Возникающие в элементах системы электроснабжения короткие замыкания могут быть как устойчивые, так и неустойчивые. В любом случае такой элемент отключается релейной защитой и электроснабжение потребителей прерывается на время, необходимое для его восстановления. Автоматическое повторное включение (АПВ) предназначено быстро восстанавливать питание потребителей при неустойчивых коротких замыканиях, а значит уменьшать или недопускать ущерб, наносимый потребителям.
Причинами неустойчивых коротких замыканий на сельских воздушных линиях могут быть гроза, ветер, вызывающий схлестывание проводов, замыкания ветвями, птицами и др. случайные причины. Число неустойчивых коротких замыканий составляет 60—90% от общего числа отключений защитой, а вызванных грозой — около 60% всех неустойчивых коротких замыканий.
После отключения поврежденного элемента релейной защитой причина неустойчивого короткого замыкания самоликвидируется. Поэтому включение линии или трансформатора устройством АПВ восстанавливает нормальную работу схемы электроснабжения. Особенно велика эффективность АПВ сельских линий 10 кВ, так как они очень протяженные, проходят по открыток местности и в результате этого часто подвергаются атмосферным воздействиям.
Статистика показывает, что устройства АПВ воздушных линий всех напряжений ежегодно имеют в среднем 60—75% успешных действий. В связи с высокой эффективностью устройств АПВ ПУЭ требуют выполнения АПВ для всех воздушных и смешанных (кабельно-воздушных) линий всех типов напряжением свыше 1000 В.
Применяются устройства АПВ однократного двукратного действия, особенно важно их устанавливать на подстанциях без дежурного персонала, на пунктах секционирования. Выдержка времени (бестоковая пауза) на включение отключившегося выключателя должна быть не менее 2 с в первом цикле и не менее 15-20 с во втором цикле.
Исследования, проведенные в МИИСПе, показали эффективность применения однократного АПВ для сетей 10 кВ с выдержкой времени 15 - 20 с.
Однократные устройства АПВ имеют 40—50% успешных действий, двукратные — 50—60%, последние рекомендуется устанавливать на нерезервируемых линиях.
Основные требования к устройствам АПВ:
-
АПВ должно происходить при отключении выключателя релейной защитой, за исключением срабатывания релейной защиты сразу после оперативного включения выключателя;
- АПВ не должно происходить при оперативном отключении выключателя дистанционно или телеуправлением;
- АПВ должно происходить с заранее выбранной выдержкой времени;
-
АПВ должно происходить с заданной кратностью;
-
устройство АПВ должно иметь автоматический возврат для готовности к новому действию.
В настоящее время еще очень широко применяется типовая схема устройства АПВ однократного действия на переменном оперативном токе, где используется принцип срабатывания АПВ от несоответствия положения выключателя, когда он отключен защитой «отключено» и положения ключа управления «включено».
Для АПВ линий электропередач 10 кВ промышленностью выпускаются реле повторного включения однократного действия типа РПВ-58, двукратного — РПВ-258 и для подстанций с оперативным переменным током с использованием блоков питания типа РПВ-358.
Полупроводниковое устройство автоматического повторного включения АПВ-2П
Полупроводниковое устройство автоматического повторного включения АПВ-2П (или реле) предназначено для двукратного автоматического повторного включения выключателей 6—35 кВ, работающих совместно с приводами прямого и косвенного действия, и может устанавливаться на релейной панели шкафов комплектных распределительных устройств наружной установки (КРУН) и внутренней установки (КРУ).
Реле выполнено в виде одного блока, питание осуществляется от однофазного источника напряжения переменного тока частоты 50 Гц, номинальным значением 100 и 220 В с отклонением от 0,85 до 1,1 от номинального значения.
Устройство обеспечивает регулировку выдержки времени от 0,6—1 до 5—7 с для первого цикла АПВ и от 1,2—2 до 20—28 с для второго цикла АПВ без учета времени подготовки привода к операции «включение». Предусмотрена возможность увеличения выдержки времени второго цикла АПВ до 40 с.
Время подготовки реле АПВ-2П к повторной работе не менее 10 и не более 60 с.
Устройство не срабатывает при оперативном отключении выключателя персоналом, содержит элементы работоспособности без его отключения, а также предусмотрена возможность вывода из действия первого и второго цикла АПВ и реле в целом.
Элементы настройки реле выведены на лицевую панель.
Схема электрическая функциональная реле с выключателем приведена на рисунке., которая содержит два элемента времени КТ1 и КТ2, логический элемент «ИЛИ» DD, пороговый элемент KV, усилитель А, исполнительный орган KL. Входом и выходом реле подключено к блок-контактам выключателя Q (выключатель с приводом).
В исходном состоянии, то есть когда выключатель Q включен, на входные элементы КТ1 и КТ2 реле, сигнал не поступает и на выходе реле (элемент KL) сигнал также отсутствует.
При отключении выключателя Q линии электропередачи, например, при срабатывании релейной защиты, замыкается его контакт и два элемента времени КТ1 и КТ2 реле запускаются, то есть начинается отсчет времени их срабатывания.
Электрическая функциональная схема устройства АПВ-2П
По истечении установленного времени первого цикла АПВ срабатывает элемент времени КТ1. Выходной сигнал элемента времени КТ1 через логический элемент «ИЛИ» DD, пороговый элемент KV подается на усилитель А. Усиленный сигнал с выхода элемента А подается на исполнительный орган (выходное реле) KL, при срабатывании которого сигнал подается на катушку (электромагнит) включения выключателя. Последний включает линию электропередачи повторно, так как происходит АПВ выключателя по истечении времени первого цикла.
В случае повторного отключения линии электропередачи выключателем Q, то есть неуспешного первого цикла АПВ,. после подготовки привода к операции «включение» начинается отсчет времени второго цикла АПВ, при этом запускается только элемент времени КТ2, поскольку элемент времени КТ1 не успел подготовиться к повторному запуску. По истечений установленного времени второго цикла АПВ элемент времени КТ2 срабатывает и обеспечивает срабатывание выходного органа KL, который снова действует на электромагнит включения выключателя Q.
При неуспешном вторам цикле АПВ выключателя Q, выключается, но запуска элементов времени КТ1 и КТ2 не происходит, поскольку выключатель Q находится во включенном состоянии недостаточное время для подготовки их к запуску.
При успешном первом или втором циклах АПВ и истечении времени подготовки элементов времени КТ1 и КТ2 к запуску, реле снова готово к действию на выключатель для его включения.
Устройство АПВ-2П серийно выпускается Рижским опытным заводам «Энергоавтоматика».
Устройство однократного автоматического повторного включения АПВ-0,38
Устройство автоматического повторного включения линий 0,38 кB предназначено для установки в КТП 10/0,4 кВ, оборудованных автоматическими .воздушными выключателями серии А3700 с электромагнитным приводом.
Проведенные исследования аварийных отключений линий 0,38 кВ в сельской местности показали, что неустойчивые повреждения возникают в этих сетях из-за грозовых перенапряжений, перехлестывания проводов при сильном ветре, касания их ветвями деревьев при вводе в здания. Необходимо отметить, что отключение линий 0,38 кВ происходит также из-за перегрузки при неправильной эксплуатации защитных устройств у электроприемников. В этих случаях при повторном включении линии электроснабжение потребителей будет восстановлено.
Установлено, что при повторном оперативном включении автоматического выключателя или замене предохранителя на трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ в 50—60% всех отключений восстанавливается питание потребителей.
Устройство АПВ-0,38 воздействует на автомат (типа А3700), который срабатывает при больших аварийных токах (междуфазных и однофазных к. з., перегрузках), что не снижает существующего уровня злектробезопасности.
Таким образом, устройство АПВ-0,38 предназначено для повышения надежности электроснабжения потребителей в сельской местности и снижения соответственно ущерба из-за недоотпуска электроэнергии. Оно выполнено в виде приставки к автоматическому выключателю на полупроводниковых элементах и электромеханического реле и может найти применение во всех отраслях с протяженными распределительными воздушными линиями 0,38 кВ.
Срабатывание устройства происходит при всех аварийных отключениях автоматического выключателя, при оперативных отключениях устройство не срабатывает.
Функциональная схема устройства АПВ-0,38 приведена на рисунке.
Функциональная схема устройства АПВ-0,38. ПО — пусковой орган; КТ — орган выдержки времени; ИО — исполнительный орган; QF — автоматический выключатель
В настоящее время внесены некоторые усовершенствования в данное устройство АПВ, позволяющие избежать зависимость работы АПВ от температуры окружающей среды и уровня напряжения и других факторов.
Автор: В.М.Расторгуев