Дистанционный раздел программы повышения квалификации руководителей и специалистов предприятий СРО НП «СОЮЗАТОМСТРОЙ». «Пусконаладочные работы устройств релейной защиты и автоматика систем электроснабжения» (стр. 14 )

– автоматика нормального режима, является достаточно медленной автоматикой предназначенной в основном для помощи оперативному персоналу и не оказывающей значительного влияния на процессы при авариях, но действующая в послеаварийном режиме;

– противоаварийная автоматика, является быстродействующей и предназначена для работы в аварийных режимах.

  Автоматическое повторное включение

  Все повреждения, возникающие в системах электроснабжения, можно условно дифференцировать на 2 группы:  устойчивые и  неустойчивые.

  К первой категории относятся повреждения, которые не устраняются самостоятельно с течением времени, и передача электроэнергии по поврежденному элементу невозможна. Для их ликвидации необходимо вмешательство оперативно-выездной бригады. К ним относятся обрывы поводов, повреждение опор, участков линий или электротехнических устройств. Вторая разновидность отличается тем, что они могут самоликвидироваться с течением короткого промежутка времени.

  Такие аварийные ситуации возникают в результате схлестывания проводов, перекрытия изоляции, повреждения грозозащитных тросов и др. В это время электрическая дуга, формирующаяся в месте КЗ, гаснет, не успевая причинить оборудованию значительных разрушений. Поэтому используют устройства автоматического повторного включения (АПВ).

  АПВ предназначено для быстрого включения на напряжение отключившегося действиями устройств РЗиА элемента системы электроснабжения и если причина, повлекшая отключение, устранилась, то система электроснабжения будет и дальше функционировать практически без остановок. Опыт эксплуатации свидетельствует, что процент неустойчивых КЗ на ЛЭП составляет 50-70%.

  АПВ должно предусматриваться на:

- на воздушных, кабельно-воздушных сетях напряжением свыше 1000В;

- трансформаторов;

- шинах электростанций;

- некоторых ответственных электродвигателях.

  Важно использование таких устройств на необслуживаемых подстанциях, а также на пунктах секционирования.

  АПВ выполняется с помощью устройств автоматики, которые воздействуют на выключатели после их отключения действиями релейной защиты. Для выполнения наиболее простого и распространенного однократного АПВ используются реле повторного включения. А в современных устройствах РЗиА для выполнения схем АПВ используют полупроводниковое реле РПВ-01 либо аналогичные устройства – группа микропроцессорных блоков (А0110 и др.), конструктивно расположенные в блоке ЯРЭ-2201.

  Наименьшее время срабатывания АПВ выбирается в пределах 0,5—0,7сек. Время готовности составляет не менее 20—25сек.

  Таким образом, использование устройств АПВ в системах электроснабжения является экономически целесообразным, поскольку ущерб от недоотпуска электроэнергии оказывается значительно выше стоимости установки АПВ.

  Устройства АПВ могут быть классифицированы следующим образом:

1.        по воздействию: на три фазы выключателя (ТАПВ) или на одну фазу (ОАПВ);

2.        по типу коммутационной аппаратуры, на которую воздействует устройство АПВ: воздушные или масляные выключатели, контакторы или магнитные пускатели, предохранители;

3.        по характеру электропитания объекта, на выключатели которого воздействует устройство АПВ: элементы энергосистемы, имеющие одностороннее или двухстороннее питание, входящие в кольцевую схему или образующие одиночную транзитную связь;

4.        по кратности действия: одно - и многократные АПВ;

5.        по способу выполнения: механические, пневматические и электрические;

6.        по времени действия: быстродействующие АПВ (БАПВ), обеспечивающие возможность создания бестоковой паузы с временем 0,5 с и менее, и обычные – с регулируемым временем бестоковой паузы;

7.        по способу контроля напряжения на повторно включаемом объекте: АПВ с контролем отсутствия или наличия напряжения;

8.        по способу проверки синхронизма при АПВ: с улавливанием синхронизма (АПВУС), с ожиданием синхронизма (АПВОС), несинхронное АПВ (НАПВ), в сочетании с самосинхронизацией генераторов и компенсаторов (АПВС), с контро-лем синхронизма.

  Особое место занимают устройства АПВ, срабатывающие после восстановления частоты и напряжения. Первые применяются для АПВ выключателей (ЧАПВ), отключенных устройствами АЧР, вторые – для АПВ двигателей, отключаемых для обеспечения самозапуска ответственной нагрузки.

  К устройствам АПВ предъявляются следующие требования:

1.        Схемы АПВ должны приходить в действие при аварийном отключении выключателя, находящегося в работе;

2.        Схемы АПВ не должны приходить в действие при оперативном отключении вы-ключателя персоналом, а так же, когда выключатель отключается РЗ сразу после его включения персоналом. Запрет на действие АПВ при срабатывании газовой или дифференциальной защит трансформатора;

3.        Схема АПВ должна обеспечивать определенное количество повторных включений;

4.        Время действия АПВ должно быть минимальным для обеспечения нормального режима работы потребителей и успешного самозапуска двигательной нагрузки (наименьшая выдержка времени для линий с односторонним питанием 0,3 – 0,5 с);

5.        Схемы АПВ должны обеспечивать быстрый возврат в исходное положение готовности к новому действию после включения выключателя.

  Устройства АПВ трансформаторов предназначены для восстановления электроснабжения потребителей после аварийного отключения питающего трансформатора, не связанного с возникновением в нем внутренних повреждений. Для выполнения АПВ применяются устройства тех же типов, которые устанавливаются на выключателях линий электропередачи. Устройства АПВ трансформаторов отличаются главным образом способами выполнения их пуска и блокирования.

  Автоматический ввод резервного питания (АВР)

  Все устройства АВР должны удовлетворять следующим основным требованиям:

1. Схема АВР должна приходить в действие при исчезновении напряжения на шинах потребителя по любой причине, в том числе при аварийном, ошибочном или самопроизвольном отключении выключателей рабочего источника питания, а также при исчезновении напряжения на шинах, от которых осуществляется питание рабочего источника. Включение резервного источника часто допускается также при КЗ на шинах потребителя.

2. Для того чтобы уменьшить длительность перерыва питания потребителей, включение резервного источника питания должно производиться сразу же после отключения рабочего источника.

3. Действие АВР должно быть однократным, чтобы не допускать нескольких включений резервного источника на неустранившееся КЗ.

4. Схема АВР не должна приходить в действие до отключения выключателя рабочего источника, чтобы избежать включения резервного источника на КЗ в не отключившемся рабочем источнике. Выполнение этого требования исключает также в отдельных случаях несинхронное включение двух источников питания.

5. Для того чтобы схема АВР действовала при исчезновении напряжения на шинах, питающих рабочий источник, когда его выключатель остается включенным, схема АВР должна дополняться специальным пусковым органом минимального напряжения.

6.        Для ускорения отключения резервного источника при его включении на не-устранившееся КЗ должно предусматриваться ускорение защиты резервного источника после АВР. Это особенно важно в тех случаях, когда потребители, потерявшие питание, подключаются к другому источнику, несущему нагрузку. Ускоренная защита обычно действует по цепи ускорения без выдержки времени. В установках собственных нужд, а также на подстанциях, питающих большое число электродвигателей, ускорение защиты осуществляется до 0,5 с. Такое замедление ускоренной защиты необходимо, чтобы предотвратить ее неправильное срабатывание в случае кратковременного замыкания контактов токовых реле в момент включения выключателя под действием толчка тока, обусловленного сдвигом по фазе между напряжением энергосистемы и затухающей ЭДС тормозящихся электродвигателей, который может достигать 180°.

  Автоматическая частотная нагрузка

  При нормальных нагрузочных режимах в энергосистеме частота напряжения под-держивается практически неизменной на уровне  50 Гц, так как тормозной момент нагрузки и потерь активной мощности в элементах электрической сети уравновешен вращающим моментом всех генераторов.

  Возникновение в электроэнергетической системе (ЭЭС) дефицитов активной мощности может быть обусловлено аварийным снижением вырабатываемой активной мощности при отключении мощного генерирующего узла, что вызывает общесистемное понижение частоты, или при аварийной потере связи с системой энергодефицитного района, где возникает локальный дефицит мощности и, соответственно, понижение частоты. Понижение частоты на 1-2 Гц приводит к уменьшению частоты вращения и производительности электродвигателей собственных нужд электрических станций, что влечет за собой снижение располагаемой мощности тепловых электростанций (особенно с котлами высокого давления) и к дальнейшему понижению частоты. Этот процесс называется «лавина частоты».

  При некотором дефиците активной мощности, недостаточном для возникновения «лавины частоты», частота будет понижаться и достигнет определенного значения, при котором в энергосистеме вновь установится баланс мощностей. Это обусловлено наличием регулирующего эффекта нагрузки по частоте, заключающегося в том, что часть нагрузки, представленная электродвигателями, при понижении частоты уменьшает потребляемую активную мощность. Потребляемая активная мощность другой части нагрузки, представленной в основном осветительными и нагревательными приборами, не зависит от частоты.

  При снижении частоты напряжения часть нагрузки представленная асинхронными электродвигателями увеличивает потребление реактивной мощности. Это приводит к понижению напряжения на шинах приемников электрической энергии и еще большему потреблению реактивной мощности. Возбудители, находящиеся на одном валу с основными генераторами, при понижении частоты снижают напряжение в цепях возбуждения, что уменьшает вырабатываемую реактивную мощность и приводит к еще большему понижению напряжения. При снижении частоты до уровня 43-45 Гц может начаться неуправляемый процесс снижения напряжения – «лавина напряжения».