и 2РП должны иметь задержку на отпускание якоря.
С помощью предусмотренной в схеме накладки Н
обеспечивается возможность ручного ввода БАПВ в работу в случаях, когда
отключение одной из линий происходит -в режиме «минимальных
нагрузок, при которых реле 1РТУ 2РТ или ЗРТ оказываются
нечувствительными. Для этого необходимо на короткое время перевести
накладку в соответствующее крайнее положение. После ее возврата
в среднее положение обеспечивается возможность автоматического
вывода БАПВ »при включении второй линии и протекании по ней
288
тока, достаточного для действия соответствующего реле 1РТ или
2РТ.
Накладки 4НХ и 4Н2 обеспечивают возможность длительного
выведения БАПВ или ввода его в работу независимо от действия
устройства автоматического изменения способа АПВ.
На рис. 9-4 приведена схема логической части упрощенного
устройства автоматического изменения способа АПВ [Л. 61],
отличающегося от рассмотренного выше отсутствием промежуточных
реле 1РП и 2РП. В этой схеме пуск выходных реле времени про-
РП 2РТ 1РТ
1Г
\РВ
1МС
1РВ
П1
1РТ 2РТ
"V-\Г
2РВ
П1
1РВ
2РВ
2РВ
-ад-
Рис. 9-4. Схема цепей постоянного тока
устройства автоматического выбора способа АПВ в
зависимости от числа включенных цепей линии
электропередачи. Вариант 2 (Энергосетьпроект).
изводится через контакт промежуточного реле дифференциального
пускового органа и контакты токовых реле, контролирующих
исчезновение тока в одной линии и наличие его в другой.
Самоудерживание выходных реле 1РВ и 2РВ выполнено таким образом, что их
деблокировка (а, следовательно, и автоматический вывод БАПВ)
может происходить лишь после возврата токового реле ЗРТ
дифференциального пускового органа и его промежуточного реле РЯ, т. е.
при нахождении в работе обеих линий. Промежуточное реле РП
должно иметь задержку на возврат порядка 0,5 сек, необходимую
для обеспечения надежного БАПВ при возникновении повреждения
на оставшейся в работе одиночной линии, так как во время
бестоковой паузы цикла БАПВ реле ЗРТ и ЗРП отпадают.
Следствием упрощенного выполнения схемы является
возможность неправильного выведения БАПВ при уменьшении тока в
оставшейся в работе линии ниже тока возврата токового реле
дифференциального пускового органа. Этот недостаток схемы следует
считать более существенным, чем недостаток схемы по рис. 9-3,
заключающийся в возможности отказа автоматического вывода БАПВ
при включении параллельной линии в режиме минимальных
нагрузок, когда ток этой линии оказывается недостаточным для
втягивания якоря токового реле, определяющего отключенное состояние
данной линии.
19—1601
289
Устройство автоматического изменения способа АПВ может
быть выполнено без применения дифференциального пускового
органа по схеме на рис. 9-5 {Л. 61]. В этой упрощенной схеме токовые
реле, определяющие отключенную линию, выполняют также функции
пускового органа. Выдержка времени выходных реле 1РВ и 2РВ
должна исключать возможность неправильного ввода БАПВ в
течение переходного режима отключения к. з. на одной из линий и при
изменениях тока в линиях при качаниях. Однако следует учитывать.
1РВ
I +
1 грт
1 **
1 1РТ
г ***
ГРТ
1 II ]
1 1РВ
II '
2РТ
1РВ |
1 +4-
[II 'Г ■ ■ Т
2РВ | 2РВ |
II * 44-
2РВ
Рис. 9-5. Схема цепей постоянного тока
упрощенного устройства автоматического
выбора способа АПВ в зависимости от
числа включенных цепей линии
электропередач и (Энергосетьпроект).
что при возможных медленных изменениях тока в линиях при
некотором различии в токах срабатывания и возврата токовых реле 1РТ
и 2РТ может иметь место возврат только одного из них при
нахождении в работе обеих линий и, следовательно, неправильный ввод
БАПВ на одной из линий. Поэтому применение такого устройства
Автоматического изменения способа АПВ следует предусматривать
лиши на линиях, на которых маловероятно уменьшение перетока до
величин, при которых возможен возврат токовых реле.
9-3. СОЧЕТАНИЕ ОДНОФАЗНОГО И ТРЕХФАЗНОГО АПВ
На линиях, оборудованных устройствами
трехфазного АПВ, ликвидация всех видов неустойчивых
повреждений осуществляется путем отключения всех трех
фаз и последующего их включения, что обычно
сопровождается более или менее значительным возмущением
в системе. Между тем отключение и АПВ всех трех
фаз являются необходимыми лишь в сравнительно
редких случаях междуфазных к. з. В то же время
наиболее частые неустойчивые однофазные повреждения
могут ликвидироваться путем отключения и АПВ только
поврежденной фазы, т. е. без полного размыкания
пепи транзита мощности и, следовательно, с меньшим
возмущением в системе. Последнее определило, как
290
уже указывалось в гл. 8, целесообразность применения
устройств ОАПВ.
Однако в ряде случаев, особенно на ответственных
линиях, весьма желательно обеспечить автоматическую
ликвидацию также неустойчивых многофазных к. з.
В связи с этим может оказаться целесообразным
использование сочетания однофазного ОАПВ с тем или
иным видом трехфазного АПВ. Такое сочетание может
быть обеспечено применением комбинированного
устройства АПВ, которое в зависимости от вида к. з. на
линии осуществляет либо ОАПВ, либо НАПВ или
АПВОС. К устройствам такого типа относятся
рассмотренные ниже устройства КАПВ-3 и КАПВ-5,
выполненные на основе устройства ОАПВ-3.
На линиях 330 и 500 кв сочетание ОАПВ с НАПВ
или АПВОС достигается с помощью отдельных
находящихся одновременно в работе устройства ОАПВ-501 и
соответствующего устройства трехфазного АПВ. В
зависимости от вида к. з. действует то или иное
устройство, осуществляя однофазное или трехфазное АПВ.
При одновременном использовании устройств,
осуществляющих на линии как ОАПВ, так и трехфазное
АПВ, оказывается необходимым выполнение следующих
требований:
1. Трехфазное АПВ не должно производиться при
отключении линии тремя фазами после
неуспешного ОАПВ.
2. После успешного ОАПВ устройство трехфазного
АПВ должно временно блокироваться, для того чтобы
возможность последующего действия трехфазного АПВ
обеспечивалась лишь через время, регламентированное
требованиями испытательного цикла выключателя.
3. При действии устройства трехфазного АПВ
должно блокироваться действие органов устройства ОАПВ.
Необходимость выполнения последнего требования
обусловлена тем, что при междуфазных к. з. на линии
в устройстве ОАПВ срабатывают отключающие реле,
которые удерживаются в этом положении в течение
времени /в, т. е. до возврата устройства в состояние
готовности к действию, и поэтому, если они не будут
деблокированы перед трехфазным АПВ, могут
произвести отключение выключателя после успешного
повторного включения.
При осуществлении на линии трехфазного АПВ и.
19* 2М
ОАПВ оказывается необходимым учитывать также
дополнительное требование к действию реле ускорения
защиты РПУ. Оно состоит в том, что схема включения
реле РПУ должна обеспечивать ускорение защиты
лишь при трехфазном АПВ и дистанционном
включении выключателя линии и запрещать его при ОАПВ.
Необходимость последнего обусловлена тем, что
некоторые защиты линии приходят в действие не
только при повреждении на линии, но и вследствие
несимметрии неполнофазного режима, имеющего место в
цикле ОАПВ. Отключение этими защитами всех трех
фаз в цикле ОАПВ исключается благодаря тому что они
действуют с соответствующими выдержками времени.
Поэтому ускорение действия защит при ОАПВ
недопустимо, так как, будучи запущенными вследствие
несимметрии неполнофазного режима, они при ускорении их
действия произведут отключение трех фаз
выключателя тогда, когда ОАПВ окажется успешным. В то же
время при отключении выключателя в цикле
трехфазного АПВ действие указанных защит должно
ускоряться, для того чтобы в случае неуспешного АПВ
отключение производилось без выдержки времени.
Выполнение указанного выше требования может
быть обеспечено, если срабатывание реле РПУ будет
производиться только при отключении всех трех фаз
выключателя. Это может быть достигнуто включением
обмотки реле РПУ через последовательно соединенные
размыкающие блок-контакты всех фаз выключателя, а
также путем включения реле РПУ через контакты
соответствующих реле положения, однако в последнем
случае должны учитываться особенности выполнения
схемы управления выключателя. Если она
предусматривает наличие отдельных цепей включения для каждой
фазы, то включение обмотки реле РПУ может быть
произведено через последовательно соединенные
замыкающие контакты реле РПО соответствующих фаз
выключателя. Если же электромагниты включения всех фаз
выключателя соединены параллельно и управляются
общим командным импульсом через соединенные
параллельно размыкающие блок-контакты отдельных фаз,
то включение реле РПУ через замыкающий контакт
применяемого в этих случаях общего для трех фаз
реле РПО недопустимо, так как оно позволит сработать
реле РПУ и при неполнофазцом режиме. В этих слу-
Я92
чаях^рключение реле РПУ должно производиться через
последовательно соединенные размыкающие контакты
реле РПВ всех фаз (Л. 76].
В тех случаях, когда трехфазное АПВ и ОАПВ
предусматриваются на линии, имеющей два выключателя,
кроме запрета ускорения при ОАПВ и обеспечения его
действия при трехфазном АПВ, должно быть
обеспечено также действие ускорения в случаях, когда при
повреждении на линии один из выключателей отключа-
ГРМФ 2РНФ
"V И-
а)
11РПВм 1РПВВ 1РПВС 2РПВ* 2РПВб 2РПВС
Ти б)
2РЛ0/, 2РП0В 2РП0С
РПУ I
1РПОл1РПОв1РП0с
РПУ
]г—| гпг
1РНФ 2РНФ
II *Г-
1ППГ
ГРМФ 2РНФ
-»*
"И
Н
Г^УП^Л
*у
Рис. 9-6. Варианты схем включения реле ускорения
действия защиты для линий с двумя выключателями
при осуществлении на ней ОАПВ и трехфазного АПВ.
ется полнофазно, а второй неполнофазно (см. § 7-8).
Выполнение этих требований может обеспечиваться
различными способами включения реле РПУ в
зависимости от особенностей схем управления выключателей.
В тех случаях, когда схемы управления
выключателей предусматривают параллельное соединение
электромагнитов включения всех фаз и подачу импульсов
управления на них через параллельно соединенные блок-
контакты всех фаз, включение реле РПУ может
производиться через блок-контакты выключателей
или контакты реле РПВ соответственно по схемам на
рис. 9-6,а и б, В этом случае включение реле РПУ
через контакты общих для трех фаз реле РПО
недопустимо, так как при таком включении ускорение
защиты будет иметь место и при неполнофазном
отключении в цикле ОАПВ.
293
Если же схемы управления выключателей
предусматривают наличие отдельных цепей включения для
каждой фазы и, следовательно, наличие отдельных
реле РПО, то включение реле РПУ может производиться
по любой из приведенных на рис. 9-6 схем.
1. Сочетание ОАПВ и НАПВ
Возможность осуществления как ОАПВ, так и НАПВ
может быть обеспечена путем добавления к
рассмотренному в гл. 8 устройству ОАПВ-3 трех дополнительных
реле: одного промежуточного реле с замедлением на
возврат (10РП) и двух реле времени (11РВ и 12РВ).
Такое комбинированное устройство, получившее
название устройства типа КАПВ-3 (Л. 69, 74],
предназначается для линий 110—330 кв и применяется, когда после
неуспешного ОАПВ должно производиться отключение
трех фаз линии (т. е. при недопустимости длительного
неполнофазного режима работы).
В основу построения схемы устройства КАПВ-3
положена определенная очередность срабатываний
реле 2РП и ЗРП устройства ОАПВ-3 при различных
видах повреждений. При однофазных к. з. и нормальном
цикле ОАПВ первым срабатывает реле ЗРП; в случаях
междуфазных повреждений, в том числе при переходе
однофазных к. з. в междуфазные до посылки
импульса 'АПВ, сначала срабатывает реле 2РП.
На рис. 9-7 приведена часть схемы цепей
постоянного тока устройства КАПВ-3. Толстыми линиями в ней
показаны цепи, добавляемые к схеме устройства
ОАПВ-3; остальная часть схемы, не показанная на
рисунке, полностью идентична соответствующей части
схемы устройства ОАПВ-3 (см. рис. 8-8).
Предусмотренное в схеме реле 10РП выполняет
функции органа, фиксирующего необходимость
осуществления НАПВ и производящего пуск других реле,
обеспечивающих осуществление НАПВ.
Как видно из схемы, реле 10РП может сработать
лишь по цепи, состоящей из замыкающего контакта
реле 1РП, размыкающего контакта реле ЗРП и
замыкающего контакта реле 2РП. Поэтому при однофазных к. з.
реле не может подействовать, так как указанная выше
цепь его обмотки размыкается контактом
срабатывающего в этих случаях первым реле ЗРП. Устройство
294
КАПВ-3 при этом действует, как обычное устройство
ОАПВ*. * *
При междуфазных к. з. контакт реле 2РП в цепи
обмотки реле 10РП замыкается раньше, чем успеет
От тачки N
1 1РВ-3
«—
ЧРП-1
Т1 1Г
!РПс-3 РПщ-Зш
прв-г
юрп-г
РПа
зрп-2
Ъ?-2 ыв~г зрл-з
* *Г~
рпв-з РПс-г
">п^;
1РП-Ч
1Г
2РП
1Г
ИГ
чрп-г
-1С;
/Р/7-п
1Г
мГч
РПв-Ч
РПс-Ч\
п\—
1РП-7
**
ЗР/7-7]
1Р8
1РВ-Ч
/7
1Г
ЮРП-Ч
Т?К7
ЗРП
"1Г
ЗРП-9 2РЫЯ
г//
со»
Т^
///»0
Рис. 9-7. Схема комбинированного устройства АПВ типа
КАПВ-3 (ВНИИЭ). (Часть схемы КАПВ-3, полностью
идентичная части схемы устройства ОАПВ-3, на рисунке не
показана; см. рис. 8-8.)
разомкнуться контакт реле ЗРП. Поэтому реле 10РП
срабатывает, самоудерживается, размыкает цепь пуска
реле 2РП (благодаря чему обеспечивается возврат
последнего в исходное положение) и пускает реле 11РВ,
которое* срабатывая, своим мгновенным контактом за-
295
мыкает цепь реле времени 12РВ. Отключение
поврежденных фаз и работа остальных реле схемы происходят
аналогично тому, как это имеет место в устройстве
ОАПВ-3.
При замыкании проскальзывающего контакта
реле 1РВ срабатывает реле ЗРПУ которое размыкает свой
контакт ЗРП-3 в цепи реле 2РП и замыкает контакт
ЗРП-4 в цепи обмотки включающего реле 6РП.
Последнее, однако, сработать не сможет, так как в это
время его обмотка оказывается шунтированной
соединенными попарно контактами отключающих реле. Обмотка
реле 6РП будет дешунтирована после размыкания цепи
самоудерживания отключающих реле, что произойдет
после отпадания подвижной системы реле 2РП, но при
этом контактом реле 2РП будет разомкнута также цепь
срабатывания реле 6РП.
По истечении выдержки времени реле 11РВ его
контакт замкнет цепь срабатывания реле 2РП через
замкнутый в это время контакт ЗРП-2. При этом реле 2РП
вновь сработает и замкнет цепь обмотки включающего
реле 6РПУ которое произведет посылку импульса на
повторное включение (НАПВ) выключателя линии.
Схема устройства КАПВ-3, как и устройства
ОАПВ-3, не предусматривает размыкания цепи
включающих реле до момента возврата устройства в состояние
готовности к новому действию. Поэтому при успешном
.НАПВ снятие включающего импульса от реле 6РП
будет произведено по истечении времени ^Ву в момент
шунтирования обмотки пускового реле 1РП упорным
контактом реле времени 1РВ. В случае же неуспешного
НАПВ прекращение действия включающего импульса
будет обеспечено благодаря шунтированию обмотки
включающего реле 6РП попарно соединенными
контактами отключающих реле РПА, РПВ и РПС,
срабатывающих при повторном действии защиты. В этом случае
возврат всех элементов устройства будет произведен
также при деблокировке пускового реле 1РП.
Указанная выше цепь шунтирования включающего
реле попарно соединенными контактами отключающих
реле обеспечивает также блокирование НАПВ при
отключении всех трех фаз линии после неуспешного
ОАПВ.
Если линия на данном конце имеет два
выключателя, то повторное включение второго выключателя тремя
296
фазами целесообразно производить только в том случае,
если#НАПВ первого оказалось успешным. Это
достигается с помощью реле 12РВ. Как видно из схемы, его
мгновенный размыкающий контакт объединяет обмотки
включающих реле 6РП и 7РП, благодаря чему при
однофазных к. з. (когда реле 12РВ не действует)
устройством ОАПВ включаются отключившиеся фазы обоих
выключателей одновременно. При междуфазных к. з.,
когда производится НАПВ, мгновенным замыкающим
контактом реле времени 11РВ пускается реле 12РВР
которое размыканием своего мгновенного контакта
разделяет цепи включающих реле 6РП и 7РП. Благодаря
этому сначала с выдержкой времени реле 11РВ
производится НАПВ одного из выключателей, выбор которого
производится путем установки в соответствующее
положение переключателя ПУ. Если НАПВ" оказывается
успешным, то включение второго выключателя будет
произведено после замыкания проскальзывающего и
упорного контактов реле 12РВУ уставки которых
должны быть выбраны одинаковыми.
Следует отметить, что если электрический центр
системы при качаниях находится в зоне действия
избирательных реле, то во избежание их срабатывания при
несинхронном включении в цепь подачи плюса к
контактам избирателей должен быть введен размыкающий
контакт реле 10РП.
Устройство КАПВ-3 не всегда позволяет
осуществить НАПВ, так как в большинстве случаев для
обеспечения правильного действия релейной защиты в
условиях несинхронных включений необходимо применить
контроль отсутствия напряжения на линии на одном из ее
концов и контроль наличия напряжения на другом. Это
требует в соответствии с изложенным в § 7-2
добавления в устройство КАПВ-3 реле напряжения РНЛ.
Включение контактов реле РНЛ в схему устройства КАПВ-3
производится при этом аналогично показанному на
рис. 9-8 для устройств КАПВ-5.
Необходимо отметить, что устройство КАПВ-3 имеет
пуск от релейной защиты не только при однофазных
к. з., когда это является необходимым, но и при
междуфазных к. з. Последнее является недостатком, так как
приводит к отказу АПВ при отключениях выключателя
тремя фазами, не связанных с к. з. на линии и подачей
оперативных команд.
297
2. Сочетание ОАПВ и АПВОС
Сочетание ОАПВ и АПВОС может оказаться
необходимым на линиях, на которых недопустимо НАПВ,
но благодаря наличию обходных связей возможно
осуществление трехфазного АПВ с контролем синхронизма.
Осуществление АПВ указанными способами на
линиях 110—330 кв может быть обеспечено с помощью
комбинированного устройства типа КАПВ-5 {Л. 69, 74],
которое также выполняется на основе рассмотренного
выше комплектного реле ОАПВ-3. На рис. 9-8
приведена часть схемы цепей постоянного тока устройства
КАПВ-5. Толстыми линиями на ней показаны цепи,
добавляемые к схеме устройства ОАПВ-3; остальная
часть схемы, не показанная на рисунке, полностью
идентична соответствующей части схемы ОАПВтЗ
(см. рис. 8-8). Устройство КАПВ-5 во многом
аналогично устройству КАПВ-3, отличаясь от него при
наличии на данном конце линии одного выключателя только
добавлением реле напряжения РНЛ и реле контроля
синхронизма РКС, необходимых для проверки
отсутствия на линии напряжения и контроля синхронизма
напряжений на линии и шинах при осуществлении АПВОС,
а также промежуточного реле 8РП. Последнее
необходимо для фиксации замыкания проскальзывающего
контакта реле времени 11РВ.
.^Предусмотренное в схеме реле 10РП выполняет
функции органа, фиксирующего необходимость
осуществления трехфазного АПВ и производящего пуск
других реле, обеспечивающих АПВОС.
При однофазных к. з. реле 10РП в действие не
приходит и устройство КАПВ-5, так же как и КАПВ-3,
работает аналогично устройству ОАПВ-3.
При междуфазных к. з. после отключения трех фаз
выключателей реле времени 11РВ может прийти в
действие только в том случае, если напряжение на линии
отсутствует или если напряжения на линии и шинах
синхронны в зависимости от положения накладки 2Н.
Замыкание цепи. включающего реле 6РП производится
контактом реле 2РП, которое действует после
замыкания проскальзывающего контакта реле времени 11РВ
и срабатывания реле 8РП.
Дальнейшая работа устройства даже в случае
изменения условий синхронизма в процессе повторного вклю-
298
чения обеспечивается благодаря самоудерживанию
реле 8РП. Автоматический возврат устройства в исходное
положение происходит после замыкания конечных
контактов реле времени 1РВ и ПРВ. Конечный контакт
последнего замыкается только в том случае, если
проскальзывающий контакт реле ПРВ вызывает
срабатывание реле 8РП. Если же ожидаемые условия синхро-
1*8РП-3
Рис. 9-8. Схема комбинированного устройства АПВ
типа КАПВ-5 (ВНИИЭ). (Часть схемы КАПВ-5,
полностью идентичная части схемы устройства ОАПВ-3, на
рисунке не показана; см. рис. 8-8).
299
низма не наступают, то схема возвращается в исходное
положение при квитировании ключа управления
выключателя. Это обеспечивается включением параллельно с
конечным контактом реле 11РВ размыкающего
контакта реле РФК фиксации команд оперативного
управления выключателем.
Следует отметить, что в устройстве КАПВ-5 при
наличии на данном конце линии двух выключателей
использование для включения второго выключателя
реле 12РВ и его контактов, включенных, как это
выполнено в устройстве КАПВ-3 (см. рис. 9-7), не
представляется возможным, так как при отказе во
включении первого выключателя не обеспечивается проверка
синхронности напряжений на линии и шинах,
необходимая перед включением второго выключателя»
Рассмотренное комбинированное устройство КАПВ-5
(рис. 9-8) может обеспечить не только сочетание ОАПВ
и АПВОС, но и ОАПВ и НАПВ. Для этого необходимо
установить накладки 2Н на одном конце линии в
положение /—4, а на другом в положение 3—4. При этом
в случае междуфазного к. з. будет обеспечиваться
НАПВ с проверкой отсутствия напряжения на линии
на одном из ее концов и наличия напряжения на другом.
Необходимо отметить, что устройство КАПВ-5 имеет
тот же недостаток, связанный с пуском от релейной
защиты, что и отмеченный при рассмотрении устройства
КАПВ-3.
На линиях напряжением 500 кв сочетание ОАПВ
и АПВОС обеспечивается с .помощью отдельных для
каждого из этих способов АПВ устройств, которые,
находясь одновременно в работе, производят либо
однофазное АПВ, либо трехфазное АПВ с контролем
синхронизма в зависимости от вида повреждения на
линии. Одна из «предназначаемых для этой цели схем
приведена на рис. 9-9. Она представляет собой
некоторое видоизменение схемы, разработанной институтом
Теплоэлектропроект [Л. 76] для линии, присоединяемой
к другим цепям через два выключателя, и выполнена
для выключателя, являющегося общим для двух
смежных линий. В случае, когда смежным является не
линия, а другое присоединение или сборные шины, а
также в схемах с двумя системами сборных шин и одним
или двумя выключателями на цепь принципы
выполнения устройств АПВ остаются неизменными, но соответ-
300
ствен^ должны быть изменены цепи пуска устройства
АПВОС и цепи, обеспечивающие необходимое
взаимодействие устройств однофазного и трехфазного АПВ.
Для осуществления АПВОС предусмотрено
использование отдельного для каждого выключателя линии
комплектного реле РПВ-58, пуск которого
.производится по цепи несоответствия только при отключении всех
трех фаз выключателя. ОАПВ осуществляется с
помощью отдельного для каждой линии (общего для
обоих ее выключателей) устройства ОАПВ-501. Цепи тока
и напряжения этого устройства, а также цепи его
логической части для упрощения в схеме не показаны; даны
лишь его выходные цепи включения и отключения и
цепи, обеспечивающие необходимое взаимодействие
с устройством АПВОС.
Принятая схема управления выключателем имеет
некоторые особенности, заключающиеся в следующем.
Для обеспечения возможности пофазного
отключения линии при однофазных повреждениях
электромагниты отключения отдельных фаз выключателя имеют
раздельные цепи подачи импульсов от устройств
релейной защиты; одновременное замыкание цепей этих
электромагнитов при дистанционном отключении
выключателя производится соответствующими контактами
реле РКО. Электромагниты включения всех фаз
выключателя соединены параллельно и управляются
общими командными импульсами как при
дистанционном включении и АПВОС, так и при ОАПВ.
В схеме управления предусмотрено автоматическое
отключение включившихся фаз в случае неполнофазно-
то включения выключателя на неповрежденную линию.
Это выполнено в целях недопущения ложных
отключений в сети от защит, не отстроенных от несимметрии
неполнофазных режимов, и обеспечивается с помощью
реле Р77, срабатывающего и замыкающего цепи
отключения всех фаз выключателя, в случае если
длительность неполнофазного режима превышает выдержку
времени реле РВ. Последняя должна превышать
длительность цикла ОАПВ на время, необходимое для
надежной отстройки от разновременности действий блок-
контактов отдельных фаз выключателя.
Как уже указывалось, пуск устройства АПВОС
производится по цепи несоответствия при отключении всех
трех фаз выключателя. В связи с тем, что выключатель
301
является общим для двух смежных линий и
используется для осуществления АПВ каждой из них, схемой
предусмотрено включение в цепь пуска устройства
РНд -!
Д и станц и о мм об
упроВлемие
Н фазе А
ТН линии № 1
ТН линии №2
302
АПВ€)С контактов отдельных для каждой из этих
линий органов контроля допустимости АПВ.
Предусмотренные в пусковой цепи накладки 1Н и 2Н позволяют
•производить переключение этих контактов таким
образом, чтобы устройство АПВОС обеспечивало на
соответствующей линии осуществление АПВОС (с
контролем отсутствия напряжения на линии или с контролем
синхронизма напряжений смежных линий) либо НАПВ
(с контролем отсутствия или наличия напряжения на
линии), если оно является допустимым для данной
линии. В зависимости от положения указанных накладок
обеспечивается различная очередность включения вы-
3 а щи та линии
-}
В схеме другого Выключателя
В схеме одного
выключатели
7-
и
2П6 |
I РИВ 01 'В]
Ц Г>йГ!
^^—\
т
и
101
Устройстбо ОДПВ-501
I
55 55
I *5 >*
РКС
б)
Рис. 9-9. Схема устройства ОАПВ—АПВОС—НАПВ для линий,
имеющих два выключателя (ВГПИ ТЭП).
а — схема цепей управления выключателя и устройства трехфазного АПВ.
/—от защит, действующих на отключение Л2 без АПВ; 2 — то же для Л/;
3 — цепь блокировки АПВ при действии УРОВ; 4 — цепь включения от
устройства ОАПВ-501 Л/; 5 — то же для Л2\ 6 — выходная цепь отключения от
устройства ОАПВ-501 Л/; 7 — го же для Л2\ 8 — от защит, действующих без
АПВ, и резервных защит Л/; 9 — то же для Л2\ 10 — цепь отключения от
УРОВ.
б —схема общих цепей питания устройств защиты и ОАПВ линии.
ЗСЗ
ключателей как по концам линии, так и на данном ее
конце.
Посылка включающего импульса производится
с помощью реле РБО и 1РП, срабатывающих одно за
другим при замыкани контактов в выходной цепи
реле РПВ-58. Первое обеспечивает размыкание цепей
удерживания отключающих реле 10РП, 11РП и 12РП
устройства ОАПВ, а второе —замыкание цепи
включения выключателя и деблокировку выходной цепи реле
РПВ-58. Каскадное действие реле РБО и 1РП на
выходе устройства АПВОС предусмотрено для того, чтобы
перед (посылкой включающего им'пульса деблокировать
реле 9РП устройства ОАПВ-501, фиксирующего первое
действие устройств релейной защиты, а следовательно,
и прекратить удерживание отключающих реле. Это
может быть осуществлено либо с помощью
размыкающего контакта реле РБО шутем кратковременного
размыкания цепи подачи «плюса» оперативного .тока
к устройству ОАПВ, либо с .помощью замыкающего
контакта этого же реле путем кратковременного
шунтирования обмотки указанного выше реле фиксации
действия защит.
Блокирование АПВОС при действии устройства
ОАПВ производится с помощью |реле РБТ. Это реле,
срабатывая при замыкании контакта любого из
включающих реле устройства ОАПВ, в течение времени
задержки на отпускание якоря «запоминает» действие
устройства ОАПВ на включение. Своим замыкающим
контактом оно производит разряд конденсатора реле
РПВ-58 и этим в случае успешного АПВ обеспечивает
временное блокирование АПВОС до момента
повторного заряда конденсатрра.
Блокирование АПВОС при неуспешном ОАПВ
производится путем замыкания цепи разряда конденсатора
реле РПВ-58 контактом реле РБ до момента съема
мигания лампы, сигнализирующей аварийное отключение
выключателя. В этом случае реле РБ срабатывает по
цепи, состоящей из замыкающего контакта указанного
выше реле РБТ и контактов, замыкающихся при
отключении всех трех фаз выключателя. В качестве последних
могут быть использованы либо контакт
показанного в схеме реле 2РП, срабатывающего при
замыкании последовательно включенных размыкающих блок-
контактов всех фаз выключателя [Л. 76], либо соеди-
304
ненны® последовательно замыкающие контакты реле
РПО всех фаз выключателя [Л. 77], либо замыкающий
контакт реле устройства ОАПВ, срабатывающего при
действии защиты на отключение трех фаз (реле 4РПЗ
в устройстве ОАПВ-501).
Следует отметить, что показанный на рис. 8-10
и 9-9,6 способ деблокировки цепи удерживания
отключающих реле устройства ОАПВ-501 имеет ряд
недостатков:
1. Бели один из выключателей и соответствующее
устройство трехфазного АПВ выведены из работы, то
во время проверки последнего замыканием контактов
реле РБО может быть подан «минус»- в точку К схемы
ОАПВ на деблокировку реле 9РГ1. Происходящее при
этом шунтирование обмотки реле 9РП может привести
к отказу в отключении линии при срабатывании
защиты, действующей через устройство ОАПВ. Для
исключения этого последовательно с указанными выше
контактами реле РБО целесообразно включать
соответствующие контакты .переключателей ПБ.
Отметим, что рассмотренный недостаток имеет
место и в других применяющихся схемах, где обмотка
реле 9РП шунтируется контактами реле РПО или РПВ.
2. Если в «процессе ликвидации многофазного к. з.
на землю «выключатель повторно включится
устройством трехфазного АПВ на устойчивое однофазное к. з.,
то .после его отключения произойдет непредусмотренное
и с большой степенью вероятности неуспешное ОАПВ.
Этого можно избежать, если параллельно с
соединенными последовательно контактами переключателей ПБ
между зажимами 105 и 107 схемы ОАПВ-501 (см.
рис. 8-10) включить контакты реле 1РП устройства
АПВОС (рис. 9-9,а). Реле 1РП должны в этом случае
иметь замедление на возврат.
Указанные контакты реле 1РП обеспечивают пуск
реле 4РПЗ схемы ОАПВ после неуспешного
трехфазного АПВ, благодаря чему защита сразу действует на
отключение трех фаз.
Учитывая изложенное выше в п. 1, целесообразно
последовательно с контактом каждого реле 1РП
включить контакты соответствующего переключателя ПБ.
Необходимо отметить, что присоединение к обмотке
реле 9РП внешних цепей вообще является
нежелательным по соображениям надежности, так как действие
20—1601 305
этого реле связано с обеспечением отключения к. з.
(отключение через схему ОАПВ).
При реконструкции устройства ОАПВ-501 возможен
другой путь достижения необходимого взаимодействия
устройств ОАПВ-501 и трехфазного АПВ —
ограничение длительности удерживания отключающих реле, что,
однако, потребует добавления в схему ОАПВ еще
одного реле. Необходимо остановиться еще на одном
вопросе, связанном с совместным использованием устройств
ОАПВ-501 и трехфазного АПВ на линиях,
оборудованных защитой типа ДФЗ-501.
До последнего времени было принято осуществлять
принудительный останов высокочастотного .передатчика
по двум цепям: во-первых, с помощью реле РПО, при
их срабатывании на всех трех фазах выключателя, во-
вторых, от контакта реле 4РП-3 устройства ОАПВ-501.
Последний способ не только более надежен, но и
обеспечивает действие защиты ДФЗ-501 в неблагоприятных
для нее условиях с наименьшим замедлением.
Однако если на линии, оборудованной защитой
ДФЗ-501, наряду с ОАПВ используется трехфазное
АПВ, останов высокочастотного передатчика защиты,
осуществляемый длительной подачей «минуса» от реле
4РП-3 устройства ОАПВ, будет при многофазных к. з.
приводить к заведомо неуспешному АПВ. Для
исключения этого недостатка необходимо либо вообще
исключить указанную цепь останова высокочастотного
передатчика защиты, либо подавать «минус» от
устройства ОАПВ на реле 10РП схемы защиты ДФЗ-501
через контакт реле 11РП [Л. 79]. Последнее
управляется .пусковым органом защиты, и благодаря этому
останов высокочастотного передатчика осуществляется
только в том случае, если пусковой орган действует
и находится в этом состоянии достаточно длительное
время. Таким образом, при трехфазных АПВ на
неустойчивое к. з. высокочастотный передатчик не
останавливается.
Необходимость в указанном изменении монтажа на
панели защиты ДФЗ-501 отпадает, если в схеме ОАПВ-501
ограничена длительность удерживания реле 4РП-3.
Как указывалось выше (см. § 8-1), при
осуществлении ОАПВ не допускается ускорение действия защит,
не отстроенных от несимметрии неполнофазного
режима и не возвращающихся в исходное положение в цик-
ле ОАПВ. Поэтому при сочетании ОАПВ и АПВОС
ускорение действия защиты должно производится лишь
при АПВОС и запрещаться -при ОАПВ. Это
обеспечивается включением обмотки реле ускорения защиты
через «последовательно соединенные размыкающие
контакты реле РПВ всех фаз выключателя, а при наличии
двух выключателей в цепи линии — через
«последовательно соединенные контакты реле РПВ всех фаз обоих
выключателей.
ГЛАВА ДЕСЯТАЯ
АПВ ШИН, ТРАНСФОРМАТОРОВ
и электродвигателей
10-1. УСТРОЙСТВА АПВ ШИН
При возникновении повреждений на шинах в
результате действия соответствующих защит производится
отключение всех питающих эти шины присоединений.
Основная задача устройств АПВ шин состоит в том,
чтобы в указанных случаях производить повторную
подачу напряжения на шины и этим при неустойчивых
повреждениях обеспечить восстановление
электроснабжения питаемых от этих шин потребителей. Указанная
задача решается путем АПВ выключателя одного из
присоединений, по которым производилась подача
напряжения к поврежденным шинам.
Другая, более широкая задача устройств АПВ шия
заключается в том, чтобы в случае успешной
автоматической подачи напряжения на обесточенные шины от
одного из присоединений обеспечить полное
восстановление первоначальной схемы сети путем АПВ всех
других отключенных защитами питающих
присоединений. Такое осуществление АПВ шин, обеспечивающее
автоматический возврат к схеме предаварийного
режима, целесообразно предусматривать на подстанциях,
расположенных в районах сильного загрязнения
атмосферы выбросами химических и металлургических
предприятий, где возможны многократные, как правило
неустойчивые, перекрытия подвесной и опорной
изоляции; оно целесообразно также для нетелемеханизиро-
ванных подстанций, работающих без постоянного
дежурного персонала.
20* 307
В простейших случаях, когда отключение
повреждений на шинах приемных подстанций обеспечивается
защитами, установленными на противоположных
концах питающих линий, специальные устройства для АПВ
шин не предусматриваются В этих случаях повторная
подача напряжения на шины обеспечивается за счет
действия устройств АПВ выключателей на питающих
концах линий.
В других случаях для отключения на шинах
предусматриваются специальные защиты шин (например,
дифференциальные), действующие на отключение
установленных на данной подстанции выключателей
питающих присоединений. В таких случаях для
осуществления АПВ шин используются устройства АПВ
присоединений, отключаемых защитой шин. При этом
повторная подача напряжения на шины производится от
одной из питающих линий, заранее избираемой для
этой цели, а в случае успешного АПВ выключателя
этой линии производится АПВ выключателей других
питающих присоединений, отключенных защитой шин.
Для обеспечения действия устройств АПВ питающих
линий не только при повреждениях на линии, но и при
повреждениях на шинах в них предусматриваются две
независимые, включаемые параллельно цепи пуска.
Одна из них — основная — предназначается для пуска
устройства АПВ при повреждениях на линии и поэтому
содержит органы контроля, необходимые для проверки
допустимости АПВ в этих случаях. Вторая —
дополнительная — пусковая цепь предназначается для пуска
устройства АПВ линии, включаемой первой на
обесточенные шины, и вводится в действие параллельно
основной пусковой цепи только в устройстве АПВ линии,
заранее избираемой для подачи напряжения на шины.
Пуск устройств АПВ других присоединений,
включаемых после успешной подачи напряжения на шины,
обеспечивается по основной пусковой цепи, так как
при этом имеют место те же условия, что и при АПВ
линии.
В тех случаях, когда на питающих линиях
осуществляется АПВ с контролем синхронизма (АПВОС или
АПВУС), указанная выше дополнительная цепь пуска
устройства АПВ линии, включаемой первой, необходима
в связи с тем, что предусмотренные в устройстве
органы контроля синхронизма при отсутствии напряжения
308
на шинах запрещают пуск устройства по основной цепи.
В этих случаях действие устройства АПВ
обеспечивается по дополнительной пусковой цепи с контролем
отсутствия напряжения на шинах. Наличие такого
контроля исключает возможность действия устройства
по этой пусковой цепи при повреждениях на линии,
когда напряжение на шинах сохраняется, благодаря
чему в таких случаях предотвращается возможность
включения на несинхронное напряжение. Контроль
отсутствия напряжения на шинах осуществляется
с помощью реле напряжения, размыкающий контакт
которого включается в дополнительную пусковую цепь.
После успешной подачи напряжения на шины от
одной из питающих линий действие устройств АПВ
других присоединений отключенных защитой шин
определяют предусмотренные в них органы контроля
синхронизма. Благодаря этому предотвращается недопустимое
включение на несинхронное напряжение, а в случае
устойчивого повреждения на шинах на него включается
лишь выключатель одной из линий, от которой
производится подача напряжения на обесточенные шины.
Если на питающих линиях допускается несинхронное
АПВ, то и при осуществлении АПВ шин никаких мер,
исключающих несинхронное включение, можно не
предусматривать. Однако и в этих случаях пуск устройства
АПВ линии, включаемой первой на обесточенные шины,
обычно производится с контролем отсутствия
напряжения на шинах. Благодаря этому исключается пуск
устройства АПВ по дополнительной цепи при
повреждении на линиях, если с целью обеспечения определенной
последовательности включений выключателей линии
АПВ линии на данном ее конце производится с
контролем наличия напряжения на линии (см. § 7-2).
АПВ выключателей других питающих присоединений
производится с контролем наличия напряжения на
шинах, благодаря чему их включение оказывается
возможным лишь при успешной подаче напряжения на
шины от линии, включающейся первой. Он
осуществляется путем включения в основную цепь пуска устройства
АПВ замыкающего контакта указанного выше реле,
контролирующего напряжение на шинах, и исключает
возможность многократной подачи напряжения на шины
от разных линий в случае устойчивого ПОРреждения
на шинах.
309
На рис. 7-2 и 7-9 приведены типовые схемы устройств
АПВ, обеспечивающих осуществление как АПВ линий,
так и АПВ шин. Первая из них предназначается для
случая, когда на линиях допускается несинхронное
АПВ, а вторая — когда при повреждениях на линии
производится АПВ с контролем синхронизма (АПВОС).
Ниже рассматривается действие этих устройств только
при повреждениях на шинах; их действие при
повреждениях на линии было рассмотрено выше в § 7-5 и 7-6.
При осуществлении АПВ шин указанные устройства
позволяют производить либо только автоматическую
подачу напряжения на шины с последующим включе^
нием других присоединений по усмотрению персонала,
либо, кроме того, автоматическое восстановление тран^
зитных связей, нарушенных при действии защиты шин.
Выбор режима работы устройств АПВ отдельных
присоединений, отключаемых защитой шин, производится
при помощи накладки 2Н.
Если при осуществлении АПВ шин должна
производиться лишь автоматическая подача напряжения на
шины только от одной из питающих линий с целью
восстановления электроснабжения потребителей, питаю*
щихся по неотключенным тупиковым линиям, то
накладка 2Н в устройстве АПВ этой линии должна быть
установлена в положение 3—4; в устройствах АПВ
других питающих линий указанные накладки должны быть
установлены в положение /—-4. При этом в случае
действия защиты шин устройство АПВ первой линии
будет действовать с контролем отсутствия напряжения
на шинах (по дополнительной пусковой цепи через
контакт РНШ)% а устройства АПВ других линий будут
заблокированы. Блокирование осуществляется при
помощи реле РБ, которое при действии защиты шин
срабатывает, самоудерживается и своим замыкающим
контактом производит разряд конденсатора устройства
АПВ. Реле РБ осуществляет также запрет АПВ шин
в случае действия устройства резервирования при
отказе выключателя (УРОВ), благодаря чему
предотвращается повторная подача напряжения на поврежденный
трансформатор или блок генератор—трансформатор
в случае отказа их выключателей.
Снятие запрета на действие заблокированного
устройства АПВ производится автоматически при
ликвидации «положения несоответствия» на отключен-
310
номй выключателе, так как при этом производится
размыкание цепи самоудерживания реле РБ.
Если после успешного АПВ первой линии должно
производиться автоматическое восстановление
транзитных связей через шины, то в устройствах АПВ всех
линий, за исключением той, которая заранее избирается
для постановки шин под напряжение, накладки 2Н
должны быть установлены в положение 2—4. При этом
устройства АПВ этих линий будут действовать по
основной цепи пуска через предусмотренные в ней
органы контроля наличия напряжения на шинах и
линии (в схеме на рис. 7-2) или органы контроля
синхронизма (в схеме на рис. 7-9).
Необходимо учитывать, что во избежание отказа
АПВ шин при выводе в ремонт линии, избранной для
автоматической постановки шин под напряжение,
следует обеспечить подачу напряжения на шины от
другой линии. Для этого в устройстве АПВ последней
накладка 2Н должна быть переведена в положение 3—4.
В некоторых случаях при подаче напряжения о г
одной из линий на устойчивое повреждение на шинах
ток срабатывания защиты шин может оказаться
недостаточным для обеспечения ее действия и
отключений этой линии. Это может иметь место, например,
в тех случаях, когда подача напряжения на шины
производится от недостаточно мощного источника по
линии значительной протяженности. В этих случаях
в устройстве защиты шин предусматривается
дополнительный комплект токовых реле высокой
чувствительности, действие которых на отключение разрешается
в течение непродолжительного времени лишь при АПВ
шин. Последнее обеспечивается тем, что импульс от
чувствительного элемента защиты шин на отключение
соответствующих присоединений подается через
замыкающий контакт реле ускорения защиты РПУ этих
присоединений.
Следует отметить, что в тех случаях, когда после
успешной автоматической подачи напряжения на шины
от одной из линий должно производиться АПВ всех
других отключенных питающих присоединений,
устройства АПВ должны предусматриваться также на шиносое-
динительных и секционных выключателях и
выключателях трансформаторов. В этих случаях выдержки
времени устройств АПВ всех питающих присоединений
311
необходимо выбирать различными для недопущения
одновременного включения большого числа
^выключателей и неизбежной при этом недопустимой перегрузки
аккумуляторной батареи при осуществлении АПВ шин.
На подстанциях с большим числом питающих
присоединений это приводит к нежелательному увеличению
времени цикла АПВ не только при повреждениях на
шинах, но и при повреждениях на линиях. В связи
с этим на таких подстанциях иногда
предусматриваются специальные устройства АПВ шин, обеспечивающие
поочередное включение выключателей питающих
присоединений в определенной, заранее установленной
последовательности.
В случае применения указанных устройств можно
избежать увеличения времени цикла АПВ при
повреждениях на линиях. Схема такого устройства приведена
на рис. 10-1. Оно представляет собой некоторое
видоизменение устройства, разработанного в системе
Мосэнерго [Л. 80], и предназначается для осуществления
АПВ шин подстанций при допустимости НАПВ или
в случаях, когда включение на несинхронное
напряжение в цикле АПВ не может иметь места.
Устройство состоит из общих для всех
присоединений реле времени РВ и двухобмоточного
промежуточного реле РП. Кроме того, для каждого присоединения,
включаемого при АПВ шин, предусматриваются
индивидуальные двухобмоточные промежуточные реле 1РП.
2РП, ЗРП и т. д.
Пуск устройства производится при действии защиты
шин. При этом срабатывает и самоудерживается реле
времени РВ. В момент замыкания проскальзывающего
контакта реле времени РВ (уставка которого должна
с некоторым* запасом превышать время возврата
защиты шин после отключения повреждения) срабатывает и
самоудерживается промежуточное реле РП. Последнее
производит размыкание контакта в цепи пуска реле
времени при действии защиты шин, замыкание
контакта в цепи шунтирования обмотки реле РВ, а также
замыкание контактов в цепи параллельной обмотки
реле 1РП и в цепи включения выключателя первого
присоединения, в которую включена последовательная
обмотка реле 1РП. При этом реле 1РП не срабатывает
так как его обмотки включены встречно и создаваемые
ими магнитные потоки взаимно компенсируются.
312
Рел* 1РП подействует после включения выключателя
первого присоединения, когда цепь включения этого
выключателя будет разомкнута блок-контактом. Тогда
замкнется цепь параллельной обмотки реле 2РП и цепь
включения выключателя второго присоединения. Таким
РЗШ
—1Г~
РВ
1Г
рп
"1Г~
РП
РП
РВ
НР7"
°РП
"II
РП
П1
1РП
П(—
2РП
"II—
РВ
РВ
"1ГГ
рп
1РП
. 2РП
ЗРП
00,8,6
На Включение 18
На Включение 2В
На Включение ЗВ
+»На Включение ЧВ
Рис. 10-1. Схема устройства АПВ шин.
РВ — реле типа ЭВ-132; Р/7, 1РП% 2РП, ЗРП — реле типа РП-255; РЗШ—
контакт выходного реле защиты шип.
образом, будет производиться поочередное включение
выключателей всех присоединений, отключенных
защитой шин. Для того чтобы при действии устройства не
могло производиться включение выключателей,
находившихся при действии защиты шин в отключенном
положении, необходимо посылку импульса на включение
производить через контакт ключа управления,
замкнутый, когда ключ находится в положении «включено»,
р/да через кортакт реле фиксации включенного положе-
313
ния выключателя. После включения всех
присоединений устройство возвращается в исходное положение, что
обеспечивается шунтированием обмотки реле времени
РВ его упорным контактом.
Рассмотренное выше действие устройства имеет
место при успешном АПВ выключателя первого
присоединения, т. е. при неустойчивом повреждении на шинах.
В случае если повреждение оказывается устойчивым,
после включения выключателя первого присоединения
повторно действует защита шин и производится
шунтирование обмотки реле времени РВ через
последовательную обмотку реле РП. Благодаря этому
обеспечивается немедленное прекращение действия
устройства вследствие размыкания мгновенного
контакта реле времени РВ. Шунтирование обмотки реле РВ
продолжается до момента возврата защиты шин, что
обеспечивается удерживанием реле РП по цепи его
последовательной обмотки.
В некоторых случаях при осуществлении АПВ шин
может оказаться необходимым производить
автоматическую подачу напряжения на обесточенные шины не
от одной из линий, а от других питающих присоединений.
Это может иметь место, например, при осуществлении
АПВ шин среднего или низшего напряжения
подстанции в случае отсутствия питания со стороны сетей
указанных напряжений, а также в тех случаях, когда
защита шин оказывается нечувствительной к току к. з.
на шинах, имеющему место при питании поврежденных
шин только от одной из линий.
В указанных случаях на однотрансформаторных
подстанциях АПВ обесточенных шин среднего или
низшего напряжения может производиться лишь путем
повторного включения отключенного выключателя
трансформатора, питающего эти шины; на двухтрансформа-
торных подстанциях автоматическая подача напряжения
на обесточенные шины может производиться либо путем
повторного включения выключателя трансформатора,
либо от другой системы или секции шин путем АПВ
шиносоединительного или секционного выключателя.
Необходимо, однако, отметить, что использование
шиносоединительного и секционного выключателей для
осуществления АПВ шин следует по возможности
избегать, вследстие того что при этом в случае
устойчивого повреждения на шицах возможны глубокие цосад-
314
ки гапряжения на неповрежденных секциях и системах
шин, что неблагоприятно сказывается на работе
питаемых от них потребителей. Следует также иметь в виду
возможность совпадения неуспешного АПВ шин и
отказа шиносоединительного (секционного) выключателя
или его защиты и в связи с этим возможность обесточе-
ния неповрежденной системы шин или секции шин. При
осуществлении АПВ шин путем повторного включения
выключателя трансформатора посадки напряжения на
неповрежденных секциях или системах шин
оказываются менее ощутимыми, а их полное обесточение при
отказах выключателя или действующей на него защиты
практически не может иметь места, так как в этих
случаях будет производиться отключение
трансформатора со стороны питающих шин, а неповрежденные
секции или системы шин будут питаться от другого
трансформатора.
Повторная подача напряжения на обесточенные
шины от питавшего их трансформатора может
оказаться более целесообразной, чем от одной из питающих
линий, также по следующим соображениям. Например,
если АПВ шин среднего напряжения подстанции будет
осуществляться выключателем одной из питающих
линий, то при включении выключателя трансформатора
для последующего автоматического восстановления
первоначальной схемы подстанции может оказаться
необходимой проверка синхронизма. Для этого на
трансформаторном выключателе должны быть
предусмотрены устройство АПВ с контролем синхронизма и
необходимое для его действия устройство отбора
напряжения в цепи одной из обмоток пониженного
напряжения трансформатора. Если же при осуществлении АПВ
шин первым будет включаться трансформаторный
выключатель, то на нем может быть установлено устройство
АПВ без контроля синхронизма. В этом случае при
АПВ других питающих присоединений для
осуществления автоматической сборки первоначальной схемы
подстанции контроль синхронизма обеспечивается в
устройствах АПВ линейных выключателей, а на шиносоедини-
тельном и секционном выключателях он осуществляется
весьма просто путем сравнения напряжений от
трансформаторов напряжения сборных шин.
Приведенные выше соображения в части
осуществления АПВ шин путем АПВ трансформаторных выклю-
315
ча^елей относятся к однотрансформаторйым
подстанциям, а также к подстанциям с двумя параллельно
работающими трансформаторами. В этих случаях
устройства АПВ выключателей трансформаторов
обычно выполняются по схеме устройств АПВ линейных
выключателей с пуском при возникновении положения
«несоответствия». При этом для исключения
возможности АПВ выключателя трансформатора в случае
повреждения последнего предусматривается
блокирование устройств АПВ (путем разряда конденсатора) при
действии защит от внутренних повреждений
трансформаторов.
При раздельной работе трансформаторов весьмл
эффективным оказывается сочетание действий устройств
АПВ и" АВР (автоматического включения резерва).
В этом случае устройства автоматики действуют
следующим образом. Если обесточение питаемых шин
явилось следствием повреждения питающего их
трансформатора, то восстановление их питания производится
действием устройства АВР. В зависимости от
предшествовавшего аварии режима работы это
обеспечивается либо включением шиносоединительного (или
секционного) выключателя, либо включением
выключателей второго трансформатора (если он находился в
резерве) .
Если же прекращение питания шин было вызвано
возникновением повреждения па них, то для
восстановления их питания производится АПВ отключенного
защитой выключателя трансформатора. В этих случаях
пуск устройства АПВ трансформаторного выключателя
производится от защиты, действующей при повреждении
на шинах (дифференциальной защиты шин или
максимальной защиты трансформатора). При этом
производится блокирование действия устройства АВР, которое
пускается во всех случаях аварийного отключения
трансформаторного и шиносоединительного (или
секционного) выключателей. Блокирование
осуществляется пусковым реле устройства АПВ. Это реле,
являющееся дополнением к устройству ТАПВ типа РПВ-58,
срабатывает по цепи своей последовательной обмотки,
включаемой в цепь действия защиты шин на
отключение трансформаторного выключателя, и
самоудерживается с помощью параллельной обмотки по цепи
несоответствия. При этом своим размыкающим контак-
31В
то^оно блокирует действие устройства АВР, а
замыкающим йускает реле времени устройства АПВ. При
успешном АПВ пусковое реле деблокируется
автоматически, а при неуспешном — после квитирования ключа
управления трансформаторного выключателя и
ликвидации положения «несоответствия».
В установках, схемы электрических соединений
которых предусматривают наличие двух систем шин и
двух выключателей в цепи каждого присоединения
(см. рис. 7-13,в и д), осуществление АПВ шин
требуется лишь в определенных режимах работы установки.
При таких схемах в случае повреждения на шинах
отключаются все выключатели, присоединяющие
отходящие цепи к данной системе шин. Если в режиме,
предшествовавшем возникновению повреждения на шинах,
были включены оба выключателя в цепи каждого
присоединения, то отключение одной системы сборных шин не
приводит к нарушению питания каких-либо
присоединений, так как нормальная их работа продолжает
обеспечиваться за счет сохранения связей с другими
присоединениями через вторые выключатели каждой цепи. Поэтому
в таких случаях АПВ обесточившейся системы шин
путем включения выключателя одного из
присоединений не только не требуется, но и является
нежелательным, так как в случае устойчивого повреждения на
шинах оно может привести к включению на к. з. всех
источников питания, работающих параллельно через
вторую систему шин.
Однако если одна из отходящих линий в предава-
рийном режиме по каким-либо причинам была
подключена через один выключатель (например, при ремонте
или ревизии второго выключателя), то оказывается
целесообразным ее использование для АПВ шин,
к которым она была присоединена. В этом случае при
устойчивом повреждении на шинах возмущение в
системе после АПВ будет менее значительным, так как ток
к. з. будет ограничиваться сопротивлением линии. Для
осуществления АПВ в этих случаях в устройствах АПВ
линейных выключателей, примыкающих к сборным
шинам, предусматривается дополнительная цепь пуска
с контролем отсутствия напряжения на шинах. Эта
цепь вводится в действие с помощью накладки в
устройстве АПВ выключателя линии, избираемой для подачи
напряжения на обесточенные шины, только в тех
317
случаях, когда второй выключатель этой линии
отключен.
Схемы устройства АПВ шин в установках, на
которых используются выключатели с пружинным приводом
и переменный оперативный ток (т. е. на напряжения
6—10 и 35 кв), могут быть различными в зависимости
от способа обеспечения установки оперативным током
после обесточения шин.
Если после отключения питающих присоединений
от сборных шин напряжение в сети оперативного тока
сохраняется (например, за счет питания ее от
трансформаторов, присоединяемых до выключателя в цепи
ввода питания на шины), то для осуществления АПВ
шин могут быть использованы схемы, приведенные на
рис. 3-10. В этих случаях АПВ выключателя,
включаемого первым на обесточенные шины, может быть
допущено без проверки отсутствия напряжения на шинах.
Такое допущение оказывается возможным в целях
упрощения в связи с тем, что в сетях указанных выше
напряжений опасность несинхронных включений
практически отсутствует. АПВ других присоединений для
исключения возможности многократной подачи
напряжения на поврежденные шины следует производить
с контролем наличия напряжения на шинах. Это может
быть обеспечено включением в цепь реле времени АПВ
замыкающего контакта реле контроля наличия
напряжения на шинах. На присоединении, избранжом для
включения первым на обесточенные шины, указанный
контакт должен быть закорочен при помощи накладки.
Обеспечение разновременности включений питающих
присоединений после успешной подачи напряжения на
шины в связи с использованием пружинных приводов
не требуется.
В случаях, когда после обесточения шин напряжение
в сети оперативного тока не сохраняется, для
обеспечения действия приводов выключателей оказывается
необходимым использовать энергию предварительно
заряженных конденсаторов. Для осуществления АПВ шин
в этих случаях могут быть использованы устройства АПВ
присоединений, выполненные по схеме на рис. 10-2 (Л. 35].
Зта схема предусматривает осуществление
оперативного отключения выключателя с помощью
электромагните ЗОь питаемого оперативным током от
трансформатора собственных нужд или трансформатора напряже-
318
ния; все ^другие операции — оперативное и
автоматическое ^ключ^ния, а также аварийное отключение при
действии релейной защиты — обеспечиваются
соответственно электромагнитами ЭВ и Э02 за счет энергии,
запасенной в конденсаторах Св и С0, для заряда которых
1 УЗ'401 \
К защите,запрещающей АПВ
Рис. 10-2. Схема устройства АПВ выключателя с
пружинным приводом.
УЗ-401 — зарядное устройство; Св, С0 — конденсаторы; Дв,
Д0 — разделительные диоды; РПВ — реле типа РП-25; РВ —
реле типа ЭВ-235 (ЭВ-225); РНШ — контакт реле контроля
напряжения на шинах.
предусмотрено зарядное устройство типа УЗ-401.
Разделительные диоды Дв и До исключают возможность
разряда обоих конденсаторов при выполнении одной из
перечисленных операций.
Автоматическое повторное включение выключателя
после его аварийного отключения обеспечивается с
помощью реле РПВ, реле времени РВ и конденсатора С0.
Последний является не только источником питания
электромагнита ЭВУ но и органом, обеспечивающим
однократность действия устройства АПВ.
Готовность устройства к действию обеспечивается
при заряженном конденсаторе Св благодаря тому,, ч^р
90мотки реле РПВ и РВ находятся под напряжением.
319
При отключении выключателя обмотка реле &ЛВ
обесточивается и оно своим контактом размыкает цепь
обмотки реле времени РВ типа ЭВ-235, которое при этом
пускается и начинает отсчет времени. Через промежуток
времени, определяемый выбранной уставкой, реле РВ
производит замыкание своего контакта в цепи разряда
конденсатора Св на обмотку электромагнита включения
ЭВ через контакт ключа управления, замкнутый при
нахождении его в положении «включено», в результате
чего происходит включение выключателя. Если
повреждение было неустойчивым, то выключатель останется
включенным и после заряда конденсатора Св
устройство будет готово к новому действию. Заряд
конденсатора будет производиться через вновь замкнувшийся
контакт реле РПВ и сопротивление г3, величина
которого выбирается с таким расчетом, чтобы новый цикл
АПВ мог произойти через 15—20 сек.
Если же повреждение на шинах или в цепи данного
присоединения было устойчивым, то при повторном
действии защиты выключатель вновь отключится действием
электромагнита ЭОь которое обеспечивается за счет
энергии, запасенной в конденсаторе С0. Заряд
последнего к моменту повторного действия защиты
обеспечивается благодаря отсутствию сопротивлений в его цепи.
Повторный заряд конденсатора Св после
неуспешного АПВ производиться не будет, так как цепь его
заряда окажется разомкнутой. Новый его заряд произойдет
после перевода ключа управления в положение
«отключено», благодаря чему будет обеспечена возможность
последующего включения выключателя действием
электромагнита ЭВ. Действие АПВ после дистанционного
включения на к. з. исключается тем, что заряд
конденсатора Св расходуется на выполнение операции
включения, и тем, что новый его заряд оказывается
возможным только после квитирования ключа управления. При
дистанционном отключении выключателя разряд
конденсатора Св производится через сопротивление гр с
помощью контакта ключа управления, замыкающегося
в момент подачи команды на отключение.
Включенный последовательно с контактом реле
времени замыкающий контакт реле контроля напряжения
на шинах РНШ обеспечивает возможность
подключения питающих присоединений к шинам в цикле АПВ
шин лишь при наличии на цпх напряжения, благодаря
320
чему исключается возможность многократной подачи
напряжения \а поврежденные шины. На присоединении,
от которого производится подача напряжения на шины,
этот контакт должен быть шунтирован накладкой ///.
При использовании рассмотренного устройства АПВ
следует иметь в виду, что пуск его может происходить
не только при отключениях выключателя, но и при
глубоких понижениях напряжения в случае к. з. как в
высоковольтной сети, так и в сети оперативного тока, что
следует учитывать при выборе выдержки времени реле
РВ.
При длительных исчезновениях напряжения в сети
оперативного тока подача включающего импульса на
электромагнит включения включенного выключателя
исключается размыкающим блок-контактом
выключателя.
10-2. УСТРОЙСТВА АПВ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Автоматическое повторное включение
трансформаторов предусматривается с целью автоматического
восстановления их нормальной работы после аварийных
отключений, не связанных с возникновением в них
внутренних повреждений. Как показывает опыт
эксплуатации, АПВ трансформаторов позволяет сохранять
их в работе в случае возникновения неустойчивых
повреждений на выводах, при ложных действиях защит
и в ряде других случаев.
На однотрансформаторных подстанциях с
односторонним питанием осуществление АПВ трансформаторов
является обязательным. При наличии на подстанции
г односторонним питанием двух трансформаторов,
работающих параллельно, осуществление АПВ
трансформаторов целесообразно в том случае, если отключение
одного из них может вызвать перегрузку другого и
в связи с этим необходимость отключения части
потребителей.
АПВ трансформатора осуществляется путем
повторного включения всех его отключившихся выключателей.
Благодаря этому обеспечивается также АПВ шин
пониженных напряжений в случае отключения выключателя
в цепи одной из обмоток трансформаторов (см. § 10-1).
Применяемые в энергосистемах устройства АПВ
трансформаторов различаются главным образом
способами пуска и блокирования их действия,
21-1601 321
Один из применяемых способов предусматривает
пуск устройств АПВ во всех случаях аварийных
отключений трансформатора, в том числе при рго внутренних
повреждениях. Недостаток этого способа заключается
в возможности повторного включения поврежденного
трансформатора под напряжение и, следовательно,
увеличении размеров повреждения трансформатора.
Указанный способ применяется лишь при наличии
быстродействующих защит, обеспечивающих возможность
быстрого отключения трансформатора после неуспешного
АПВ.
Для устранения указанного недостатка во многих
случаях предусматривается блокирование устройств
АПВ трансформатора при действии его защит от
внутренних повреждений (дифференциальной и газовой).
Однако в этих случаях имеют место другие недостатки,
состоящие в том, что АПВ трансформатора не
обеспечивается после его отключения из-за неустойчивого к. з.
на выводах в зоне дифференциальной защиты или
ложного действия газовой защиты. Устранение этих
недостатков обеспечивается в устройствах АПВ, пуск
которых производится во всех случаях аварийных
отключений трансформатора, а блокирование их действия — при
замыкании сигнального контакта газового реле
трансформатора. Такой способ выполнения устройств АПВ
трансформаторов основан на том, что сигнальный
контакт газового реле замыкается при всех внутренних
повреждениях трансформатора, а его ложные действия,
как показал опыт эксплуатации, имеют место
значительно реже, чем отключающего контакта.
Следует учитывать, что при указанном выполнении
устройства АПВ выдержку времени его необходимо
выбирать несколько большей, чем время замыкания
контакта сигнального элемента газового реле. Указанное
объясняется тем, что при повреждении трансформатора
отключающий контакт газового реле замыкается с
весьма малым временем, а сигнальный — с некоторым
запаздыванием (после того, как газы заполняют верхнюю
часть резервуара реле).
10-3. АВТОМАТИЧЕСКИЙ ПОВТОРНЫЙ ПУСК
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
Устройства АПВ находят применение для осуществления
автоматического повторного пуска электродвигателей, отключаемых для
обеспечения самозапуска.
322
Шк известно, для обеспечения самозапуска электродвигателей
Ответственных механизмов при восстановлении напряжения в сети
после его непродолжительного исчезновения или понижения,
действием специальной групповой защиты минимального напряжения
производится отключение электродвигателей неответственных
механизмов. В подавляющем большинстве случаев это мероприятие
обеспечивает самозапуск оставшихся включенными
электродвигателей без применения каких-либо дополнительных автоматических
устройств. Однако в некоторых случаях при исключительно тяжелых
условиях самозапуска может оказаться необходимым отключение
электродвигателей не только неответственных, но и ряда
ответственных механизмов. В таких случаях для обеспечения повторного пуска
последних после восстановления напряжения целесообразно
использование устройств АПВ, производящих повторное включение
соответствующих выключателей.
Для указанной цели может быть использовано устройство АПВ
с применением реле РПВ-58 и дополнительным реле напряжения,
контролирующим величину напряжения на шинах, от которых
питается электродвигатель. Контакт указанного реле напряжения,
замыкающийся при напряжении на шинах, близком к номинальному,
-включается в цепь пуска реле времени устройства АПВ, благодаря
чему действие последнего начинается после того, как закончится
процесс самозапуска электродвигателей, не отключаемых от шин.
Для исключения возможности действия устройства АПВ при к. з.
в цепи электродвигателя при срабатывании защиты последнего
должен производиться разряд конденсатора реле РПВ-58.
При необходимости повторного пуска нескольких
электродвигателей может быть применена схема, приведенная на рис. 10-3. Схема
обеспечивает посылку импульсов на повторный пуск отключенных
электродвигателей после возврата выходного реле групповой защиты
минимального напряжения РП и восстановления напряжения на
шинах до величины, близкой к номинальной. Последнее
контролируется замыкающим контактом реле РН. Ограничение длительности
включающего импульса обеспечивается с помощью реле 2РП,
имеющего замедление на возврат. Подача включающих импульсов должна
производиться через контакты ключей управления, замкнутых при
нахождении последних в положении «включено». Благодаря этому
исключается возможность пуска электродвигателей, которые в
момент понижения напряжения находились в отключенном положении.
Следует отметить, что использование реле напряжения в
качестве пусковых органов групповых защит минимального напряжения
в некоторых случаях не представляется возможным. Это может
иметь место, когда наряду с асинхронными двигателями от шин
устанавки питаются также и синхронные, которые -при .прекращении
питания шин переходят в генераторный' режим и в течение некото-
го времени поддерживают на шинах постепенно снижающееся
напряжение. В указанных случаях в качестве пусковых органов
групповых защит должны применяться реле понижения частоты. Их
использование в этих случаях основывается на том, что при
прекращении питания частота напряжения, поддерживаемого на шинах
синхронными двигателями, быстро снижается.
В сетях промышленных предприятий в качестве команды для
отключения электродвигателей иногда используют возникновение
несоответствия между положениями ключа управления и выключателя
21* 323
авода -питания, а также импульс от устройств автоматики (АПВ,
АВР) питающих элементов [Л. 81].
Кроме рассмотренных выше способов повторного пуска
асинхронных двигателей, в сетях промпредприятий применяются
устройства АПВ электродвигателей, которые обеспечивают повторный пуск
не в зависимости от величины восстановившегося напряжения на
РП
РМ
)РП
1РП
ПГ
\РП
2РП
О 0, 8,6
И
и
И1Г
1РП
ИГ"
\РП
ПГ"
1 РП
ПГ"
2РП
2РП
2РП
**
Рис. 10-3. Схема группового устройства повторного
пуска электродвигателей (Мосэнерго).
РН — контакт реле напряжения, замыкающийся при
напряжении на шинах, близком к номинальному; РП —
контакт выходного промежуточного реле групповой защиты
минимального напряжения; 1РП — реле типа РП-23; 2РП —
реле типа РП-252.
шинах, а по истечении определенного времени после нарушения
электроснабжения установки. Пуск АПВ производится при
возникновении несоответствия положении ключа управления и выключателя
электродвигателя, а выдержка времени повторного включения
определяется временем, необходимым для обеспечения самозапуска
других неотключеиных электродвигателей.
Применение АПВ электродвигателей не связано с утяжелением
условии работы самих электродвигателей и приводных механизмов
Условия остаются такими же, как и при обычном пуске, и даже
легче, так как электродвигатель к моменту повторного включения
обычно не успевает полностью затормозиться. Исключение могут
составлять только те электродвигатели, приводные механизмы которых
перед пуском требуют принятия специальных мер,
предотвращающих возможность возникновения несчастных случаев или
облегчающих пуск.
Значительно более тяжелые условия создаются для
электродвигателей, которые не отключаются и участвуют в самозапуске Это
324
М игточнипу питанцр
„л.
определяется тем, что в процессе самозапуска имеет место пуск
затормозившихся, а иногда и полностью остановившихся
электродвигателей три сниженном напряжении. Пуск при этом будет более
длительным, а ток электродвигателя — увеличенным, в свяаи с чем
его тепловой режим резко утяжелится.
С другой стороны, опасность для электродвигателей,
участвующих в самозапуске, возникает, если в момент
восстановления питания после
отключения к. з. в сети
потребителя или питающей сети,
а также «после работы устройств
автоматики (АПВ или АВР) на
зажимах электродвигателей
имеется значительное
напряжение, сдвинутое «по фазе (близко
к 180°) по отношению к
напряжению литания. Через
электродвигатели при этом будут
протекать токи несинхронного
включения. С
рассматриваемой точки зрения наиболее
опасным является случай
быстрого отключения к. з. на
смежных участках питающей сети,
сопровождающегося сильным
снижением напряжения у
потребителей. В этом случае
значительное реактивное
сопротивление понижающих
трансформаторов, питающих шины
потребителя, в малое время
отключения повреждения
защитой питающей сети приводят
к тому, что напряжение на
зажимах электродвигателей к
моменту восстановления
питания снизится в меньшей степени, чем, например, в случае к. з.
*в сети потребителя или при работе АПВ питающей линии.
Повторный пуск практикуется также для ответственных
электродвигателей напряжением до 1 000 в, в цепях которых в качестве
коммутационных аппаратов используются магнитные пускатели или
контакторы с удерживающей обмоткой, питаемой от напряжения
силовой сети электродвигателя. Для этой цели включение обмоток
пускателей или контакторов производится не, как обычно, по схеме
с самоудерживанием, а через контакт аппарата управления, всегда
остающийся замкнутым в положении «включено». В этих случаях
при исчезновении напряжения в сети контакторы и пускатели
отключаются, но включаются обратно при восстановлении напряжения
через любое время. Однако во многих случаях такое решение
является недопустимым по технологическим соображениям и по
условиям техники безопасности. Поэтому чаще практикуется
применение таких устройств, в которых возможность автоматического
повторного пуска электродвигателя при восстановлении напряжения
в сети обеспечивается лишь в течение определенного, заранее
установленного времени порядка нескольких секунд. Схема одного из
1П?
Рис. 10-4. Схема управления
контактора (пускателя)
электродвигателя, обеспечивающая
возможность повторного пуска при
восстановлении напряжения в
течение 1—5 сек после нарушения
питания.
К(ПМ) — катушка контактора или
пускателя, В — выпрямитель; РП — реле
серии РЭВ-800 (при задержках на
отпускание до 1,2 сек может быть
применено реле РП-256 со встроенным
выпрямителем).
325
возможных вариантов выполнения таких устройств приведена на
рис. 10-4 {Л. Ы\. Она предусматривает включение паралтельно сб^
мотке контактора или магнитного пускателя обмотки реле 1РП
с задержкой на возврат, контакт которого шунтирует контакт органа
подачи команды на включение. При исчезновении напряжения в сети
контакт реле 1РП в течение некоторого времени остается замкнутым
и благодаря этому обеспечивает возможность повторного включения
контактора или пускателя при восстановлении напряжения, если оно
происходит в течение времени задержки на отпускание реле 1РП.
Существенным недостатком схемы является то, что при подаче
оперативной команды на останов электродвигателя должна быть
обеспечена длительность этой команды, превышающая время задержки
на возврат реле 1РП.
На рис. 10-5 приведены варианты схем, не имеющие указанного
недостатки. Схема на рис. 10-5,а предназначается для
электродвигателя, управляемого дистанционно со щита с
использованием постоянного оперативного тока. При подаче команды на пуск
электродвигателя срабатывает реле РКВ% имеющее задержку на
отпускание, которое замыканием своего контакта включает обмотку
контактора. Срабатывая, последний включает электродвигатель и,
самоудерживаясь, обеспечивает нахождение под током обмотки реле
РКВ. При исчезновении напряжения в силовой сети
электродвигателя контактор отключается, реле РКВ обесточивается, но его
контакты продолжают в течение некоторого времени оставаться
замкнутыми, обеспечивая возможность повторного включения
электродвигателя, если в течение этого времени напряжение восстановится.
Исчезновение напряжения в сети оперативного тока на работе
электродвигателя не сказывается, так как при этом контактор
продолжает самоудерживаться на напряжении силовой сети. При
оперативном отключении электродвигателя срабатывает реле РКО,
размыкает цепь обмотки контактора и самоудерживается до момента
возврата реле РКВ. Благодаря этому продолжительного действия
команды на останов электродвигателя не требуется.
Схема, приведенная на рис. 10-5,6 [Л. 82], предназначается для
аналогичных условий, но предусматривает использование
переменного оперативного тока. Оперативное управление электродвигателем
производится через двухпозиционное реле РФК типа РП-351, якорь
которого в зависимости от поданной команды занимает
соответствующее фиксированное положение. При этом контактом реле РФК
производится замыкание или размыкание цепи обмотки контактора
(пускателя), главные контакты которого осуществляют включение
или отключение электродвигателя. Интервал времени, в течение
которого обеспечивается возможность обратного включения
контактора при восстановлении напряжения, определяется уставкой упорного
контакта реле времени РВ типа ЭВ-235. Последнее начинает отсчет
времени в момент обесточения своей обмотки и замыканием своего
упорного контакта обеспечивает перевод реле РФК в положение,
при котором цепь обмотки контактора размыкается, благодаря чему
при последующем восстановлении напряжения возможность
повторного пуска электродвигателя исключается.
Схема, приведенная на рис. 10-5,в, обеспечивает выполнение тех
же функций, что и рассмотренные выше схемы, но отличается от
них тем, что питание оперативных цепей производится не от
постороннего источника оперативного тока, а непосредственно от силовой
сети электродвигателя.
326
ГГУ
В1#
РКВ
• к,
-II
РПВ ГКО
Нмф-
• И I к источнику питания
РКО
я\ вЬ с*
П(ПМ)
/>кд
Т Я&игателю
К
р<т
О/И?
^
«;
Я источнику питании
"1Г
**Л*
I т|
ШО"
11
л* источнику питания
б)
Рис. 10-5. Релейные
устройства управления контактора
(пускателя) электродвигателя,
обеспечивающие возможность
повторного пуска (ВШИ
ТЭП).
а — при использовании
постоянного оперативного тока; б — при
использовании независимого
источника переменного оперативного тока;
в — при питании оперативных
цепей от силовой сети
электродвигателя; РКО — реле типа РП-23;
РКВ — реле типа РЭВ-883; РФК -
реле типа РП-351; РВ — реле типа
ЭВ-235; /Я/СО, РП — реле типа
РП-25.
Как видно из схемы, при отключенном электродвигателе
обмотка предусмотренного в схеме реле РП шунтирована последовательно
включенными контактом ключа управления КУ и контактом реле
времени РВ типа ЭВ-235. При подаче команды на включение
указанная цепь шунтирования размыкается, реле РП срабатывает и
своим замыкающим контактом подает напряжение к обмотке
контактора (пускателя). При этом включается электродвигатель и
подается напряжение к обмотке реле РВ, которое замыкает свой
контакт в цепи шунтирования обмотки реле РП, благодаря чему после
возврата ключа управления при прекращении подачи . команды
реле РП остается подтянутым. При исчезновении напряжения в
силовой сети реле РП и контактор отпадают, а реле РВ начинает
отсчет интервала времени, в течение которого разрешается
повторны^ пуск электродвигателя. Если восстановление напряжения в си-
327
ловой сети произойдет раньше, чем замкнется контакт реле РВ, то
реле РП вновь сработает и включит контактор. Если же
восстановление напряжения будет иметь место после замыкания контакта
реле РВ% то реле РП при этом не сработает, так как его обмотка
будет шунтирована, вследствие чего повторный пуск
электродвигателя окажется невозможным.
Оперативное отключение электродвигателя производится путем
подачи команды через реле РКО, которое при этом срабатывает"
размыкает цепь обмотки контактора и самоудерживается через
замыкающий контакт реле РП до момента, пока обмотка последнего!
не будет шунтирована контактом реле РВ.
ЛИТЕРАТУРА
1. Соловьев И. И., Автоматизация энергетических систем,
Госэнергоиздат, 1956.
2. 3 ей л.ид зон Е. Д., Об оценке технико-экономической
эффективности устройств электроавтоматики, «Электрические станции»,
1956, № 7.
3. 3 е й л и д з о н Е. Д.. Вопросы внедрения и
совершенствования АПВ и АВ|Р, Сборник «Средства ттротивоаварийной автоматики
энергосистем», изд-во «Энергия», 1964.
4. Б а р з а м А. Б., Системная автоматика, изд-во «Энергия»,
1964.
5. Правила устройств электроустановок, изд-во «Энергия», 1965.
6. Справочник по релейной защите под общей ред. М. А. Бер-
ковича, Госэнергоиздат, 1963.
7. Богорад А. М., Назаров Ю. Г., Автоматическое
повторное включение в электрических установках, Московские курсы
повышения квалификации ИТР, Москва, 1964.
8. Майкопар А. С, Дуговые замыкания на линиях
электропередачи, изд-во «Энергия», 1965.
9. НэфиХембрик, Сетевые испытания быстродействующего
масляного выключателя 138 кв> «Энергетика за рубежом»,
Выключатели высокого напряжения, вып. 1, Госэнергоиздат, 1958.
10. Вакег В. Р., Сг1П& С. В., Быстродействующий масляный
выключатель на 161 кв, 10000 Мва с многократным автоматическим
повторным включением, ТгапзасИопз о1 (Не А1ЕЕ, 1952, т. 71, ч. III.
11. Розенкноп М. П., Ускорение действия защиты при
автоматическом повторном включении (АПВ), Госэнергоиздат, 1949.
12. Розенкноп М. П., Поочередное АПВ линий
электропередачи, «Электричество», 1948, № 11.
13. Б о г о р а д А. М., Комиссарова И. И., Е с к и н а Н. А.,
Принципиальные схемы управления, сигнализации и автоматики
понизительных подстанций на переменном оперативном токе, Тепло-
электропроект, Москва, 1959.
14. Богорад А. М., Автоматизация понизительных
подстанций без выключателей на стороне высшего напряжения, «Бюллетень
технической информации и обмена опытом», 1959, № 11, Теплоэлек-
тропроект, Москва.
15. Коваленко Ф. Н., Макаров Е. Ф., Скиба И. В.,
Защита и автоматика трансформатора с короткозамыкателем и
отделителем ПО /се, «Электрические станции», 1958, № 7.
16. Па пер но Л. Б., Применение отделителей для
секционирования высоковольтных сетей, «Электрические станции», 1960, № 5.
329
17. 3 у л ь Н. М., М о л о с н о в Н. Ф., Яновский Л. Я.,
Автоматический отделитель для сельских электрических сетей 6—10 кв,
«Электротехника», 1966, № 7.
18. Зуль Н. М., Кр а у с-п В. Р., О новых схемах подстанций
35/10 кв сельскохозяйственного назначения, «Электрические станции»,
1961, № 5.
19. 5спи1г В. Н., №\у 1оо1з 1о рптёе есопогтса1 зесИопаН-
гт& оГ ЬгапсЬ Нпез ш Ыдп ГаиН сиггеп! агеаз, РгосеесНп^з оГ 1Ье
Атепсап Ротуег Соп1егепсе, |1965.
20. Филд, Летерберри, Выключатели повторного действия
для быстродействующей защиты распределительных сетей, Тгапз-
асИопз о! 1Ье А1ЕЕ, 1955, т. 74, ч. III.
21. Михеев А. А., Назаров Ю. Г., Автоматика сетей 30 кв
Мосэнерго, Сборник информационных материалов Мосэнерго,
вып. IX, Госэнергоиздат, 1955.
22. Розенкноп М. П., Некоторые вопросы внедрения АПВ
в энергосистемах Министерства электростанций, «Электрические
станции», 1948, № 8.
23. Федосеев А. М., Основы релейной защиты,
Госэнергоиздат, 1961.
24. Киска ч и В. М., Назаров Ю. Г., Определение
поврежденных присоединений при замыканиях на землю в кабельных сетях,
«Электрические станции», 1965, № 7.
25. Б о г о р а д А. М., Д о р о д н о в а Т. Н., Ч е р н и н А. Б.,
Шапиро 3. Б., Схемы трехфазного однократного АПВ линий
с двусторонним питанием, Теплоэлектропроект, ОПЭ, Москва, 1949.
26. Б о г и н а М. М., С о л о в ь е в И. И., Ц а р е в М. И.,
Устройства автоматического повторного включения линий электропередачи,
«Электрические станции», 1951, N° 5.
27. Царев М. И., Трехфазное автоматическое повторное
включение в энергетических системах, Труды ЦНИИЭЛ, вып. 1,
Госэнергоиздат, 1953.
•'28. С теп у нин С. Е., Стрелков В. М., Царев М. И.,
Усовершенствование устройств трехфазного автоматического
повторного включения, «Электрические станции», 1960, № 5.
29. Б о г о р а д А. М., Дмитриева Г. А., 3 »и н о в ь е в а Н. Н.,
Принципиальные схемы управления, сигнализации я АПВ воздушных
выключателей 15—500 кв, Теплоэлектропроект, Москва, 1966.
30. Склизков Е. И., Усенко А. Ф., Мембранный
редукционный клапан для воздушных выключателей, «Электрические
станции», 1967, № 1.
31. Отчет по исследованию действия блокировочных контактов
электроконтактного манометра ЭКМ и реле давления РДС при
отключении воздушных выключателей, ОРГРЭС, 1961.
32. Богорад А. М., Комиссарова И. И., Еремчен-
ко Ю. Е., Я стрем ска я Л. Б., Унифицированные
принципиальные схемы управления, сигнализации и автоматики для
понизительных подстанций на постоянном оперативном токе,
Теплоэлектропроект, Москва, 1958.
3& К остр ом и н А. И., Назаров Ю. Г., Инструкция по
монтажу и эксплуатации грузовых приводов серий АПВ Г и УГП,
Госэнергоиздат, 1954.
34. Шафирович Я. В., Эксплуатация и ремонт пружинных,
грузовых и ручных автоматических приводов высоковольтных,
выключателей, Госэнергоиздат, 1963.
330
З5.^*ельфан,| Я. С, Голубев М. Л., Царев М. И.,
Релейная защита и электроавтоматика на переменном оперативном
токе, изд-во «Энергия», 1966.
36. Москалев А. Г., Автоматическая частотная разгрузка
энергетических систем, Госэнергоиздат, 1959.
37. Кр ашенинников И. И., Электронное реле двукратного
АПВ типа К-2, «Электрические станции», 1960, № 3.
38. Микуцкий Г. В., Высокочастотные каналы релейной
защиты, Госэнергоиздат, 1959.
39. Трехфазное автоматическое повторное включение линий
электропередачи с двусторонним питанием, Информационные материалы
Технического отдела МЭС, Госэнергоиздат, 1950.
40. Дымков А. М., Трансформаторы напряжения,
Госэнергоиздат, 1963.
41. Булашевич Д. Н., Конденсаторные трансформаторы на*
пряжения, Труды ВНИИЭ, вып. 20, изд-во «Энергия», 1965.
42. Долгий о в А. И., Егудин 5. И., Каменский А. В.,
Применение емкостного делителя для синхронизации в схемах АПВ,
«Электрические станции», 1948, № 2.
43. Соколов Н. И., Хачатурор А. А., Автоматическое по.
эторное включение без контроля синхронизма, «Электричество»,
1955, № 9.
44. Мамиконянц Л. Г., Портной М. Г., Хачату*
р о в А. А., Несинхронное АПВ линий электропередачи с
двусторонним питанием, Информационные материалы ВНИИЭ № 37,
Госэнергоиздат, 1959.
45. X а ч а т у р о в А. А., Несинхронные АПВ, асинхронный
режим и ресинхронизация в энергосистемах, Всесоюзный заочный
энергетический институт, Москва, 1966.
46. Средства противоаварийяой автоматики энергосистем,
Сборник докладов, изд-во «Энергия», 1964.
47. Техническое управление МЭС, «О расширении области
применения автоматического повторного включения без контроля
синхронизма линий электропередачи», Эксплуатационный циркуляр
№ Э-5/55, март 1955.
48. Горнштейн В. М., Условия восстановления синхронизма
после нарушения устойчивости, «Электричество», №56, № 10.
49. К у р з а н о в А. Н., Об автоматическом повторном
включении линий без проверки синхронизма, «Электрические станции», 1958,
№ 8.
50. Л о р т н о и М. Г., Ресинхронизация в энергосистемах после
несинхронного АПВ, Информационные материалы ВНИИЭ, № 66,
Госэнергоиздат, 1961.
51. М а м и к о н я н ц Л. Г., X а ч а т у р о в А. А., Условия
применения несинхронных включений в энергосистемах,
«Электричество», 1965, № 1.
52. М а м и к о и я н ц Л. Г., Токи и моменты вращения,
возникающие в синхронной машине при включении ее в мощную сеть
способом самосинхронизации, Труды ЦНИЭЛ, вып., IV,
Госэнергоиздат, 1956. А. х
53. Главное энергетическое управление при Госплане СССР
(Союзглавэнерго), «О допустимых кратностях тока при,
несинхронных АПВ для генераторов, синхронных компенсаторов и
трансформаторов:», Эксплуатационный циркуляр № Э-9/61, июль 1961.
331
54. Техническое управление по эксплуатации энергосистем
ШКЭиЭ СООР, «О кратностях тока несинхронного АПВ для
турбогенераторов серий ТВВ и ТВФ завода «Электросила»,
Эксплуатационный циркуляр № Э-5/63, март 1963.
65. С тепу нин С. Е., Способы обеспечения правильной работы
релейной защиты при несинхронных включениях генераторов,
Информационные материалы ВНИИЭ № 47, Госэнергоиздат, 1960.
56. Носкоъ-Дукельский И. А., Вопросы автоматического
«повторного включения линий электропередачи без контроля
синхронизма, Львовский политехнический институт, 1957.
57. Валеев А. М., Несинхронные АПВ на линия*,
оборудованных дистанционными защитами, '«Электрические станции», 1959,
№8.
58. Кожин А. Н., Рубинчик В. А., Ч ер нин А. Б.,
Руководящие указания по автоматике устройств автоматического
повторного включения (АП'В), 1-й этап (проект), Энергосетьпроект,
1965.
59. Б о гор ад А. М., Шеметов А. Н., Руководящие
указания по автоматике и вторичным соединениям в электрических
установках. Устройства автоматического повторного включения (АПВ)
линий 110—330 Кб, 1-й этап, Теплоэлектропроект, 1965.
60. Дорофеев В. И., Замков Е. А., Песочин М. И.,
Состояние и эксплуатация отротивоаварийной автоматики в системе
Днепроэнерго, Обортгик «Средства противоаварийной автоматики
энергосистем», изд-во «Энергия», 1964.
61. Гладышев В. А., И о ф ь е в Б. И., Устройство
автоматического ввода БАПВ вместо медленнодействующего ТАПВ при
переходе электропередачи на работу одиночной линией, Сборник
«Релейная защита и автоматика энергосистем (по материалам Энер-
госетьпроекта», изд-во «Энергия», 1966.
62. П о п о в А. Н., Математический анализ биений,
Госэнергоиздат, 1956.
63. Александров И. Н., Красновский А. 3.,
Автоматическое повторное включение одиночных линий электропередачи
с двусторонним «питанием, Госэнергоиздат, 1958.
64. Л и б г о б е р Н. Б., X е й ф е ц С. И., Синхронизатор с
постоянным временем опережения в схеме АПВ, «Электрические
станции», 1959, № 2.
65. Ульянов С. А., Электромагнитные переходные процессы
в электрических системах, изд-во «Энергия», 1964.
66. Ч е р н и н А. Б., Вычисление электрических величин и
поведение релейной защиты при неполнофазных режимах в
электрических системах, Госэнергоиздат, 1963.
67. Степуяин С. Е., Фейст П. К., Однофазное АГТВ линий
с двусторонним питанием, Труды ЦНИИЭЛ, .вып. 2, Госэнергоиздат,
1954.
68. С т е л у н и н С. Е., Фейст П. К., Определение
характеристик срабатывания избирательных органов дистанционного типа,
Информационные материалы ЦНИИЭЛ № 13, Госэнергоиздат, 1956.
69. М и т а и ш в и л и В. А., Фейст П. К., Шингарев М. М.,
Однофазное автоматическое повторное включение линий с
двусторонним питанием 110—220 (330) кв (Материалы к руководящим
указаниям по автоматическому повторному включению), ВНИИЭ,
1965.
332
70. Фей с т П. К., Схемы защиты и автоматики пофазного по-
вторногсЛжлючения линий с односторонним питанием, Сборник «Ре*
лейная защита и системная автоматика Мосэнерго», Госэнергоиз-
дат, 1946.
71. Ермоленко Б. М., Принципы выполнения избирательных
органов для пофазного отключения в защитах, лишенных
избирательной способности, Сборник «Автоматика и телемеханика в
энергосистемах», Госэнергоиздат, 1950.
72. В ино гр а д ов Н. В., Ильин нчнин В. В.,
Семенов В. А., Шибенко Н. Ф., Опыт эксплуатации устройств
однофазного автоматического повторного включения (ОАПВ) на
транзитных линиях 220 кв в системе Мосэнерго, Сборник информационных
материалов Мосэнерго, вып. XX, Госэнергоиздат, 1959.
73. Б е л о в Г. Ф., Ф е й с т П. К-, Схемы устройств
однофазного автоматического " повторного включения с избирательными
органами дистанционного типа для линий электропередачи с
двусторонним питанием, Информационные материалы ВНИИЭ № 46,
Госэнергоиздат, 1959.
74. Аппараты низкого напряжения. Реле защиты косвенного
действия и комплекты защиты. Сводный каталог № 19, Информ-
стандартэлектро, 1967.
75. Боги на М. М., Графо-аналитический метод исследования
реле сопротивления, для действия которых используются три
величины, Бюллетень института Теплоэлектропроект, вып. II, 1955.
76. Техническое управление по эксплуатации энергосистем
Министерства энергетики и электрификации СССР, «О разъяснении и
дополнении решения № Э-5/65», Решение № Э-2/67, март 1967.
77. Б о г о р а д А. М., Е с к и н а Н. А., Кудрявцева Н. Д.,
Шеметов А. Н., Принципиальные схемы вторичных соединений
для элементов распределительных устройств, выполненных по
полугорной схеме и схеме «многоугольник», Теплоэлектропроект, Москва,
1967.
78. Боги на М. М., Ермоленко В. М., Красева В. Н.,
Приведенцева Т. Н., Толстое С. С.. Четверечен-
ко Г. А., Принципиальные схемы релейной защиты и АПВ линий
330—500 кв с постоянным оперативным током, Энергосетьпроект,
Москва, 1965.
79. Дифференциально-фазная высокочастотная защита типа
ДФЗ-501 (инструкция по монтажу и эксплуатации), Чебоксарский
электроаппаратный завод, Чебоксары, 1965.
80. Л е в ч е н к о М. Г., Автоматическое повторное включение
шин, Сборник информационных материалов Мосэнерго, вып. IX,
Госэнергоиздат, 1955.
81. М .и л л ер Г. Р., Автоматизация в системах
электроснабжения промышленных предприятий, Госэнергоиздат, 1961.
82. Б о гор ад А. М., Е скина Н. А., Кудрявцева Н. Д.,
Шеметов А. И., Схемы вторичных соединений монтажных единиц
системы собственных нужд тепловых электростанций,
Теплоэлектропроект, Москва, 1965.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие 3
Глава первая. Общие положения 5
1-1. Назначение и область применения АПВ .... 5
1-2. Факторы, определяющие требования к устройствам
АПВ 8
1-3. Основные технические требования к устройствам
АПВ 17
1-4. Классификация способов осуществления АПВ . . 18
Глава вторая. Некоторые возможности использования
совместного действия устройств АПВ и защиты ... 20
2-1. Ускорение действия защиты при АЙВ .... 20
2-2. Поочередное АПВ 27
2-3. Сочетание неселективных отсечек и многократного
АПВ 30
2-4. Использование АПВ линий при осуществлении
защиты подстанций без выключателей на стороне
высшего напряжения 31
2-5. Применение АПВ в сочетании с действием
автоматических секционирующих отделителей .... 36
2-6. Использование АПВ для исправления неселективн^х
действий защиты 39
2-7. Использование сочетания релейной защиты и АПВ
для ограничения токов к. з., отключаемых
выключателями 41
2-8. Использование АПВ для обеспечения селективного
действия защиты и сигнализации при однофазных
замыканиях на землю .... .... 43
Глава третья. Однократное трехфазное АПВ одиночных •
линий с односторонним питанием 44
3-1. Устройство АПВ с использованием реле времени и
промежуточных реле 44
3-2. Устройство АПВ с использованием комплектного
реле типа РПВ-58 51'
3-3. Особенности осуществления АПВ на воздушных
выключателях 57
3-4. Устройство АПВ с использованием реле РПВ-58 для
телеуправляемых выключателей ...<.. 66
3-5. Устройство АПВ с использованием реле РПВ-58 для
выключателей с релейными схемами управления . 71
3-6. Устройство АПВ для выключателей, оборудованных
пружинными приводами 73
3-7. Устройство АПВ с использованием комплектного
реле типа РПВ-358 80
3-8. Автоматическое повторное включение
присоединений, отключаемых при действии устройств АЧР . 86
3-9. Групповые устройства АПВ 94
3-10. Рекомендации по выбору уставок 97
Глава четвертая. Двукратное трехфазное АПВ линий
с односторонним питанием 98
4-1. Общие сведения 98
4-2. Устройство АПВ с использованием реле РПВ-258 . 101
4-3. Особенности выполнения двукратного АПВ на
воздушных выключателях * . 106
4-4. Устройство двукратного АПВ для выключателей,
оборудованных пружинными приводами . 117
4-5. Особенности ускорения действия защиты при
двукратном АПВ '. 122
4-6. Рекомендации по выбору уставок 122
Глава пятая. Отбор напряжения с линий и его
использование для целей АПВ 123
5-1. Назначение отбора напряжения с линии для целей
АПВ 123
5-2. Отбор напряжения с помощью конденсаторов связи 124
5-3. Отбор напряжения с помощью конденсаторных
вводов масляных выключателей 133
5-4. Отбор напряжения при помощи проходных, опорных
и подвесных изоляторов 135
5 5. Антенный отбор напряжения 136
Глава шестая. Трехфазное АПВ параллельных линий
с односторонним питанием 137
6-1. Особенности АПВ параллельных линий с
односторонним питанием 137
6-2. Устройство АПВ с контролем наличия напряжения 141
6-3. Рекомендации по выбору уставок 144
Глава седьмая. Трехфазное АПВ линий с двусторонним
питанием 145
7-1. Особенности АПВ линий с двусторонним питанием 145
7-2. Несинхронное АПВ (НАПВ) 148
7-3. Быстродействующее АПВ (БАПВ) 173
7-4. Реле контроля синхронизма 191
7-5. Устройства АПВ с ожиданием синхронизма
(АПВОС) 194
7-6. Устройства АПВ с улавливанием синхронизма
(АПВУС) 203
7-7. Устройства АПВ с самосинхронизацией генераторов 214
ЗЗЙ
7-8. Особенности выполнения АПВ «при различных
схемах первичных соединений 218
7-9. Рекомендации по выбору уставок 227
Глава восьмая. Однофазное автоматическое повторное
включение (ОАПВ) линий 237
8-1. Особенности ОАПВ и требования к, оборудозачию
и релейной защите, связанные с его применением . 237
8-2. ОАПВ линий с односторонним питанием . 240
8-3. ОАПВ линий с двусторонним питанием .... 248
8-4. Рекомендации по выбору уставок реле автоматики
устройств ОАПВ 275
Глава девятая. Сочетание различных способов АПВ линий 278
9-1. Общие сведения 278
9-2. Сочетание различных способов трехфазного АПВ 279
9-3. Сочетание однофазного и трехфазного АПВ 290
Глава десятая. АПВ шин, трансформаторов и
электродвигателей 307
10-1. Устройства АПВ шин 307
10-2. Устройства АПВ трансформаторов 321
10-3. Автоматический повторный пуск электродвигателей 322
Литература 329