Для чего нужна автоматика повторного включения линий электропередач

Современные электрические сети должны быть надежны и бесперебойно поставлять потребителям электроэнергию. Часто генерация электрической энергии территориально находится за сотни километров от потребителей. Большая протяженная инфраструктура требует особых условий эксплуатации. Поскольку оперативный надзор за протяженными ЛЭП затруднителен, воздушные трассы оборудуют специальными защитными аппаратами. Они в реальном времени будут производить защиту электрических сетей при ненормальных режимах работы и в случае аварии или угрозы смогут ее предотвратить, своевременно отключив проблемный участок. В этой статье мы рассмотрим принцип действия и назначение автоматического повторного включения линий электропередач.

Назначение

Условно неисправности на ЛЭП, можно разделить на два типа:

кратковременные;
продолжительные.

К первому типу можно отнести временный пробой воздушного зазора на изоляторе или линии при пересечении посторонними, мелкими животными, птицами, ветками деревьев и т.д. Второй тип неисправности — разрушение изоляторов, обрыв, разрушение опоры.

В любом случае автоматика обесточит цепь. После чего для обеспечения возобновления подачи электроэнергии нужно оперативно определить, какой тип аварийного отключения произошел. Поэтому повторно подается напряжение: автоматически в несколько этапов или вручную оперативным персоналом по заданному алгоритму. Это и есть автоматическое повторное включение (АПВ) линий электропередач.

Принцип работы

На подстанциях ЛЭП работают силовые коммутирующие рубильники, которые управляются системой автоматики или диспетчером. После аварийной отработки отключения линии запускается в действие система АПВ, но не сразу после отключения, а через определенное время, достаточное для самостоятельной ликвидации КЗ на участке электросети.

При кратковременном типе аварийного отключения для каждого вида ЛЭП, в зависимости от напряжения, протяженности и прочих факторов, рассчитывается свое время для повторного аварийного включения. После отсчета времени, автоматика подает питание на соленоид рубильника для повторной подачи питания.

В случае успешного включения, когда причина неисправности самоликвидировалась, ЛЭП вводится в работу. В том случае, если после подачи напряжения, неисправность никуда не пропала, линия обесточивается. Система АПВ с задержкой уже более 15 секунд, производит второе повторное включение.

Как показала практика и неумолимые цифры статистики, повторным АПВ линий электропередач устраняется 65 % кратковременных неисправностей. В противном случае, когда неисправность является продолжительной по своему характеру, защита отключает рубильник. В этом случае требуется вмешательство оперативного персонала для визуальной оценки состояния ЛЭП и ремонта. Устранение неисправности осуществляется выездной бригадой и подача напряжения на отремонтированный участок сети осуществляется после многочисленных проверок.

Требования, предъявляемые к АПВ

Итак, основные требования к автоматике повторного включения:

быстродействие включения и отключения;
устойчивость к токам КЗ;
устойчивость и предотвращение возникновения дуги и переходных процессов во время коммутации;
готовность к повторному автоматическому включению при отключении защитами;
достаточный запас энергии для повторного включения циклов АПВ;
блокировка АПВ после срабатывания определенных видов защит;
блокировка автоматической или дистанционной подачи питания при переводе АПВ в ручное положение.

Также рекомендуем просмотреть видео, на котором более подробно рассмотрен данный вопрос (предоставлена классификация устройств АПВ, область применения и схема работы системы):

Теперь вы знаете, что такое автоматическое повторное включение ЛЭП, какое назначение данной системы и принцип работы. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Наверняка вы не знаете:

Автоматическое повторное включение (АПВ) – гарантия безаварийной работы электроустановки.

Предназначение АПВ

Основное предназначение АПВ в том, чтобы восстановить работу объекта электросистемы будь это потребитель, участок линии электропередачи, участок подстанции или электродвигатель. Обязательное условие существования АПВ — отсутствие запрета на осуществление включения во второй раз.

Причина, вызвавшей остановку работы объекта может быть неисправность на ВЛ или КЛ. К основным типам неисправности относятся короткие замыкания, схлесты проводов из-за сильной пляски или провиса, произошедшие во время сильного ветра, обледенение проводов, перекрытия воздушной изоляции и т. д. После того, как причина отключения исчезает при помощи АПВ на отключенную линию, или на объект мгновенно подается питание. Он остается под напряжением, продолжая работать, а потребитель продолжает получать электроэнергию безостановочно.

Повреждения, которые самоустраняются принадлежат к категории неустойчивых неисправностей, после кратковременного пропадания напряжения линия или объект снова начинает работу.

Работа АПВ происходит с задержкой времени от 0,2 – 0,5 до нескольких секунд в зависимости от напряжения в линии, чем выше напряжение, тем меньше выдержка времени. Так, на линии 110 – 500 кВ время срабатывания – 0,15 сек. Время действия устройства зависит также от сечения и материала проводов, чем меньше сечение проводов, меньше воздушный промежуток между проводами тем более не успешное срабатывание АПВ. Задержка времени необходима для возращения диэлектрической прочности изоляции воздушного промежутка в области горения дуги.

Рис. №1. Схема, поясняющая работу АПВ в современном микропроцессорном блоке защиты УМПЗ. Количество циклов и время выдержки задается уставками, для использования АПВ принимают во внимание кратность и время выдержки.

АПВ применяется для питающих объекты (КЛ) кабельных и (ВЛ) воздушных линий электропитания, для секций и систем шин подстанции, а также комплексных распредустройств (КРУН), для двигателей и трансформаторов.

Существует запрет на действие АПВ во время возникновения внутренних повреждений трансформаторов, они не должны конфликтовать с действием по срабатыванию дифференциальной и газовой защит.

Максимальной эффективностью пользуются АПВ для защиты ВЛ, они входят в обязательный перечень защиты линии электропередач. Для КЛ, системы шин распределительной установки и трансформаторов применение АПВ не считается действенным, так как вероятность появления неисправности на этих объектах с последующим АПВ ничтожна мала. Для КЛ также редко происходит успешное АПВ, это следствие того, что расстояние между кабельным жилами очень мало, появившееся короткое замыкание приобретает устойчивый характер, появляются значительные разрушения в изоляции кабеля.

Наиболее распространенными считаются АПВ однократного действия, их устройство отличается простотой и, самое важное, в случае не успешного действия АПВ на линии пропадает вероятность получения еще большего повреждения на аварийном участке. Многократное АПВ применяют лишь в случае ВЛ с очень большой протяженностью, более 10 км, которая питает потребителей II–III категории и только в том случае, когда приемная подстанция не имеет АВР ввода и вводной выключатель рассчитан на то, чтобы выдержать многократное АПВ.

Рис. №2. Схема линии с неселективной токовой отсечкой и АПВ. Схема демонстрирует действие КЗ, если оно произошло вне общей зоны действия защит 1 общ, а зоне действия ТО2 (место КЗ), то защита отключает линию W 2, линия W1 останется под напряжением, в том случае если КЗ будет устойчивым АПВ отключит линию.

АПВ предусмотрено с выключателями, работающими на переменном и постоянном токе.

Требования к АПВ согласно правилам эксплуатации и практики

АПВ должно обеспечить действие защиты в ускоренном порядке до своего срабатывания и после.
При срабатывании АПВ устройство должно автоматически вернуться в изначально готовое положение (примечание не всегда, особенно на старых МВ 6-10 кВ польского производства не работает МУН, а также типов ВМГ-133 и ВМП-10, поэтому после неуспешного срабатывания однократного АПВ фидера, бригада ОВБ, выезжающая на место неисправности и после ее устранения, после введения объекта в работу должна проследить готовность МВ к последующему срабатыванию, и при невозможном автоматическом возврате устройства, сделать готовность, вручную).
Запрет АПВ при срабатывании некоторых видов релейных защит и автоматики, например, дифференциальной и газовой зашиты трансформатора. При срабатывании защит силовых электродвигателей ключ АПВ должен быть выведен в отключенное положение.
При отключении высоковольтного выключателя ключом вручную по телеуправлению и при оперативном выключении, дистанционно, в случае КЗ, АПВ выводится из работы.
АПВ блокируется от многократных включений, предупреждая устойчивое КЗ, а также при неисправностях в самом устройстве АПВ.
При плановом и оперативном переключении и выводе в ремонт отходящего фидера ВЛ и КЛ ключ АПВ выводится в положении выключено, чтобы не было ложного повторного включении выключателя.

Устройство АПВ – конструкция

Рис. №3.Схема однократного АПВ воздушной линии (ВЛ)

Оперативный ток в линии подается при помощи токового реле КА, оно включается в линию посредством тр-ра тока ТА. При возникновении (КЗ) короткого замыкания в линии электропередач катушка реле возбуждается, релейные контакты КА:1 в электрической цепи 1 замыкаются, на электромагнит отключения YAT приходит питающее напряжение и происходит срабатывание выключателя Q, линия отключается. Происходит замыкание блок-контактов Q:3 в цепи 4, на указательное реле KH приходит питающее напряжение, оно замыкает свою контактную систему в цепи 2 и поступает на включающий выключатель электромагнит YAC.

Происходит размыкание его блок-контактов Q:3 и осуществляется замыкание Q:2. На катушку промежуточного реле KL приходит питающее напряжение, его контакты KL:1 самозапитываются, а контакты KL:2 производят разрыв цепи питания отключающего электромагнита YAC.

Это действие осуществляется для того, чтобы при включении линии на устойчивое КЗ (короткое замыкание), линия была отключена защитой, и произошло предупреждение повторного включения высоковольтного выключателя нагрузки. Для введения в работу схемы однократного АПВ в изначальное (исходное) положение требуется кнопкой SBT осуществить разрыв цепи питания катушки промежуточного реле KL.

Типы АПВ

Устройство автоматического включения подразделяется на несколько основных типов:

АПВ на переменном оперативном токе. В конструкции предусмотрены различные группы вспомогательных контактов, которые завязаны в схему с определенными деталями и узлами, отвечающими за безотказную работу привода выключателя. Подразделяются на три контактных группы: 1 группа отвечает за работу механизма натяжения пружин включения, переключения контактной группы происходят изменения натяжения пружины. 2 –отвечает за работу вала привода выключателя и срабатывает при изменении состояния и положения выключателя. З группа – это аварийная контактна группа, замыкаемая при исчезновении напряжения и выключении выключателя, размыкается только при оперативном отключении выключателя.
АПВ на выпрямленном оперативном токе. Работа устройства построена на основе комплектного реле РПВ-358, его работа начинается после отсутствии напряжения и выключении высоковольтного выключателя при всех возможных неисправностях. Реле предупреждает многократное срабатывание выключателя при появлении неисправностей во внутренних оперативных цепях.
АПВ с двухсторонним питанием. Особенность схемы в том, что восстановление рабочего состояния линии подразумевает подачу питания на линию с двух противоположных сторон. При использовании этой схемы необходимо предотвратить несинхронное повторное включение. В некоторых случаях от несинхронного включения отказываются и используют АПВ без синхронизма. Это допускается при большом количестве параллельных цепей, при наличии быстродействующей защиты. Если включение при разнообразных углах между ЭДС источников не будет угрожать потребителю, то произойдет быстрое восстановление синхронизма.
АПВ трехфазного включения без синхронизма линии с двухсторонним питанием. Подразделяется на устройство для линий с параллельными связями, аналогично по устройству с АПВ с односторонним питанием. В категорию входят быстродействующее АПВ и несинхронное УАПВ. При этом несинхронное УАПВ может сопровождаться появлением сверхтоков и уменьшением величины напряжения, а также кратковременным возникновением токов и напряжений обратной и нулевой последовательности, это происходит из-за замыкания фаз выключателя без соблюдения одновременности.
АПВ трехфазного включения с контролером, осуществляющим синхронизм линий с обоюдосторонним питанием. В конструкции устройства предусмотрено реле, которое не дает включить линию при значительных величинах углов между векторами ЭДС, в этом случае толчок уравнительного тока превышает возможно допустимое значение. К этой группе устройств можно отнести УАПВ с ожиданием синхронизма (АПВУС на линиях с мощными параллельными связями) и с улавливанием синхронизма (УАПВУС для линий со слабыми параллельными связями).

Читайте также Кабель для электросварки

Современные микропроцессорные устройства АПВ

Микропроцессорные устройства МУРЗ занимают освобождающиеся ниши традиционных электромеханических и полупроводниковых устройств. У этих устройств также имеются множество недостатков, которые хотя и привели к ослаблению надежности электросетей вследствие утраты и замены традиционных релейных устройств, благодаря своему постоянно растущему усовершенствованию занимают все более основательное место по защите электрообъектов.

Рис. №4. Устройство УЗА-10 РС – устройство релейной защиты, автоматики и управления присоединений.

Современные микропроцессорные устройства, призванные заменить обычную релейную защиту, предназначены для новых и подвергаемых реконструкции подстанций. Они адаптируются со всеми видами высоковольтных выключателей, работают с различными приводными механизмами. УЗА-10 РС11 монтируется в релейных шкафах распределительных устройств с питанием от трансформаторов тока и от цепей питающего оперативного напряжения. Микропроцессорные блоки выполняют функцию однократного АПВ. Имеют светодиодную индикацию, показывающую действие защит и функцию автоматики устройства. Замена электромеханических и полупроводниковых реле на новые современные микропроцессорные устройства не требует существенных изменений и реконструкции в существующих цепях управления и автоматики. Для проверки устройств не нужны специализированные установки.

Рис. №5. Таблица выполняемых функций микропроцессорным устройством

Функциональные блоки микропроцессорных устройств отличаются четким разграничением задач и ограничиваются исключительно функциями релейной защиты, этим достигается увеличение степени надежности для создания новой концепции построения релейной защиты.

Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Автоматическое повторное включение

Содержание

1 Назначение
- 1.1 Требования к устройству АПВ
- 1.2 Параметры срабатывания
- 1.3 Режимы АПВ
- 1.4 Выбор параметров
  - 1.4.1 ВЛ с односторонним питанием
  - 1.4.2 ВЛ с двухсторонним питанием
  - 1.4.3 Выводы
2 АПВ шин и автоматическая сборка схемы
3 Эффективность
4 Источники

Назначение [ править ]

Автоматическое восстановление транзита мощности или питания потребителей после отключения элемента сети устройством релейной защиты, путём повторного включения этого элемента под напряжение.

Согласно ПУЭ [1] , п.3.3.2 должно предусматриваться автоматическое повторное включение:

воздушных и смешанных (кабельно-воздушных) линий всех типов напряжением выше 1 кВ. Отказ от применения АПВ должен быть в каждом отдельном случае обоснован. На кабельных линиях 35 кВ и ниже АПВ рекомендуется применять в случаях, когда оно может быть эффективным в связи со значительной вероятностью повреждений с образованием открытой дуги (например, наличие нескольких промежуточных сборок, питание по одной линии нескольких подстанций), а также с целью исправления неселективного действия защиты. Вопрос о применении АПВ на кабельных линиях 110 кВ и выше должен решаться при проектировании в каждом отдельном случае с учётом конкретных условий;
шин электростанций и подстанций;
трансформаторов;
ответственных электродвигателей, отключаемых для обеспечения самозапуска других электродвигателей

Требования к устройству АПВ [ править ]

Согласно ПУЭ [1] , п.3.3.3 :

Установленная кратность действия (обычно — однократное);
Отсутствие срабатывания при отключении персоналом;
Автоматический возврат устройства АПВ в исходное состояние после успешной работы этого устройства;
Отсутствие возможности многократного включения на КЗ при любой неисправности в схеме устройства;
Отсутствие готовности к работе при отключении от релейной защиты непосредственно после включения персоналом дистанционно или при помощи телеуправления;

Параметры срабатывания [ править ]

Основными параметрами являются:

Время срабатывания. Определяется условиями успешности срабатывания устройства АПВ.
Время готовности (возврата в исходное состояния). Устройство АПВ не должно быть готовым выдать команду на включение выключателя в случае устойчивого КЗ на элементе. Обычно принимается с большим запасом равное 20 с.

Пуск устройства АПВ может осуществляться:

либо по несоответствию положения ключа управления и выключателя;
либо от устройств релейной защиты.

Режимы АПВ [ править ]

Для выполнения нужной последовательности автоматического включения выключателей линий с двухсторонним питанием, а также чтобы не было второго АПВ с другого конца при неуспешном АПВ, существует несколько дополнительных режимов:

Без контролей или «Слепое». В данном случае устройство АПВ ничего дополнительно не контролирует и по прошествии времени срабатывания формирует команду на включение выключателя;
С контролем наличия (U>70%) или отсутствия напряжения (U Выбор параметров [ править ]

ВЛ с односторонним питанием [ править ]

$ Large t_ ge t_ + t_ + t_ $ , где

$ Large t_ $ — время срабатывания АПВ;

$ Large t_ $ — время деонизации среды в месте к.з. после его отключения (0,1-0,4 с);

$ Large t_ $ — время включения выключателя (0,060-0,800 с);

$ Large t_ $ — время запаса (0,5-0,7 с).

При запуске АПВ от релейной защиты время срабатывания АПВ увеличивается на время отключения выключателя.

ВЛ с двухсторонним питанием [ править ]

В данном случае необходимо ждать отключения ВЛ с двух сторон.

$ Large t_ $ — время срабатывания АПВ «своего» выключателя (в месте установки АПВ);

$ Large t_ $ — время срабатывания защит с противоположной стороны (резервные защиты: 0,4-3,0 c);

$ Large t_ $ — время отключения выключателя с противоположной стороны (0,020-0,070 с);

$ Large t_ $ — время деонизации среды в месте к.з. после его отключения (0,1-0,4 с);

$ Large t_ $ — время запаса (0,5-0,7 с);

$ Large t_ $ — время срабатывания защит своей стороны (основные защиты: 0,020-0,100 с);

$ Large t_ $ — время отключения выключателя своей стороны (0,020-0,070 с);

$ Large t_ $ — время включения выключателя своей стороны (0,060-0,800 с).

При использовании контролей напряжения для выключателя, включаемого первым, время срабатывания АПВ считается по формуле (1), а для выключателя, включаемого вторым с контролем наличия напряжения, используется следующая формула:

$ Large t_ $ — время срабатывания АПВ;

$ Large t_ $ — время срабатывания защит с противоположной стороны при включении от АПВ(резервные защиты: 0,1-3,0 c);

$ Large t_ $ — время отключения выключателя с противоположной стороны (0,020-0,070 с);

$ Large t_ $ — время запаса (0,5-0,7 с).

Выводы [ править ]

Обычно время АПВ принимается в диапазоне 1,0 — 5,0 с

АПВ шин и автоматическая сборка схемы [ править ]

После работы ДЗШ может применяться АПВ шин: от устройства АПВ включается одно из питающих присоединений и подаёт напряжение на отключенную секцию.

Далее возможны два сценария:

Если АПВ шин неуспешное, то ДЗШ срабатывает ещё раз, формируя сигнал отключения и запреты АПВ для всех присоединений;
В случае успешного АПВ секция шин ставится под напряжение. Остальные присоединения включаются действием оперативного персонала, либо возможно применение автоматической сборки схемы (АСС).

Уставки ДЗШ должны быть выбраны так, чтобы обеспечить чувствительность при КЗ на шинах при питании от этого источника (или должно вводиться очувствление ДЗШ).

АСС может быть выполнена следующим образом:

В виде отдельной панели. Пуск производится после работы ДЗШ и после появления напряжения на отключаемой СШ. Панель включает обратно выключатели каждые 1-2 с;
С использованием АПВ присоединений. В данном случае, АПВ присоединений, в соответствии с их заданным режимом и уставками включают обратно выключатели. При использовании такого решения, необходимо время срабатывания АПВ присоединений отстраивать от одновременного включения (дополнительно к их основным условиям выбора).
С использованием двух независимых функций (таймеров и режимов) АПВ. В отличии от использования одной функции АПВ присоединения, позволяет выбирать отдельное время для АСС и для АПВ присоединения.

Согласно п.5.2.16 Правил по переключениям [2] , при операциях шинными разъединителями с ручным приводом необходимо на время операций выводить АПВ шин. Для этих целей предусматривается возможность оперативного вывода АПВ шин после действия ДЗШ (по факту работы ДЗШ сразу формируется запрет АПВ присоединений).

Эффективность [ править ]

На ВЛ успешность АПВ составляет 65-70% [3] . Данное обстоятельство объясняется тем, что большинство КЗ на ВЛ оказываются неустойчивыми и самоустраняются при отсутствии напряжения.

Как работают устройства автоматики повторного включения (АПВ)?

В виду большой протяженности электрических сетей их обслуживание и ремонт, в случае повреждения, усложняются необходимостью доставления бригады к месту выполнения работ. Из-за чего большинство внештатных ситуаций, которые приводят к отсутствию напряжения, решает автоматическое повторное включение (АПВ) без необходимости вмешательства работников.

Назначение АПВ

Автоматическое повторное включение предназначено для включения выключателей после того, как аварийное отключение обесточило линию. При этом АПВ позволяет уменьшить перерывы в электроснабжении на количество кратковременных аварий. Посмотрите на рисунок 1, в случае замыкания в точке К1 с последующим отключением высоковольтного выключателя Q1 происходит срабатывание АПВ1. Допустим, что замыкание самоустранилось и снабжение линии от подстанции ПС1 до ПС2 восстановилось.

В то же время, при замыкании в точках К2 и К3 выключатель Q2 отсекает линию до подстанции ПС3. Допустим, что это устоявшиеся замыкания, при срабатывании АПВ2 напряжение снова будет подано в сеть, но так как в точках К2 и К3 происходит замыкание, Q2 снова отключит линию.

Поэтому все аварийные ситуации по их продолжительности можно условно поделить на:

Кратковременные – те, которые обуславливаются относительно непродолжительным фактором (перемещением животных, падением веток и прочих элементов), которые создали протекание токов короткого замыкания на доли или несколько секунд, после чего и причина, и замыкание самоустранились.
Устоявшиеся – обусловленные постоянным фактором, который не может самоустраниться без вмешательства персонала (обрыв провода, разрушение изоляции и прочие). В таких ситуациях возникают устойчивые кз, которые устраняются только отключением выключателей и последующим ремонтом.

На практике автоматическое повторное включение срабатывает во всех ситуациях, но успешное включение происходит только в случае, когда причина устранилась, то есть при кратковременных повреждениях. Если же после первой повторной подачи автоматическое восстановление не произошло, в зависимости от типа, могут применяться следующие ступени повторного включения. В соответствии с местными условиями системы АПВ могут иметь различные особенности работы.

Так как 50% всех отключений удается повторно запитать от однократного АПВ, то первая ступень считается наиболее эффективной. Вторая отстраивается с временным промежутком в несколько секунд или десятков секунд, и, как показывает статистика, позволяет запитать потребителя еще в 15% случаев.

Классификация

В зависимости от количества фаз, задействованных для повторного включения все АПВ подразделяют на:

Однофазные – предназначены для автоматического ввода только одной фазы, на которой произошло замыкание, как правило, применяются для линий 500кВ и выше;
Трехфазные – характеризуются воздействием на привод выключателя, который сразу повторно включает все три фазы;
Комбинированные — осуществляют автоматическое включение электрических аппаратов посредством логического выбора одной или всех трех, в зависимости от типа замыкания.

В свою очередь, трехфазные АПВ подразделяются на такие классы:

С односторонним питанием – когда линия запитывается только от одного источника, соответственно, оперативный ток запускает цепь повторного включения только для одного высоковольтного выключателя.
С двухсторонним питанием – когда участок сети получает электроснабжение сразу от двух источников и система АПВ вынуждена повторно включать сразу два коммутационных аппарата.

Также двухстороннее АПВ подразделяется на:

Несинхронное повторное включение, когда система выполняет одновременный ввод выключателей с двух сторон. При этом синхронность включения и процессов в линии не соблюдается.
С ожиданием синхронизма – подает питание сначала с одной стороны, а затем с другой.
С улавливанием синхронизма – подбирает время включения в соответствии с удаленностью точки замыкания для предотвращения возникновения несимметричных режимов, ударов тока и прочих эффектов.
Быстродействующие АПВ – позволяют осуществить повторное включение в максимально короткий промежуток времени.

Помимо вышеизложенных способов классификации, АПВ могут различаться по способу включения – от механического воздействия или посредством электрического сигнала. Также существует разделение по количеству ступеней включения – одна или несколько, в зависимости от того, сколько раз АПВ пытается повторно включить питание. Принцип действия повторного включения может отстраиваться как от наличия напряжения в линии, так и от его отсутствия.

Принцип работы

Рассмотрите принцип работы автоматического повторного включения на примере такой схемы.

Рис. 2: Принципиальная схема АПВ

Как видите на рисунке 2, напряжение подается на шину управления ШУ, на схеме показан пример питания от источника постоянного тока + ШУ и – ШУ. В данном примере устройство АПВ управляется механизмами:

контроля синхронизации;
положения контактов выключателя;
запрета АПВ;
разрешения подготовки.

Релейная защита реализуется посредством реле времени РВ и промежуточного РП. Последнее имеет две обмотки: по току РП I и по напряжению РП U. В нормальном режиме к ШУ приложено напряжение, которое заряжает конденсатор С при наличии соответствующего сигнала от цепей разрешения подготовки. Но повторное включение блокируется сигналом цепи запрета АПВ, который отстраивается на основе резисторов R1 и R2, находящихся в последовательном соединении с управленческими цепями.

В случае отключения трансформатора, линии или других участков, сигнал контроля синхронизации замыкает цепь для РВ. Которое при отсчете установленного промежутка времени выполняет замыкание собственных контактов, они, в свою очередь, шунтируют резистор R. После чего происходит разряд конденсатора на обмотку напряжения РП. При этом возбуждается и токовая катушка, которая притягивает контакты реле и замыкает цепь на включение выключателя.

Если трехфазное кз прекратилось и электроснабжение возобновится, то контроль синхронизации подает сигнал на размыкание обмотки РВ. После чего в цепь снова вводится сопротивление R и происходит возврат реле в обесточенное состояние. После возврата устройства в режим ожидания сразу происходит заряд конденсатора С для готовности к последующему повторному включению.

Узел Н позволяет вывести повторное включение на время проведения каких-либо плановых манипуляций оперативным персоналом.

Предъявляемые требования

Для обеспечения заявленных режимов и безопасных условий работы оборудования, к устройствам автоматического повторного включения предъявляется ряд требований:

Быстродействие – должна обеспечивать скорость перехода, определяемая типом питаемых устройств и категорией потребителя. Но, при этом, скорость не должна выполнять повторное включение до полного рассеивания электрической дуги. Так как в противном случае, даже при кратковременных повреждениях возможна повторная ионизация изолирующего промежутка.
Устойчивость к аварийному режиму – устройства ТАПВ и резервных защит не должны снижать качество и скорость реагирования из-за перепадов электрических величин.
Селективность АПВ – система должна отстраивать свою работу в соответствии с другими устройствами аварийной автоматики, не прерывая действия защит. Рисунок 3: Согласование АПВ с другими защитами
В случае оперативных отключений с целью проведения плановых работ, АПВ должно выводиться из цепи, чтобы ошибочно не подать напряжение на шины подстанции и не подвергнуть угрозе персонал.
После срабатывания повторного включения коммутационное устройство должно возвращаться во включенное положение. При неуспешном АПВ должен происходить автоматический возврат в отключенное положение.
Для некоторых видов защит (газовой, дифференциальной и прочих, реагирующих на повреждение трансформатора) должен устанавливаться запрет на повторное включение. Также отключенное положение должно сохранятся при возникновении аварийного режима в силовых электрических машинах.
При повторных включениях должны блокироваться неконтролируемые многократные АПВ во избежание разрушающих воздействий устойчивых токов кз на устройства. Рисунок 4: Увеличение тока при кз

Особенности эксплуатации АПВ

Следует отметить, что работа повторного включения должна контролироваться исключительно теми работниками, на балансе которых находятся соответствующие распределительные сети. При этом допуск постороннего персонала может производиться только под надзором ответственного работника.

Помимо того, что все случаи срабатывания АПВ для обратного включения тех же шин, линий или трансформаторов фиксируют приборы учета, они должны регистрироваться оперативными работниками в соответствующем журнале. После чего специалисты, обслуживающие устройства защиты шин, линий и силового оборудования подстанции должны провести анализ работы повторного включения с составлением соответствующих документов.

Периодически, для проверки работоспособности устройств АПВ, персонал обязан вывести его из работы. После чего производится комплекс испытательных мер, как совместно с остальными защитами, так и отдельно. По результатам проверки должен выдаваться протокол об исправности или неисправности АПВ. В последнем случае применяются меры для восстановления или отладки нормальной работы повторного включения, и производится внеочередная проверка.

Если для линии предусмотрено включение резерва, то повторное включение может не использоваться. Чтобы работа АПВ не нарушала переход системы на резервное питание.

Автоматическое повторное включение – АПВ

Электрические сети характеризуются значительной протяжённостью, что во многом усложняет выполнение их технического обслуживания и ремонта, требуя времени на доставку персонала и необходимого оборудования. Решить эту проблему помогают системы автоматического повторного включения (АПВ), что позволяет предотвратить аварийные ситуации. Рассмотрим особенности применяемых АПВ и требования к ним.

Назначение АПВ
Устройство и принцип работы
Классификация
Предъявляемые требования
Особенности эксплуатации АПВ

Назначение АПВ

Назначение автоматического повторного включения предполагает запуск включающих устройств после аварийного обесточивания линий. Использование АПВ позволяет максимально сократить временной промежуток отключения ЛЭП.

Нештатные ситуации могут быть(короткие замыкания):

кратковременными – по случайной причине, действующей непродолжительное время (от перемещения животных, падения деревьев и пр.);
устойчивыми – если возобновление работы линии невозможно без вмешательства персонала, при обрыве провода, повреждении изолирующего покрытия и прочих последствиях.

В результате возникновения аварии АПВ срабатывает при любом исходе. Но возобновление работы становится возможным, только если устранено влияние воздействующего фактора.

Устройство и принцип работы

Ознакомиться с устройством и принципом работы АПВ можно на примере следующей схемы:

Подача тока здесь осуществляется через управляющую шину ШУ. Управление АПВ производится с помощью следующих механизмов:

контролирующего синхронизацию;
управляющего контактами выключающего устройства;
запрещающим включение;
разрешающим подготовку.

Временное и промежуточное реле (РВ и РП) обеспечивают защиту. Промежуточное реле выполнено с двумя обмотками: токовой и напряжения. При нормальной работе на ШУ подаётся ток, заряжающий конденсирующий элемент С, если поступает соответствующий сигнал от цепи разрешения подготовки.

Возможность повторного включения предотвращается за счёт запрещающей схемы, настройка которой обеспечивается последовательно подключёнными резисторами R1 и R2.

При отключении линии АПВ срабатывает посредством подачи сигнала схемой, контролирующей синхронизацию. Замыкаются её контакты и шунтируется резистор R, а конденсатор разряжается на катушку РП. Одновременно также происходит возбуждение токовой катушки, замыкающей контакты реле в сети.

В случае прекращения трёхфазного КЗ, АПВ срабатывает, и обмотка РВ размыкается. Затем подключается резистор R, и происходит возврат реле к обесточенному состоянию.

Использование узла Н позволяет обеспечить безопасное выполнение работ по обслуживанию линии оперативным персоналом.

Классификация

Количество включений выключателя с помощью АПВ:

Однократные действия – после КЗ включает систему только 1 раз.
Многократного действия – включает систему несколько раз обычно 2.

По способу воздействия на выключатель АПВ могут быть:

Механические — они встраиваются в пружинный привод выключателя.
Электрические — воздействуют на электромагнит включения выключателя.

АПВ классифицируются по числу фаз, используемых при срабатывании. Устройства могут быть:

Однофазными – автоматически вводят только одну фазу при замыкании. Обычно задействованы для линий в 500 кВ и более;
Трёхфазными – обеспечивают срабатывание выключателя, с включением всех трёх фаз;
Комбинированными – могут срабатывать, благодаря возможности логического выбора схемы, нужной или нескольких фаз.

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 то же время предусмотрено разделение трёхфазных устройств на следующие подвиды:

с односторонней подачей напряжения – когда срабатывает только один высоковольтный выключатель, а питание производится из одного источника;
с двусторонней – с возможностью включения двух коммутационных аппаратов.

Двухсторонние АПВ делятся на:

схемы с несинхронным повторным включением – когда одновременно вводятся два выключателя без соблюдения синхронности;
ожидание синхронного срабатывания – происходит включение последовательно, с противоположных сторон;
улавливающие синхронизм – подбирается момент для одновременного включения, чтобы максимально сгладить возможные нежелательные эффекты;
быстрого действия – максимально сокращающие время ожидания повторного срабатывания.

Кроме указанного разделения, предусмотрена классификация по способам срабатывания – механическим включением или электрическим сигналом. Дополнительно АПВ разделяют по числу ступеней на одно- и многоступенчатые – пытающиеся включить питание разово или многократно.

Предъявляемые требования

Чтобы обеспечить штатную и безопасную работу АПВ, устройства должны соответствовать следующим требованиям:

Скорости срабатывания – чтобы повторное включение производилось после того, как рассеется электрическая дуга;
Устойчивости к работе в аварийном режиме – колебание характеристик тока и напряжения не должна вызывать выхода из строя и отказов;
Избирательности – устройство должно быть настроено для совместной работы с другими элементами в системе;
При отключении системы для оперативных работ, АПВ должно исключать возможность самопроизвольного включения;
Обеспечения самовозврата в исходное положение;
Возможность ограничения повторного срабатывания при некоторых разновидностях защиты;
Наличие блокировки устройства от многократного включения при КЗ.

Перечисленные требования позволяют обеспечить безопасность обслуживающего персонала и исключить аварийные ситуации.

Особенности эксплуатации АПВ

Обслуживание АПВ должно быть закреплено за отдельными подразделениями. Посторонний персонал может допускаться только при постоянном контроле ответственных специалистов.

Персонал, обслуживающий АПВ, должен вести оперативные журналы, с фиксацией фактов включения устройств. Такие ситуации должны всесторонне анализироваться, чтобы исключить возможные аварии.

Оборудование должно проходить периодическое техническое обслуживание, с подключением линий на это время по резервной схеме.

Надлежащее техническое состояние и организованное обслуживание АПВ позволят предотвратить возможные аварии и обеспечить бесперебойную подачу напряжения потребителям.

АПВ – автоматическое повторное включение

Подстанции и распределительные сети постоянно автоматизируются, а эффективность их работы заметно улучшается. Таким образом, обеспечивается комплексная автоматизация сетей, позволяющая в короткие сроки восстанавливать электроснабжение потребителей при возникновении аварийной ситуации. Одним из таких участков является АПВ, с помощью которого происходит автоматическое повторное включение энергетических объектов, участвующих в электроснабжении. К ним относятся трансформаторы, шины, линии электропередачи и другие.

Назначение и принцип работы АПВ
Требования к устройствам АПВ
Виды АПВ

Назначение и принцип работы АПВ

Работа АПВ позволяет повысить надежность работы энергосистемы и обеспечить бесперебойное питание потребителей. Основным предназначением автоматического повторного включения является быстрое возобновление работы какого-либо объекта энергетической системы. К ним относятся различные потребители, подстанции, участки ЛЭП, электродвигатели и т.д. Нормальное функционирование АПВ возможно лишь при условии отсутствия запретов и ограничений на повторное включение.

Аварийная ситуация, вызвавшая остановку объекта, может возникнуть по разным причинам, в основном из-за неисправностей на воздушных и кабельных линиях. Очень часто возникает перехлест проводов под действием сильного ветра, короткие замыкания, обледенение и другие неисправности. После устранения причины отключения, устройство АПВ мгновенно подает питание на объект или отключенную линию. Оставаясь под напряжением, система повторного включения продолжает свою работу, а к потребителям безостановочно поступает электроэнергия.

Все повреждения, которые устраняются сами собой, относятся к неустойчивым неисправностям. После того как они самоустранились, напряжение возобновляется и объекты вновь начинают нормально функционировать. Это и будет ответом на вопрос что такое АПВ.

Задержка времени срабатывания АПВ составляет от долей секунд до нескольких секунд. Этот промежуток полностью зависит от напряжения на аварийном участке. При возрастании напряжения, время срабатывания соответственно уменьшается. На этот показатель оказывает влияние материал и сечение проводов: чем меньше сечение, тем выше временной порог срабатывания автоматики. Временной промежуток необходим для того чтобы создать диэлектрическую прочность изоляции в воздушном промежутке там, где образуется дуга. В этом и заключается основной принцип работы данных устройств.

Запрещается использовать АПВ в ситуациях, когда имеются какие-либо внутренние повреждения трансформаторов, поскольку это может вызвать конфликт между автоматическим повторным включением и дифференциальной или газовой защитой.

Наиболее эффективны системы АПВ, защищающие воздушные линии. Они находятся в перечне обязательных устройств, используемых для защиты ЛЭП. Для кабельных линий, шин в трансформаторах и распределительных установках устройства АПВ считаются значительно менее эффективными, поскольку аварии и неисправности на таких объектах маловероятны. Например, в отношении кабелей автоматика не срабатывает из-за устойчивого короткого замыкания и значительных разрушений изоляционного слоя.

Наибольшее распространение получили устройства АПВ с однократным действием, отличающиеся наиболее простой конструкцией. Если их включение оказалось безуспешным, то дальнейшие повреждения на аварийном участке полностью исключаются. АПВ многократного действия применяются на воздушных линиях, протяженность которых составляет свыше 10 км, а также при наличии на подстанции вводного выключателя, способного выдерживать многократное включение автоматики.

Требования к устройствам АПВ

В соответствии с правилами эксплуатации, существуют определенные требования и условия, которые должны соблюдать АПВ автоматическое повторное включение, с целью обеспечения эффективной и безопасной работы электрооборудования. Все защитные устройства продолжают свою работу до и после повторного включения.

Срабатывание автоматики должно приводить объект или устройство в первоначальное готовое положение. Если возможность автоматического возврата отсутствует, данная операция выполняется вручную.
Запрещается использовать АПВ в случае срабатывания отдельных видов автоматической и релейной защиты трансформаторов. Если срабатывает защита, которой оборудованы силовые электродвигатели, в этом случае система АПВ должна находиться в отключенном состоянии. Ее отключение выполняется когда высоковольтный выключатель отключается вручную или дистанционно при наличии короткого замыкания.
В обязательном порядке должны блокироваться многократные включения АПВ во избежание устойчивых коротких замыканий. Блокировка осуществляется и в случае неисправностей в самих устройствах автоматического повторного включения.
При ремонте на воздушных и кабельных линиях, а также в случаях их планового и оперативного переключения АПВ отключается во избежание ложных срабатываний выключателя.

Виды АПВ

Существуют различные типы устройств автоматического повторного включения. В первую очередь АПВ это устройства, в которых используется оперативный переменный ток. Данные конструкции оборудованы вспомогательными контактами включенными в схему для совместной работы с определенными элементами, обеспечивающими надежную работу привода выключающего устройства. Они состоят из трех контактных групп, отвечающих за действие того или иного участка: изменяют натяжение пружины, обеспечивают функционирование вала привода выключателя и оперативное отключение при аварийной ситуации.

Для других устройств АПВ требуется выпрямленный оперативный ток. Их основным конструктивным элементом является комплектное реле РПВ-358, срабатывающее при отключении высоковольтных выключателей в случае любых неисправностей. Использование данного реле позволяет избежать многократного срабатывания выключателя при аварийных ситуациях, затрагивающих внутренние оперативные цепи.

Особенностью схемы АПВ с двухсторонним питанием считается подача питания на линию сразу с двух сторон. Этот способ позволяет быстро восстановить рабочее состояние энергоснабжения. Единственным условием является предотвращение повторного несинхронного включения. В отдельных случаях может использоваться АПВ без синхронизации, когда имеется быстродействующая защита, устанавливаемая в параллельных цепях.

Существуют системы автоматического повторного трехфазного включения, в которых линия не синхронизируется с подачей двухстороннего питания. Они используются в параллельных линиях, аналогичных АПВ с односторонним питанием. В конструкцию входят быстродействующие и несинхронные устройства. Существуют такие же устройства, оборудованные контроллерами, обеспечивающими синхронизацию на линиях, имеющих обоюдостороннее питание. В конструкции предусмотрено реле, защищающее линию от включения при значительной величине углов между векторами ЭДС.

Устройство автоматического повторного включения

Схема включения УЗО

Работа реле времени с задержкой включения

Схема включения пускателя

Датчик освещенности для включения света уличный

Розетка с таймером – лучшие модели, советы по выбору, возможности и параметры розеток

Источник: gk-rosenergo.ru