18.Назначение, принципы действия и реализации однофазного автоматического
повторного включения. В сетях высокого напряжения, работающих с глухозаземленной нейтралью, помимо трехфазного применяется также однофазное автоматическое повторное включение (ОАПВ). Применение ОАПВ в таких сетях обусловлено тем, что доля однофазных к. з. значительно выше, чем других видов повреждений (в среднем (70–90)% общего числа к. з.), поэтому для ликвидации неустойчивого повреждения на линии достаточно отключить с обеих сторон только одну поврежденную фазу с последующим ее автоматическим повторным включением. При этом две другие неповрежденные фазы в цикле ОАПВ остаются в работе.
При отключении одной фазы в цикле ОАПВ электрическая связь между энергосистемами полностью не нарушается, а сохраняется по двум оставшимся неповрежденными фазам, что позволяет сохранить устойчивость электропередачи. Благодаря этому ОАПВ особенно эффективно на дальних и одиночных транзитных линиях. Кроме того, поскольку в цикле ОАПВ синхронизм не нарушается, то повторное включение отключившейся фазы происходит с меньшим возмущением в энергосистеме, т. е. практически без значительных толчков уравнительного тока и длительных качаний.
В случае применения ОАПВ на линиях с односторонним питанием обеспечивается непрерывное электроснабжение ответственных потребителей в цикле ОАПВ. При допустимости длительного неполнофазного режима ОАПВ позволяет сохранить линию в работе, когда имеет место устойчивое к. з., путем перевода ее в режим работы по схеме две фазы – земля.
К достоинствам ОАПВ следует отнести также меньшее количество операций, осуществляемых каждым выключателем.
К основным недостаткам однофазного АПВ следует отнести:
сложность устройств ОАПВ, вызванную наличием избирательных органов поврежденной фазы и пофазным управлением выключателями;
перевод линии на длительную работу по схеме две фазы – земля требует решения комплекса весьма сложных вопросов, связанных с возникающим неполнофазным режимом, приводит к дополнительному усложнению релейной защиты и автоматики сети;
влияние несимметрии на работу генераторов, двигателей и линий связи, а также необходимость установки дополнительного трехфазного АПВ или же выполнения комбинированного АПВ, поскольку устройства ОАПВ по принципу действия не работают при междуфазных повреждениях.
Кроме выявления, отключения и последующего повторного включения поврежденной фазы при однофазных к. з., на устройства ОАПВ возлагаются следующие функции:
в случае неуспешного однократного ОАПВ производить либо отключение всех трех фаз без последующего повторного включения, либо перевод линии в режим длительной работы двумя фазами, если такой режим допускается;
производить отключение трех фаз и запрещать повторное включение при междуфазных к. з. при возникновении повреждения в неполнофазном режиме, а также в случае отказа в работе избирательных органов поврежденной фазы;
осуществлять вывод из работы релейных защит не отстроенных от неполнофазных режимов, которые могут ложно сработать в цикле ОАПВ из-за возникающей при отключении одной фазы несимметрии токов и напряжений.
Следует отметить, что условия деионизации среды в месте повреждения при ОАПВ существенно ухудшаются за счет емкостной связи отключившейся фазы с оставшимися в работе. Это приводит к увеличению времени деионизации среды по сравнению с трехфазным АПВ, что учитывается при определении времени действия устройств ОАПВ.
Избирательные органы устройств ОАПВ
Выбор поврежденной фазы при однофазных к.з. осуществляется в устройствах ОАПВ с помощью специальных избирательных органов реле-избирателей поврежденной фазы. Отключение поврежденной фазы может производиться либо непосредственно избирательным органом данной фазы, либо релейной защитой, действие которой избирательным органом переводится на отключение только поврежденной фазы.
В качестве избирательных органов устройства ОАПВ со стороны питающей подстанции для линий с односторонним питанием, как правило, применяются токовые реле, включенные на фазные токи.
Для устройства ОАПВ со стороны приемной подстанции избирательные органы при наличии трансформаторов напряжения или устройств емкостного отбора на шинах высшего напряжения выполняются с помощью минимальных реле напряжения, включенных на фазные напряжения.
При однофазном к. з. на линии напряжение поврежденной фазы уменьшается, что приводит к срабатыванию соответствующего реле напряжения и одного из отключающих промежуточных реле.
С целью исключения ложной работы избирательного органа при к. з. на линиях, отходящих от шин питающей подстанции, в схему вводятся реле тока, включенное на ток нулевой последовательности, и реле времени. Ток срабатывания реле выбирается из условия обеспечения надежной его работы при повреждениях на защищаемой линии. Реле времени служит для отстройки по времени от быстродействующих защит других линий, отходящих от шин питающей подстанции.
Блок-контакты выключателя в схеме ОАПВ используются для вывода из работы избирательного органа после неуспешного цикла ОАПВ в том случае, если допускается работа линии в режиме две фазы – земля.
Если отсутствуют трансформаторы напряжения или устройства емкостного отбора на шинах высшего напряжения, то в качестве реле-избирателей применяются реле направления мощности косинусного типа. Применение последних позволяет обеспечить требуемую чувствительность и избирательность при их питании от трансформаторов напряжения, установленных на стороне низшего напряжения приемной подстанции.
Для осуществления ОАПВ на линиях с двусторонним питанием применяются дистанционные избирательные органы, в качестве которых, как правило, используются направленные реле сопротивления. Если характеристика реле сопротивления охватывает всю защищаемую линию и шины подстанции с необходимым запасом, то в качестве избирательного органа достаточно использовать только три реле сопротивления.
Если же характеристика с целью обеспечения селективности действия реле вынесена за начало линии (смещена полностью в I квадрант), или проходит через него, то необходимо дополнительно устанавливать либо три токовых реле KAA, KAB и KAC, включенных на фазные токи линии, либо три минимальных реле напряжения KVA, KVB, KVC включенных на фазные напряжения, которые обеспечивают охват повреждения в начале линии и на ее незащищенном участке.