1.Автоматика отключения кз.

Главное возмущающее воздействие – КЗ, разрушающее электроэнергетическое оборудование и угрожающее развитием общесистемной аварии, отключается автоматическими устройствами релейной защиты. Они являются самыми первыми и необходимыми устройствами противоаварийного автоматического управления.

Современные комплексы АУРЗ представляют собой сложные быстродействующие технические средства противоаварийного управления ЭЭС, ОЭС и ЕЭС в целом. В них широко используется обмен информацией между полукомплектами, установленными на разных концах линий электропередач. Информация в первый же момент времени возникновения КЗ передается по высокочастотным каналам связи по проводам линии электропередачи или по радиорелейным каналам.

Автоматика отключений КЗ функционирует на основе характерных возрастаний амплитуды и изменений фазы, как правило, принужденных составляющих тока и снижений амплитуды напряжения электромагнитного переходного процесса. Поэтому широко распространенными являются простые ступенчатые токовые АУРЗ (с временными задержками отключения). Более сложные дифференциальные токовые по принципу действия устройства обеспечивают практически мгновенное воздействие на отключение КЗ.

Одновременное использование указанных изменений тока и напряжения характерно для дистанционных (с измерительными реле сопротивления) устройств релейной защиты [40]. При наличии обмена информации они также обеспечивают необходимое быстродействие на отключение КЗ.

Наиболее современные и практически безынерционные АУРЗ используют появление симметричных составляющих обратной и нулевой последовательностей принужденных токов и напряжений переходного процесса короткого замыкания. Такими являются фильтровая направленная (по мощности обратной последовательности) и дифференциально – фазная высокочастотные устройства защиты линий электропередач СВН.

В связи с особой ответственностью АУРЗ, обусловленной обязательностью отключения короткого замыкания, «... поскольку работа энергосистемы с неотключенными КЗ невозможна ... », предусматривается резервирование их действия: «... дальнее – на соседних подстанциях и ближнее – на своей подстанции» [39].

Дальнее резервирование достигается установкой второго – резервного АУРЗ, способного отключать выключатель при коротких замыканиях не только на своей, но и на соседней, более удаленной от источника питания линии или другом электроэнергетическом объекте. Ближнее резервирование осуществляется главным образом автоматическими устройствами резервирования отказа выключателей, отключающими выключатель соседнего объекта, ближе расположенного к источнику питания. И в том и другом случае отключается неповрежденное электрооборудование, что допускается ради ликвидации возмущающего воздействия.

2.Схема управления статического компенсатора.

Изображения регулирующих воздействий непрерывной части аналогового регулятора и микропроцессорной САУЗ определяются следующими р- и z- операторными выражениями, отображающими функционирование их измерительной и вычислительной частей соответственно:

аналогового автоматического регулятора

(1)

цифрового регулятора

(2)

В соответствии с (2) выходной сигнал вычислительной части цифрового регулятора САУЗ является следующей функцией дискретного времени

(3)

где - дискретное значение выходного сигнала цифрового реального дифференциатора в предшествующий интервал дискретизации.

Структурная схема непрерывной части автоматического регулятора реактивной мощности (рис. 6.5,б) состоит из апериодических звеньев с передаточными функциями , замещающими принятые в (1) безынерционными измерительные преобразователи напряжения и активной мощности, идеальных с передаточными функциямии реальногодифференциаторов и инерционных с передаточными функциямизвеньев первого порядка, замещающих суммирующий и исполнительный усилители. Автоматический регулятор пропорционально-дифференциальный, статический.

Функциональная схема автоматического регулятора реактивной мощности СТК содержит измерительные органы напряжения ИОН и активной мощности ИОAM линии, состоящие из свойственных им типовых функциональных элементов: измерительных преобразователей напряжения и мощности, задающих элементов ЗЭ, элементов сравнения непрерывного действия ЭСНД и обусловленных алгоритмом регулирования (1) активных дифференциаторов.

Суммарный непрерывный сигнал на выходе сумматораWA (рис. 6.5,б) исполнительным усилителем А превращается в регулирующее воздействие на непрерывно управляемый (через устройство УУ) тиристорный преобразователь VST (рис. 6.5,а), непрерывно изменяющий потребляемую реактивную мощность реактора LR статического компенсатора.

Регулятор содержит элемент формирования дискретных сигналов - элемент управления ЭУ (рис. 6.5,в) - полного открытия тиристоров, их частичного фиксированного открытияи сигналов, включения или отключения выключателей Q1 компенсатора и Q2 конденсаторной части. Сигналы ,необходимы для предотвращения периодического включения и отключения выключателяQ2 (неустойчивости его коммутации) при воздействии на дискретное изменение мощности СТК путем отключения или включения его конденсаторной части.

Дискретные сигналы формируются релейным нуль-индикатором - компаратором ЕА суммарного сигнала и логической частью ЛЧ элемента управления ЭУ. При изменении знака напряжения ±конденсаторная установкаСВ должна включаться или отключаться. Перед ее включением (по дискретному сигналу =1) с опережением по времени на один-два периода промышленной частоты формируется дискретный сигнал полного открытия тиристоров, т.е. перевода СТК в режим потребления максимальной мощности. Включаемая тут же конденсаторная часть полностью компенсирует потребляемую реактором мощность - нулевой режим СТК. Затем путем непрерывного и постепенного прикрытия тиристоров мощность реактора уменьшается, обеспечивая непрерывное нарастание генерируемой мощности СТК конденсаторной его частью.

По мере повышения напряжения на шинах U_ш и необходимости перевода СТК в режим потребления реактивной мощности путем отключения конденсатора СВ с опережением на несколько периодов по дискретным сигналам и =1 тиристоры переводятся в состояние частичного открытия, и выключательQ1 компенсатора отключается. Конденсатор апериодически разряжается на реактор через частично открытые тиристоры: при полном их открытии, вследствие равенства сопротивлений реакторной и конденсаторной частей при промышленной частоте, имел бы место длительный слабо затухающий периодический процесс перезаряда (неустойчивость разряда конденсатора).

Затем в обесточенном состоянии конденсаторный выключатель Q2 конденсатора отключается, а выключатель Q1 снова включается. Тиристоры непрерывным сигналом -переводятся в режим, соответствующий необходимой, определяемой напряжениемU_ш потребляемой реактивной мощности.

Все элементы регулятора выполняются на интегральных микросхемах с использованием управляемых интеграторов в измерительных преобразователях напряжения, интегральных перемножителей в измерительных преобразователях активной мощности и дискретных логических микросхем.

Микропроцессорная автоматическая система комплексного управления и защиты статическими компенсаторами выполнена на базе микросредств управляющей вычислительной техники (МСУВТ) В7. Она производит не только автоматическое регулирование напряжения и реактивной мощности СТК, но и противоаварийное управление: защиту тиристорных преобразователей, ограничение перенапряжений, дискретное повышение предписанного напряжения (уставки) по сигналу противоаварийной автоматики.

Билет 22.

1.АПВ.

Автоматика повторного включения отключенных АУРЗ выключателей поврежденных(а иногда и неповрежденных) электроэнергетических объектов высокоэффективна, поскольку в большинстве случаев ликвидирует возмущающие воздействие, восстанавливает схему и нормальный режим работы ЭЭС, ОЭС и ЕЭС в целом. Ее эффективность в плане сохранения нормального режима немного снижается из-за небольшой задержки действия устройств АПВ, необходимый для восстановления диэлектрической прочности воздушной изоляции в области горении электрической дуги КЗ(ее деионизации). В зависимости от напряжения 110-750кВ она составляет 0.2-0.5 с.Ею и ограничивается выполнение главного требования к устройствам АПВ – быстродействия.

Из других требований указываются: заданная кратность действия(обычно однократное АПВ, реже двукратное):пуск по цепи несоответствия положения ключа управления и состояния выключателя и, следовательно, недействие при отключении выключателя оператором; недействие после отключения АУРЗ ошибочно включенного ключом управления на искусственное КЗ(забытую, не снятую после ремонта закоротку); запрет действия от АУРЗ, срабатывающих при устойчивых КЗ, например от газовой защиты трансформатора; повторное включение только одного выключателя линии с двусторонним питанием шин; ускорение действия АУРЗ; автоматическая подготовка (с выдержкой времени ) к новому действию.

Автоматика повторного включения, как правило, является трехфазной (ТАПВ). Однако на линиях сверхвысокого напряжения от 500 кВ с пофазным управлением выключателями, на которых обычно возникают однофазные дуговые, обусловленные грозовыми перенапряжениями, КЗ, применяется и однофазная автоматика повторного включения — ОАПВ. При этом определение поврежденного провода линии возлагается именно на ОАПВ, а отключение выключателей провода с двух сторон линии производится при взаимодействии АУРЗ и специальных избирательных измерительных органов ОАПВ, определяющих поврежденную фазу.

Различают несколько видов ТАПВ магистральных и системообразующих линий электропередач, применяемых в зависимости от конкретных технических возможностей, типов выключателей и установленных АУРЗ. На линиях напряжением 35-220 кВ с масляными выключателями и ступенчатыми АУРЗ прежде всего проверяется возможность использования несинхронного повторного включения (НАПВ). Оно допустимо, если ток несинхронного включения, определяемый по удвоенному номинальному напряжению (в предположении противофазы напряжений на конце линии и шинах ЭС или ПС), распределяясь между синхронными генераторами, не превышает в генераторе с наибольшей его частьюдопустимого относительного значения, а именно в общем случае [1]:

где— наибольший коэффициент распределения тока,

=— сопротивление связи между эквивалентными ЭДСнесинхронно работающих частей ЭЭС,

При НАПВ сначала включается только один выключатель линии при условии полного отсутствия на ней напряжения (ОН), а затем после появления на противоположном ее конце симметричного трехфазного напряжения (его наличия — НСН) включается второй выключатель без контроля угла сдвига фаз между напряжениями на линии и шинах ЭС или ПС. Несинхронное АПВ, называемое также ускоренным с контролем отсутствия или наличия напряжения — АПВ—ОН (НСН), продемонстрировало высокую эффективность: синхронный режим, как правило, восстанавливается. Оборудование линии указанных и более высокого напряжений воздушными, а в перспективе вакуумными, выключателями и безынерционными высокочастотными АУРЗ, мгновенно отключающими оба конца линии, позволило осуществить быстродействующее повторное включение при ограниченном, не успевающем заметно увеличиться за время обесточенного дугогасительными камерами выключателей состояния линии угле 6 сдвига фаз между напряжениями на шинах соединяемых линией частей электроэнергетической системы — БАПВ или АПВ-БК (без какого-либо контроля).

Правда, рекомендуется при возможных значительных ускорениях вращения синхронных генераторов одной из частей ЭЭС проверять угол по вероятным ускорениям разных знаков и времени бестоковой паузы, создаваемой выключателями [1]. При этом, по существу, игнорируют­ся вероятность повторного зажигания электрической дуги в месте КЗ и утяжеление возмущающего воздействия на ЭЭС от устойчивого КЗ, по­вторно включаемого двумя выключателями. Поэтому в последнее время наметилась тенденция отказа от БАПВ.

При недопустимости НАПВ и отсутствии технических условий для БАПВ или его нежелательности автоматическое устройство повторно­го включения второго выключателя линии (первый включается, как и при НАПВ) дополняется синхронизатором — производится, как указы­валось, ТАПВС.

Практика показала допустимость применения самого простого по принципу действия из известных — автоматического синхронизатора с постоянным углом опережения (см. § 2.3). Упрощенное ТАПВС, контро­лирующее только одно из трех условий точной синхронизации — угол сдвига фаз между напряжениями на линии и шинах ЭС или ПС в момент включения привода второго выключателя, называется ускоренным —

У Т АПВ С.