Конспект лекцій з дисципліни „Релейний захист та автоматика” (стр. 16 )

У теперішній час тільки повітряні вимикачі володіють достатнім для здійснення швидкодіючого АПВ часом включення tв. в. = 0,2...0,3 с. При цьому ушкоджена лінія повинна відключатися з двох сторін швидкодіючими захистами без витримки часу. Пуск пристрою швидкодіючого АПВ виконується з контролем тиску повітря в резервуарах вимикача, що повинне бути достатнім для двох операцій відключення.

Несинхронне ПАПВ. Застосовувати пристрій несинхронного АПВ можна, якщо після несинхронного включення забезпечується швидка ресинхронізація і, якщо, незважаючи на зниження напруги, не порушується стійкість основних навантажень. Для полегшення ресинхронізації при несинхронному АПВ пристрою автоматики повинні здійснюватися певні операції.

При виникненні дефіциту потужності автоматично виконуються: відключення невідповідальних споживачів пристроями АЧР; набір навантаження не завантаженими агрегатами; включення резервних джерел живлення й ряд інших заходів.

Якщо створюється надлишок потужності, то виконуються відключення частини генераторів, електричне або механічне їхнє гальмування й автоматичне регулювання турбін.

У зв'язку з тим що несинхронне АПВ може відбуватися при будь-яких кутах між векторами ЕРС частин, що розділилися, енергосистеми, можлива поява при включенні більших зрівняльних струмів Iзр. мах і підвищені електродинамічні зусилля в елементах енергосистеми.

Мал. 7.6. Схема пристрою швидкодіючого АПВ

Несинхронне АПВ припустимо, якщо при включенні відношення максимально значення періодичної складової зрівняльного струму до номінального струму дорівнює або менше: Iзр. мах/Iном≤0,625/Хd*``— для турбогенераторів з непрямим охолодженням обмоток і гідрогенераторів із заспокійливими контурами; Iзр. мах/Iном≤3 для турбогенераторів з безпосереднім охолодженням обмоток і гідрогенераторів без заспокійливих контурів; Iзр. мах/Iном ≤0.84Хd*``— для синхронних компенсаторів. Тут Хd*``— надперехідний індуктивний опір синхронного генератора або компенсатора у відносних одиницях. Для трансформаторів і автотрансформаторів припустимий Iзр. мах повинен бути не більше струму трифазного к. з. I(3)к. розр при ушкодженні на виводах нижчої напруги. Струм I(3)к. розр визначається з урахуванням опору живильної мережі, що задається потужністю короткого замкнення Sк:

I(3)к. розр = Iном/(U*до + Sном/Sк),

де Iном, Sном - номінальні параметри трансформатора А і MBA; Uк - напруга к. з. трансформатора у відносних одиницях; Sк - потужність к. з., для живильної мережі напругою 6-10 кВ приймається Sк -500 MBА, для мережі 35 кВ приймається Sк=2500MBА, для мережі 110 кВ приймається Sк=1500MBA.

При цьому Iзр. мах≤kт I(3)к. розр, де kт - коефіцієнт, що враховує можливість підвищення ЕРС в умовах ПАПВ; приймає наступні значення kт = 1; 0,95; 0,85 при E``q/Eном=1,05; 1,2; 1,5 відповідно.

Якщо завчасно відомо, що частота й напруга при несинхронних включеннях відрізняються від номінальних не більше ніж на ∆f=∆U=±5%, то можна допустити збільшення струму проти розрахункового значення на ∆Iзр. мах=13% для турбогенераторів і на ∆Iзр. мах=35% для гідрогенераторів із заспокійливими контурами. Вимикачі, роз'єднувачі, трансформатори струму та інше устаткування, обрані за загальноприйнятою методикою, не вимагають додаткової перевірки на електродинамічну стійкість при наявності несинхронного ПАПВ.

Несинхронне АПВ супроводжується не тільки виникненням надструмів і зниженням напруги, але й короткочасною появою струмів і напруг зворотної й нульової послідовності через неодночасне замикання фаз вимикача. У зв'язку з цим розглянуті вище захисти, крім захистів заснованих на диференціальному принципі, можуть діяти неправильно на включаємій лінії і на суміжних з нею ділянках.

Є ряд способів, що забезпечують правильне поводження захисту при наявності несинхронного ПАПВ: зниження чутливості захисту, наприклад струмової відсічки з включенням реле на фазні струми (для струмової відсічки нульової послідовності й для дистанційного захисту цей спосіб, як правило, малоефективний); збільшення часу дії захисту; застосування різних блокувань, що забезпечують короткочасний вивід з роботи швидкодіючих захистів, здатних подіяти неправильно при несинхронному АПВ - спосіб широко застосовується для блокування дистанційного захисту при виникненні хитань.

Для виконання несинхронного ПАПВ можна використати реле AKS типу РПВ-358. При цьому схема пристрою несинхронного ПАПВ аналогічна схемі пристрою АПВ для ліній з однобічним живленням (див. мал. 7.2). При почерговому включенні вимикачів пристрій несинхронного АПВ із одного кінця лінії здійснюється з контролем наявності напруги (див. мал. 7.4).

Лекція №8

8.1 ВИМОГИ ДО ПРИСТРОЇВ АВР, ПРИНЦИПИ ЇХНЬОГО ВИКОНАННЯ Й РОЗРАХУНОК ПАРАМЕТРІВ

Вимоги до пристроїв АВР. У системах електропостачання при наявності двох (і більше) джерел живлення часто доцільно працювати за розімкнутою схемою. При цьому всі джерела включені, але не зв'язані між собою, кожний з них забезпечує живлення виділених споживачів. Такий режим роботи мережі пояснюється необхідністю зменшити струм к. з., спростити релейний захист, створити необхідний режим по напрузі, зменшити втрати електроенергії й т. п. Однак при цьому надійність електропостачання в розімкнутих мережах виявляється більш низькою, чим у замкнених, тому що відключення єдиного джерела приводить до припинення живлення всіх його споживачів. Електропостачання споживачів, що втратили живлення, можна відновити автоматичним підключенням до іншого джерела живлення за допомогою пристрою автоматичного включення резервного джерела (ПАВР).

Застосовують різні схеми ПАВР, однак всі вони повинні задовольняти викладеним нижче основним вимогам.

1. Перебувати в стані постійної готовності до дії й спрацьовувати при припиненні живлення споживачів з будь-якої причини й наявності нормальної напруги на іншому, резервному для даних споживачів джерелі живлення. Щоб не допустити включення резервного джерела на коротке замикання, лінія робочого джерела до моменту дії ПАВР повинна бути відключена вимикачем з боку шин споживачів. Відключений стан цього вимикача контролюється його допоміжними контактами або реле положення, і ці контакти повинні бути використані в схемі включення вимикача резервного джерела. Ознакою припинення живлення є зникнення напруги на шинах споживачів, тому що впливаючою величиною пристрою АВР звичайно є напруга. При зниженні напруги до певного значення ПАВР приходить у дію.

2. Мати мінімально можливий час спрацьовування tАВР1. Це необхідно для скорочення тривалості перерви живлення споживачів і забезпечення самозапуску електродвигунів. Мінімальний час tАВР1 визначається необхідністю виключити спрацьовування ПАВР при коротких замиканнях на елементах мережі, пов'язаних з робочим джерелом живлення, якщо при цьому напруга на резервованих шинах стане нижче напруги спрацьовування пристрою АВР. Ці ушкодження відключаються швидкодіючими захистами ушкоджених елементів. При виборі витримки часу необхідно також погоджувати дію ПАВР із дією ПАПВ і з дією інших пристроїв АВР, розташованих ближче до робочого джерела живлення. Мати однократність дії, що необхідно для запобігання багаторазового включення резервного джерела на стійке коротке замикання.

3. Забезпечувати разом із захистом швидке відключення резервного джерела живлення і його споживачів від ушкодженої резервованої секції шин і тим самим зберігати їхню нормальну роботу. Для цього передбачається прискорення захисту після АВР.

4. Не допускати небезпечних несинхронних включень синхронних електродвигунів і перевантажень устаткування.

Залежно від конструкції комутаційного апарата, схеми електропостачання і її номінальної напруги основні вимоги до пристроїв АВР виконуються по-різному (наприклад, мережні ПАВР, пристрою АВР у мережах напругою до 1 кВ).

Пускові органи й вибір параметрів ПАВР. Як приклад розглянемо ПАВР на секційному вимикачі схеми мережі (мал. 8.1, а). У цій схемі шини секціоновані; секційний вимикач Q5 відключений. Кожна секція живиться від окремого джерела. Схему ПАВР можна виконати так, що пристрій буде діяти на включення секційного вимикача Q5 при відключенні кожного із джерел живлення й зникнення напруги на будь-якій секції шин. У цьому випадку здійснюється взаємне резервування за допомогою ПАВР двосторонньої дії.

Мал. 8.1. Схема мережі із пристроєм АВР на секційному вимикачі (а) і графіки зміни напруги на резервованій секції шин при к. з. (б, в)

Але перш ніж включити вимикач Q5, пристрій АВР повинен відключити вимикач Q2 або Q4, якщо він залишився включеним при зникненні напруги на відповідній секції шин. Для цієї мети в схему ПАВР вводять пусковий орган, у якому звичайно застосовують мінімальні реле напруги. У загальному випадку ПАВР містить також орган витримки часу. Якщо резервуємою є одна із секцій, наприклад секція 1, то ПАВР включає вимикач Q5 тільки при зникненні напруги на цій секції, попередньо відключивши вимикач Q2, тобто здійснює однобічну дію. Для забезпечення основних вимог, запропонованих до ПАВР, параметри пускового органа й органа витримки часу вибирають у такий спосіб.

Мінімальний пусковий орган напруги не повинен спрацьовувати при зниженнях напруги на шинах, наприклад секції 1, до Uост. к, викликаних короткими замиканнями в точках K1-К3 (за елементами із зосередженими параметрами). Ці ушкодження звичайно відключаються захистом з витримкою часу третього ступеня tc. зIII. Характер зміни напруги на шинах секції 1 і напруга спрацьовування показані на мал. 8.1, в.

Uc. p1≤Uocт. к/(kвідстрКu), (8.1)

де kвідстр =1,1...1,2.

При к. з. у точках К4-К6 пристрій АВР теж не повинен спрацьовувати. У цих випадках напруга на шинах секції 1 може знизитися практично до нуля (мал. 8.1, б), і мінімальні реле напруги спрацюють. Короткі замикання в точках К4-К6 ліквідуються швидкодіючими захистами з витримкою часу tIc. з, а реле напруги буде перебувати у положенні після спрацьовування протягом часу tIc. з + tо. в. Після відключення ушкодженого елемента напруга на шинах секції 1 починає відновлюватися й здійснюється самозапуск електродвигунів. Для того щоб виключити дію ПАВР, необхідно відповідним чином вибрати витримку часу tАВР1 і забезпечити повернення мінімальних реле напруги у початковий стан при напругах, не більших значення Uост. сзп. Це друга умова вибору напруги спрацьовування