Назначение и область применения АПВ
Назначение и область применения АПВ Опыт эксплуатации сетей высокого напряжения показал, что если поврежденную линию электропередачи быстро отключить, т. е. снять с нее напряжение, то в большинстве случаев повреждение ликвидируется. При этом электрическая дуга, возникавшая в месте короткого замыкания (КЗ), не успевает вызвать существенных разрушений оборудования, препятствующих обратному включению линии под напряжение. Самоустраняющиеся повреждения принято называть неустойчивыми. Такие повреждения возникают в результате грозовых перекрытий изоляции, схлестывания проводов при ветре и сбрасывании гололеда, падения деревьев, задевания проводов движущимися механизмами. Данные о повреждаемости воздушных линий электропередачи (ВЛ) за многолетний период эксплуатации показывают, что доля неустойчивых повреждений весьма высока и составляет 50—90 %. При ликвидации аварии оперативный персонал производит обычно опробование линии путем включения ее под напряжение, так как отыскание места повреждения на линии электропередачи путем ее обхода требует длительного времени, а многие повреждения носятнеустойчивый характер. Эту операцию называют повторным включением. Если КЗ самоустранилось, то линия, на которой произошло неустойчивое повреждение, при повторном включении остается в работе. Поэтому повторные включения при неустойчивых повреждениях принято называть успешными. На ВЛ успешность повторного включения сильно зависит от номинального напряжения линий. На линиях 110 кВ и выше успешность повторного включения значительно выше, чем на ВЛ 6—35 кВ. Высокий процент успешных повторных включений в сетях высокого и сверхвысокого напряжения объясняется быстродействием релейной защиты(как правило, не более 0,1—0,15 с), большим сечением проводов и расстояний между ними, высокой механической прочностью опор. Реже на ВЛ возникают такие повреждения, как обрывы проводов, тросов или гирлянд изоляторов, падение или поломка опор и т. д. В кабельных сетях повреждения обусловливаются как особенностями конструкции кабелей, так и причинами их повреждений —
На подстанциях с постоянным оперативным персоналом или на телеуправляемых объектах повторное включение линий занимает несколько минут, а на подстанциях нетелемеханизированных и без постоянного оперативного персонала 0,5—1 ч и более. Поэтому для ускорения повторного включения линий и уменьшения времени перерыва электроснабжения потребителей широко используются специальные устройства автоматического повторного включения (АПВ). Время действия АПВ обычно не превышает нескольких секунд, поэтому устройства АПВ при успешном включении быстро подают напряжение потребителям. Экономическое значение внедрения АПВ весьма существенно, поскольку стоимость устройств АПВ несоизмеримо мала по сравнению с тем экономическим эффектом, который они дают. Эффективность действия АПВ определяется не только числом удачных повторных включений, но и количеством потребителей, у которых при этом не нарушается нормальная работа. Экономическую эффективность применения АПВ можно оценить стоимостью продукции, вырабатываемой предприятиями за то время, в течение которого при отсутствии АПВ линии, снабжающие эти предприятия электроэнергией, были бы отключены. Наиболее эффективно применение АПВ на линиях с односторонним питанием, так как в этих случаях каждое успешное действие АПВ восстанавливает питание потребителей и предотвращает аварию. В кольцевых сетях отключение одной из линий не приводит к перерыву питания потребителей. Однако и в этом случае применение АПВ целесообразно, так как ускоряет ликвидацию ненормального режима и восстановление нормальной схемы сети, при которой обеспечивается наиболее надежная и экономичная работа. Короткие замыкания часто бывают неустойчивыми не только на ВЛ, но и на сборных шинах подстанций. При этом АПВ шинс номинальным напряжением 35 кВ и выше обычно бывает успешным, что связано с малым временем работы релейной защиты шин, большими
конструкций шин. Автоматическое повторное включение шин имеет высокую эффективность, поскольку каждый случай успешного действия предотвращает аварийное отключение целой подстанции или ее части. В трансформаторах большинство повреждений (коротких замыканий) носит устойчивый характер. И тем не менее устройствами АПВ оснащаются все одиночно работающие трансформаторы мощностью 1000 кВ А и более и трансформаторы меньшей мощности, питающие ответственную нагрузку. Устройства АПВ на трансформаторах выполняются так, чтобы их действие происходило только при отключении трансформатора резервной защитой, поскольку процент неустойчивых повреждений трансформаторов ничтожно мал. Резервные защиты трансформаторов действуют на их отключение в большинстве своем при отказах устройств защиты или выключателей, питающихся от этих трансформаторов линий. При этом успешность действия АПВ трансформаторов так же высока, как и АПВ воздушных линий, и составляет 70—90 %. При действии же защит от внутренних повреждений АПВ трансформатора, как правило, не производится. Автоматическое повторное включение весьма эффективно при ложных и неселективных действиях релейной защиты, при ошибочных действиях персонала, при нарушениях изоляции оперативных цепей, вызывающих «самопроизвольное» (без воздействия персонала, защити и автоматики) отключение выключателей. Применение АПВ позволяет в ряде случаев применить упрощенные схемы релейной защиты и ускорить отключение КЗ. В распределительных сетях широкое внедрение АПВ. наряду с другими устройствами электроавтоматики, явилось одним из основных средств, позволивших отказаться на большинстве подстанций от постоянного дежурного персонала и перевести их на обслуживание оперативно-выездными бригадами (ОВБ). Применение АПВ в распределительных сетях позволило также широко использовать подстанции 35—110 кВ, выполненные без выключателей на стороне высшего напряжения. В этих случаях выключатели и АПВ устанавливаются только на питающих линиях со стороны головного участка сети.
В зависимости от количества фаз, на которые действуют устройства АПВ, их разделяют на: · однофазное АПВ — включает одну отключенную фазу (при отключении из-за однофазного короткого замыкания) · трёхфазное АПВ — включает все три фазы участка цепи. · комбинированные — включает одну или три фазы в зависимости от характера повреждения участка сети. Трёхфазные устройства АПВ могут в зависимости от условий работы сети разделяться на: · простые (ТАПВ) · несинхронные (НАПВ) · быстродействующие (БАПВ) · с проверкой наличия напряжения (АПВНН) · с проверкой отсутствия напряжения (АПВОН) · с ожиданием синхронизма (АПВОС) · с улавливанием синхронизма (АПВУС) · в сочетании с самосинхронизацией генераторов и синхронных компенсаторов (АПВС) Особой разновидностью АПВ является частотное автоматическое повторное включение (ЧАПВ). В зависимости от того, какое количество раз подряд требуется совершить повторное включение, АПВ разделяются на АПВ однократного действия, двукратного и т. д. Наибольшее распространение получили АПВ однократного действия, однако в ряде случаев применяются АПВ с другой кратностью действия. По способу воздействия на выключатель АПВ могут быть: · механические — они встраиваются в пружинный привод выключателя. · электрические — воздействуют на электромагнит включения выключателя. Поскольку механические АПВ работают без выдержки времени, их использование было принято нецелесообразным, и в современных схемах защитной автоматики используются только электрические АПВ.
К схемам и устройствам АПВ применяется ряд обязательных требований, связанных с обеспечением надёжности электроснабжения. К этим требованиям относятся: · АПВ должно обязательно срабатывать при аварийном отключении на защищаемом участке сети. · АПВ не должно срабатывать, если выключатель отключился сразу после включения его через ключ управления. Подобное отключение говорит о том, что в схеме присутствует устойчивое повреждение, и срабатывание устройства АПВ может усугубить ситуацию. Для выполнения этого требования делают так, чтобы устройства АПВ приходили в готовность только через несколько секунд после включения выключателя. Кроме того, АПВ не должно срабатывать во время оперативных переключений, осуществляемых персоналом. · Схема АПВ должна автоматически блокироваться при срабатывании ряда защит (например, после действия газовой защиты трансформатора, срабатывание устройств АПВ нежелательно) · Устройства АПВ должны срабатывать с заданной кратностью. То есть однократное АПВ должно срабатывать 1 раз, двукратное — 2 раза и т. д. · После успешного включения выключателя, схема АПВ должна обязательно самостоятельно вернуться в состояние готовности. · АПВ должно срабатывать с выставленной выдержкой времени, обеспечивая наискорейшее восстановление питания в отключенном участке сети. Как правило, эта выдержка равняется 0,3-5 с. Однако, следует отметить, что в ряде случаев целесообразно замедлять работу АПВ до нескольких секунд.
|
