Что осуществляют устройства апв

Обновлено: 24.05.2024

Автоматическое повторное включение (АПВ) выключателей в современных энергосистемах является одним из основных средств повышения надежности работы энергосистем и бесперебойности питания потребителей. Длительный опыт эксплуатации показал, что значительное количество нарушений изоляции электроустановок вообще и воздушных линий в особенности является неустойчивым и самоустраняется после снятия напряжения. Такие повреждения возникают в результате грозовых перекрытий изоляции, схлестывания проводов при ветре и сбрасывания гололеда, падения деревьев, задевания проводов линий движущимися механизмами (краны, стогометатели). Если время действия релейной защиты невелико, то электрическая дуга, возникшая в месте нарушения изоляции, не успеет нанести значительные повреждения (перегорание проводов, полное разрушение изолятора) и включенная повторно линия остается в работе, т. е. происходит успешное АПВ. Устойчивые повреждения, такие как обрыв проводов, замыкание проводов оборванным грозозащитным тросом, поломки и падения опор, происходят значительно реже. В этих случаях АПВ является неуспешным, линия снова отключается релейной защитой [].

Устройства автоматического повторного включения (АПВ) применяются для быстрого восстановления питания потребителей или межсистемных и внутрисистемных связей путем автоматического включения выключателей, отключенных устройствами релейной защиты или по иным причинам, не связанным с оперативным воздействием. АПВ используется для автоматического включения различного оборудования напряжением выше 1 кВ. Являются одним из важнейших и самым сложным элементом автоматики управления выключателем.

На оборудовании, расположенном на открытом воздухе (воздушные линии электропередачи, ошиновка трансформаторов, сборные шины ОРУ) довольно часто возникают короткие замыкания, вызванные внешними причинами (удары молнии, воздействие грузоподъемных механизмов, животных и птиц) или неудовлетворительным состоянием самого оборудования (касание растительностью, схлестывание проводов и т. п.), которые в некоторых случаях достаточно быстро самоустраняются. Применение АПВ в этих случаях позволяет сократить время восстановления нормальной работы сети. Повторные включения при неустойчивых повреждениях принято называть успешными если на ВЛ возникают повреждения, которые не могут самоустраниться (обрывы проводов, тросов или гирлянд изоляторов, падение или поломка опор и т. д). Такие повреждения называют устойчивыми. При повторном включении ВЛ, на которой произошло устойчивое повреждение, вновь возникает КЗ, и она вновь отключается защитой. Повторные включения линий при устойчивых повреждениях называются неуспешными.

Применение АПВ позволяет использовать подстанции с отделителями и короткозамыкателями на стороне высокого напряжения трансформаторов. Включение короткозамыкателя приводит к возникновению искусственного короткого замыкания на землю, отключаемого защитами в голове линии. В бестоковую паузу отключается отделитель, после чего АПВ восстанавливает работу транзита.

Требования к релейной защите

Главная её задача — это надёжно защищать оборудование и цепи электроснабжения от работы в неисправном, аварийном состоянии. Соответственно к ней существует ряд требований, выполнение которых проверяется регулярно лабораторией или специальными службами. Вот основные требования к релейной защите:

Быстродействие. Способность защиты работать с минимальной выдержкой времени после наступления аварийной ситуации. Правда, одни из них специально разработаны на срабатывание с определённой установленной выдержкой времени это зависит от условий работы электрооборудования и назначения конкретного вида релейной защиты;
Селективность. Это вид избирательности защиты, направленный на отключение только определённых ближайших участков к месту аварии или короткого замыкания;
Чувствительность. Способность защиты направленная на реагирование её только на данные отклонения, на которые она настроена;
Надёжность. Безотказность системы защит и недопущение ложных срабатываний.

От этих четырёх основных требований напрямую зависит эффективность функционирования релейной защиты любого электрического оборудования и цепей.

Устройства АПВ двукратного действия на подстанциях с переменным оперативным током.

Требование к АПВ

К схемам и устройствам АПВ применяется ряд обязательных требований, связанных с обеспечением надёжности электроснабжения. К этим требованиям относятся:

АПВ должно обязательно срабатывать при аварийном отключении на защищаемом участке сети.
АПВ не должно срабатывать, если выключатель отключился сразу после включения его через ключ управления. Подобное отключение говорит о том, что в схеме присутствует устойчивое повреждение, и срабатывание устройства АПВ может усугубить ситуацию. Для выполнения этого требования делают так, чтобы устройства АПВ приходили в готовность только через несколько секунд после включения выключателя. Кроме того, АПВ не должно срабатывать во время оперативных переключений, осуществляемых персоналом.
Схема АПВ должна автоматически блокироваться при срабатывании ряда защит (например, после действия газовой защиты трансформатора, срабатывание устройств АПВ нежелательно)
Устройства АПВ должны срабатывать с заданной кратностью. То есть однократное АПВ должно срабатывать 1 раз, двукратное — 2 раза и т. д.
После успешного включения выключателя, схема АПВ должна обязательно самостоятельно вернуться в состояние готовности.
АПВ должно срабатывать с выставленной выдержкой времени, обеспечивая наискорейшее восстановление питания в отключенном участке сети. Как правило, эта выдержка равняется 0,3-5 с. Однако, следует отметить, что в ряде случаев целесообразно замедлять работу АПВ до нескольких секунд.

Принцип работы устройства АПВ

Схема применения устройства может быть разной в зависимости от конкретного случая. В автоматике применяется принцип выключения ВЛ с напряжением ниже 220 кВ, а точнее говоря, устройство проверяет состояние и положение ключа включателя. Точнее говоря, если устройство получило сигнал об отсутствии напряжения, но выключатель находится во включённом состоянии, значит, произошло отключение электроэнергии незапланированного типа. Такой принцип работы позволяет разделить проблему и в случае запланированного отключения напряжения устройство АПВ или АПВА просто не реагирует.

На одиночных линиях с двусторонним питанием (при
отсутствии шунтирующих связей) должен предусматриваться один из следующих видов
трехфазного АПВ (или их комбинаций):

а) быстродействующее ТАПВ (БАПВ)

б) несинхронное ТАПВ (НАПВ);

в) ТАПВ с улавливанием синхронизма (ТАПВ УС).

Кроме того, может предусматриваться однофазное АПВ (ОАПВ) в
сочетании с различными видами ТАПВ, если выключатели оборудованы пофазным
управлением и не нарушается устойчивость параллельной работы частей
энергосистемы в цикле ОАПВ.

Выбор видов АПВ производится, исходя из совокупности
конкретных условий работы системы и оборудования с учетом указаний
3.3.11-3.3.15.

ТАПВ и ОАПВ.

Устойчивость работы энергосистемы зависит не только от времени отключения КЗ на ВЛ 500 кВ, но также и от времени АПВ: передача мощности по ВЛ прекращается в момент возникновения КЗ (трехфазного) и возобновляется после включения ВЛ устройством АПВ. То есть, для повышения устойчивости работы энергосистемы надо уменьшать как время срабатывания релейной защиты ВЛ 500 кВ, так и время АПВ.

Время срабатывания релейной защиты при КЗ на ВЛ 500 кВ практически всегда равно нулю (примерно 20-60 мсек.). А время АПВ сделать равным нулю принципиально невозможно по нескольким причинам, основной из которых является то, что выдержка времени АПВ должна быть больше, чем время срабатывания резервных защит на противоположном конце ВЛ (обычно это 2-3 ступени ДЗ и ЗЗ):

Поэтому АПВ на ВЛ с двухсторонним питанием всегда имеет выдержку времени несколько секунд.

Гениальный выход из этого положения — при однофазных КЗ на ВЛ, которые составляют около 65% всех КЗ, отключать не все три фазы ВЛ, а только одну поврежденную фазу с последующим АПВ этой фазы. При этом в цикле АПВ по двум неповрежденным фазам ВЛ остается связь между частями энергосистемы и передается мощность, что резко повышает устойчивость работы энергосистемы по сравнению с трехфазным отключением ВЛ.

Для обеспечения однофазного отключения ВЛ и последующего однофазного АПВ применяются устройства ОАПВ. Ситуация осложняется тем, что, как правило, устройства РЗ не определяют поврежденную фазу, вся релейная защита действует только на отключения трех фаз независимо от вида повреждения. А некоторые типы защит, например ЗЗ, принципиально не могут определить поврежденную фазу. Поэтому определение поврежденной фазы, ее отключение и включение выполняется устройством ОАПВ.

При этом взаимодействие устройств релейной защиты и ОАПВ выполняется следующим образом:

1. При возникновении любого близкого КЗ релейная защита и ОАПВ работают параллельно во времени: релейная защита определяет, надо ли отключать ВЛ, а ОАПВ определяет поврежденную фазу.

2. Пока релейная защита не сработает, ОАПВ ничего не делает, хотя уже и знает, какие фазы повреждены.

3. Если релейная защита решила, что ВЛ надо отключать, она отключает ВЛ через схему ОАПВ. То есть, релейная защита не подает команду на отключение трех фаз выключателя ВЛ, а подает команду ОАПВ на отключение ВЛ.

4. Если ОАПВ определило, что КЗ однофазное, то после получения команды от релейной защиты, оно отключает только поврежденную фазу ВЛ и с выдержкой времени пробует ее повторно включить — однофазное АПВ. Если КЗ исчезло, то это называется успешное ОАПВ. Если КЗ возникло снова, то ОАПВ отключает все три фазы ВЛ (неуспешное ОАПВ) и больше их не включает.

Ссылки по теме

Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей
/ Нормативный документ от 9 февраля 2007 г. в 02:14
Библия электрика
/ Нормативный документ от 14 января 2014 г. в 12:32
Справочник по электрическим сетям 0,4-35 кВ и 110-1150 кВ. Том 10
/ Нормативный документ от 2 марта 2009 г. в 18:12
Кабышев А.В., Тарасов Е.В. Низковольтные автоматические выключатели
/ Нормативный документ от 1 октября 2019 г. в 09:22
Правила устройства воздушных линий электропередачи напряжением до 1 кВ с самонесущими изолированными проводами
/ Нормативный документ от 30 апреля 2008 г. в 15:00
Князевский Б.А. Трунковский Л.Е. Монтаж и эксплуатация промышленных электроустановок
/ Нормативный документ от 17 октября 2019 г. в 12:36
Маньков В.Д. Заграничный С.Ф. Защитное заземление и зануление электроустановок
/ Нормативный документ от 27 марта 2020 г. в 09:05

Несинхронное АПВ (НАПВ) может применяться на линиях
по 3.3.10 (в основном 110-220 кВ), если:

а) максимальный электромагнитный момент синхронных
генераторов и компенсаторов, возникающий при несинхронном включении, меньше (с
учетом необходимого запаса) электромагнитного момента, возникающего при
трехфазном КЗ на выводах машины, при этом в качестве практических критериев
оценки допустимости НАПВ принимаются расчетные начальные значения периодических
составляющих токов статора при угле включения 180°;

б) максимальный ток через трансформатор (автотрансформатор)
при угле включения 180° меньше тока КЗ на его выводах при питании от шин
бесконечной мощности;

в) после АПВ обеспечивается достаточно быстрая ресинхронизация;
если в результате несинхронного автоматического повторного включения возможно
возникновение длительного асинхронного хода, должны применяться специальные
мероприятия для его предотвращения или прекращения.

При соблюдении этих условий НАПВ допускается применять
также в режиме ремонта на параллельных линиях.

При выполнении НАПВ необходимо принять меры по
предотвращению излишнего срабатывания защиты. С этой целью рекомендуется, в
частности, осуществлять включение выключателей при НАПВ в определенной последовательности,
например выполнением АПВ с одной из сторон линии с контролем наличия напряжения
на ней после успешного ТАПВ с противоположной стороны.

Основные цели применения

В электрических сетях все типы повреждений можно разделить на две группы:

К устойчивым типам относятся повреждения в электрической сети, которые не восстанавливаются самостоятельно через время. Для их устранения требуется помощь специалистов, а точнее, аварийной бригады. К подобным повреждениям чаще всего относится разрыв проводов или повреждения на участке линии, из-за которых дальнейшая эксплуатация электросети невозможна.

Повреждения неустойчивого типа характеризуются восстановлением напряжения спустя некоторое время после поломки. Например, такая поломка может проявиться после схлёстывания проводов, при этом возникает электрическая дуга, которая не наносит существенных повреждений в электросети. Из-за небольшого количества времени при коротком замыкании, вся цепь электросети находится под релейной защитой. На практике количества неустойчивых повреждений составляет около 50–90% от всех случаев поломок электросети.

Решение проблемы возможно и без присутствия системы, но это устройство отвечает за ускорение процесса восстановления, а также полностью берёт на себя работу автоматизации.

Сама система устройства АПВ и АПВА получила большое распространение и используется в электрических сетях и подстанциях. Устройство сочетают с другими типами релейной автоматики, что позволяет полностью автоматизировать работу на подстанциях, при этом исчезает потребность в использовании оперативного работника непосредственно на объекте электросети. Также использование устройства автоматического повторного включения на подстанциях даёт возможность избежать фактора ошибок при работе обслуживающего персонала.

Как указано в ПУЭ, устройство АПВ должно обязательно использоваться на всех кабельно-воздушных и воздушных линиях, которые имеют рабочее напряжение мощностью в 1 кВ или выше. Дополнительно системой автоматического повторного включения могут быть снабжены трансформаторы, электродвигатели, а также сборные шины подстанций.

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.

Применение

Все повреждения в электрической сети можно условно разделить на два типа: устойчивые и неустойчивые.
К устойчивым повреждениям относятся такие, для устранения которых требуется вмешательство оперативного персонала или аварийной бригады. Такие повреждения не самоустраняются со временем, эксплуатация поврежденного участка сети невозможна. К таким повреждениям относятся обрывы проводов, повреждения участков линий, опор ЛЭП, повреждения электрических аппаратов.

Неустойчивые повреждения характеризуются тем, что они самоустраняются в течение короткого промежутка времени после возникновения. Такие повреждения могут возникать, например, при случайном схлёстывании проводов. Возникающая при этом электрическая дуга не успевает нанести серьёзных повреждений, так как через небольшой промежуток времени после возникновения короткого замыкания цепь обесточивается действием релейной защиты. Практика показывает, что доля неустойчивых повреждений составляет 50—90 % от числа всех повреждений

Включение отключенного участка сети под напряжение называется повторным включением. В зависимости от того, остался ли этот участок сети в работе или же снова отключился, повторные включения разделяют на успешные и неуспешные. Соответственно, успешное повторное включение указывает на неустойчивый характер повреждения, а неуспешный на то, что повреждение было устойчивым.

Для того, чтобы ускорить и автоматизировать процесс повторного включения, применяют устройства автоматического повторного включения (АПВ).

Устройства АПВ получили широкое применение в электрических сетях. Их использование в сочетании с другими средствами релейной защиты и автоматики, позволило полностью автоматизировать многие подстанции, избавляя от необходимости держать там оперативный персонал. Кроме того, в ряде случаев АПВ позволяет избежать тяжелых последствий от ошибочных действий обслуживающего персонала или ложных срабатываний релейной защиты на защищаемом участке.

В ПУЭ указано, что устройствами АПВ должны в обязательном порядке снабжаться все воздушные и кабельно-воздушные линии с рабочим напряжением 1 кВ и выше. Кроме того, устройствами АПВ снабжаются трансформаторы, сборные шины подстанций и электродвигатели.

АПВ, или автоматический повторный включатель, представляет собой средство электроавтоматики, которое отвечает за включение отключившихся выключателей через определённый промежуток времени. АПВА делится на несколько типов по количеству действий. Бывают однократные, двухкратные, трёхкратные включатели, но встречаются и системы, которые включают в себя восьмикратный цикл устройства.

Основные цели применения

В электрических сетях все типы повреждений можно разделить на две группы:

После поломки за повторное включение сетевого участка отвечает как раз АПВ. Повторное автоматическое включение напряжения может быть как успешным, так и неуспешным. Если после поломки напряжение восстановилось, значит проблему можно отнести к неустойчивому типу. В случае если напряжение при АПВ не восстанавливается через короткий промежуток времени, значит, тип повреждения устойчивый.

Классификация устройства АПВ

АПВА можно разделить на несколько типов в зависимости от численности фаз:

однофазные АПВ — включают только одну фазу при отключении из-за короткого замыкания
трёхфазная система — включает на участке цепи три фазы
комбинирование АПВ — включают участки цепи с одной или тремя фазами в зависимости от повреждения электросети

Устройства АПВ с трёхфазным типом классифицируется на:

простые (ТАПВ)
несинхронные (НАПВ)
быстродействующие (БАПВ)
отвечающие за проверку наличия напряжения (АПВНН)
отвечающие за проверку отсутствия напряжения (АПВОН)
отвечающие за ожидания синхронизма (АПВОС) или улавливания синхронизма (АПВУС)

Принцип работы устройства АПВ

Основные требования к устройству АПВ

Для обеспечения надёжного напряжения к системам устройства АПВ предъявляется ряд обязательных требований. К ним относятся требования:

Система обязана срабатывать при возникновении проблем на участке сети, находящемся под защитой.
Система АПВ обязана срабатывать только через определённый промежуток времени, если напряжение отключилось сразу после включения ключа выключателя. Если устройство срабатывает сразу, значит есть повреждения на линии электросети, а резкое включение напряжения с помощью АПВ только усугубляет ситуацию.
Схема устройства должна иметь автоматическую блокировку в том случае, если срабатывают дополнительные источники защиты (газовая защита трансформатора).
Автоматическое повторное включение должно срабатывать только в заданной кратности. Точнее говоря, однократные АПВ должна срабатывать один раз, двукратные устройства, 2 раза и т. д.
После того как система срабатывает и напряжение восстанавливается, исправная система возвращается в состояние готовности.
АПВ должно срабатывать только через выставленный промежуток времени, который обычно равен 0.3–0.5 секундам. В некоторых случаях работу устройства замедляют до нескольких секунд.

Провода АПВ

Провода электрические АПВ достаточно давно применяются в промышленности. А до недавнего времени широко применялись и в строительстве. Но в связи с изменениями, внесенными в ПУЭ в 2001 году, использовать алюминиевые провода при строительстве жилых зданий стало запрещено. Это значительно сократило сферу использования провода АПВ и других проводов, изготовленных из алюминия.

Назначение АПВ

Рис. 1: 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.

Описание характеристик

Давайте разберемся в основных технических характеристиках провода АПВ, это поможет понять для чего он нужен.

Допустимые условия по другим параметрам:

Устойчивость к синусоидальной вибрации с частотой в 1-2000 Гц с амплитудой ускорения до 200 м*с-2.
Акустического шумового воздействия частотой 50 Гц – 10 кГц, до 160 Дб звукового давления.
Устойчивость к ударам с пиковым ускорением до 15000 м*с-2, при длительности этого воздействия 0,1-2 мс или многократного ударного воздействия с ускорением 1500 м*с-2, при длительности 1-5 мс.
К линейным ускорениям до 1000 м*с-2.
Изоляция устойчива к плесневым грибам.

В таблицу ниже занесены сечения популярных проводов марки АПВ и ПВ:

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.

Источники

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

Рисунок 4: Увеличение тока при кз

Расшифровка маркировки

Начнем описание провода АПВ с расшифровки аббревиатуры. Отечественная маркировка кабельной продукции обычно состоит из нескольких букв. Каждая из них несет свой смысл и указывает на состав и характеристики изделия. Как расшифровывается маркировка АПВ? Она расшифровывается следующим образом:

А – материал жилы, алюминий;
П – тип продукции, провод;
В – материал изоляции, ПВХ.

Всегда после маркировки идет цифра – это количество жил и площадь их поперечного сечения. Если цифра одна – то это только площадь поперечного сечения. Провод АПВ всегда одножильный с одним слоем изоляции.

АПВ 4 – площадь поперечного сечения токопроводящей жилы 4 кв. мм.

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.

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.

Поставки провода АПВ

Последним аспектом, на который стоит обратить внимание — это способ его поставки заказчику. Здесь то же есть некоторые важные детали.

Провод АПВ поставляется в бухтах

Прежде всего следует помнить, что провод достаточно ломок и поэтому его чрезмерное изгибание может привести к поломке или ухудшению физико-химических свойств. В связи с этим при выборе провода своими руками обратите внимание, чтоб бухта была свернута с радиусом не более 20 диаметров провода.
При этом обычно в одной бухте должно быть около 100 метров провода. Другие размеры бухты оговариваются отдельно. При этом во всех случаях в бухте не должно быть кусков провода с длинной менее 20 метров.

Значения указанные на бухте провода АПВ

При осмотре провода вас должна интересовать не только его цена. Обратите внимание на наличие знаков завода-изготовителя на бухте, наличие ГОСТа изготовления и даты. Кроме того, на бухте должна иметься сечение кабеля, его длина и масса. Последний параметр вы можете сравнить с нормируемыми значениями, приведенными в таблице ниже. Отличия не должны превышать 10%.

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.

Принцип работы

Рассмотрите принцип работы автоматического повторного включения на примере такой схемы.

Рис. 2: Принципиальная схема АПВ

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

Предъявляемые требования

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

Рисунок 4: Увеличение тока при кз

АПВ линий. Схема АПВ, назначение, требования к АПВ, уставки АПВ на линиях с односторонним питанием.

Назначение устройств АПВ. Большинство повреждений воздушных линий электропередачи возникает в результате схлестывания проводов при сильном ветре и гололеде, нарушения изоляции во время грозы, падения деревьев, набросов, замыкания проводов движущимисямеханиз-мами и т.д. Эти повреждения неустойчивы и при быстром отключении поврежденной линии самоустраняются. В этом случае при повторном включении линии она остается в работе и электроснабжение потребителей не прекращается. Повторное включение осуществляется автоматически устройством автоматического повторного включения (УАПВ).

При устойчивых повреждениях защита вновь отключает линию после действия УАПВ, т.е. происходит неуспешное АПВ.Согласно ПУЭ, устройствами АПВ должны оборудоваться воздушные и смешанные кабельно-воздушные линии всех типов напряжением выше 1 кВ при наличии на них соответствующих коммутационных аппаратов.Накабельных линиях 35 кВ и ниже рекомендуется применять УАПВ с целью исправления неселективного действия защиты.

В эксплуатации применяются устройства АПВ, различающиеся по следующим основным признакам: по числу фаз выключателей, включаемых устройством АПВ, — трехфазное (ТАПВ) и однофазное (ОАПВ); по способу проверки синхронизма при АПВ — для линий с двусторонним питанием; по способу воздействия на привод выключателя — механические и электричес-кие устройства АПВ; по кратности действия — АПВ однократного и многократного действия.

Требования к УАПВ:

1. Они должны находиться в состоянии постоянной готовности к действию и срабатывать при всех случаях аварийного отключения выключателя, кроме случаев отключения выключателя релейной защитой после включения его дежурным персоналом;

не должны приходить в действие при оперативных отключениях выключателя дежурным персоналом, что обеспечивается пуском устройств АПВ от несоответствия положений выключателя и его ключа управления, которое возникает всегда при любом автоматическом отключении выключателя. В эксплуатации используется также пуск устройства АПВ при срабатывании релейной защитой. Однако такой пуск не обеспечивает действия АПВ при аварийных отключениях, не сопровождающихся срабатыванием релейной защиты, поэтому его рекомендуется применять лишь в некоторых частных случаях. Схемы АПВ должны допускать возможность автоматического вывода их из действия при срабатывании тех или иных защит. Действие УАПВ должно быть согласовано с действием других устройств автоматики.

2. Устройство АПВ должны иметь минимально возможное время срабатывания tАПВl для того, чтобы сократить продолжительность перерыва питания потребителей.

3. Автоматически с заданной выдержкой времени устройства АПВ должны возвращаться в состояние готовности к новому действию после включения в работу выключателя. При выборе выдержки времени tАПВ2.на возврат устройства АПВ в состояние готовности к действию должны выполняться следующие требования:

• устройство не должно производить многократные включения выключателя на неустранившееся короткое замыкание, что обеспечивается при условии, если релейная защита с максимальной выдержкой времени tс.з.макс успеет отключить выключатель, включенный на короткое замыкание, раньше, чем устройство АПВ вернется в состояние готовности к новому действию

• устройство должно быть готовым к действию не раньше, чем это допускается по условиям работы выключателя после успешного включения его в работу устройством АПВ.

Схемы АПВ:

Схемы устройства электрического АПВ, подобно схемам релейнойзащиты, выполняются на постоянном и переменном, в том числе выпрям-ленном, оперативном токе.

1.Релейно-контактные устройства АПВ на переменном оперативном токе. АПВ при наличии переменного оперативного тока можно осуществить на выключателях с грузовыми и пружинными приводами. В их схему управления (рис. 10.1) входят различные вспомогательные контакты. В зависимости от того, с какими деталями и узлами привода связаны эти контакты, их можно разделить на следующие три группы.
1-я группа связана с механизмом натяжения включающих пружин и переключается при изменении состояния пружины. Вспомогательный контакт, разомкнутый при ненатянутых пружинах и замыкающийся только в момент их полного натяжения, называют контактом готовности привода. Он управляет цепью электромагнита включения YAC. В схемах автоматики, рассматриваемых в учебнике, этот контакт обозначен как Q.6. Другой контакт, связанный с пружиной, действует в обратном порядке и используется в качестве контакта конечного выключателя в цепи электродвигателя, заводящего включающую пружину, в рассматриваемых схемах автоматики, он обозначен как Q.4.

2-я г р у п п а контактов Q.2, Q.3 связана с валом привода и переключается при изменении положения выключателя по любой причине.

КЗ-й группе относится так называемый аварийный контакт Q.5, который замыкается при включении выключателя, остается замкнутым при действии релейной защиты и размыкается только при оперативном отключении выключателя. В конкретной схеме автоматики могут быть использованы не все названные вспомогательные контакты. Если в схеме содержатся цепи управления нескольких выключателей, то в указанное обозначение контактов вводятся цифровые обозначения соответствующих выключателей. Так, для выключателя Q2 это контакты Q2.1, Q2.2 и т.д.Релейно-контактное устройство АПВ однократного действия на выпрямленном оперативном токе. В устройстве АПВ используется еще применяемое комплектное реле РПВ-358, в которое входят (рис. 10.2, а):

• реле времени КТ, создающее выдержку времени tАПВ от момента пуска УАПВ до замыкания цепи контактора включения выключателя; промежуточное реле KL1 с двумя, обмотками — бмоткой тока KL1.1 (последовательной) и обмоткой напряжения KL1.2; реле при срабатывании замыкает цепь включения выключателя;

• конденсатор С1, в результате разряда которого срабатывает реле KL1 и обеспечивается однократность действия УАПВ;

• резисторы R1, обеспечивающий термическую стойкость реле времени; R2, ограничивающий скорость заряда конденсатора CI; R3, разряжающий конденсатор С1 при срабатывании устройств защиты, после действия которых не должно происходить АПВ, и при отключении выключателя ключом управления SA (запрет АПВ);

• диод VD, предотвращающий разрядку конденсатора С1 при понижении напряжения на блоке питания и заряда (UGV) вследствие близких коротких замыканий.

Для питания электромагнита отключения YAТ выключателя используется предварительно заряженный конденсатор С2 блока питания и заряда UGV (рис. 10.2, б). В схему введено промежуточное реле KL2 для разделения оперативных цепей электромагнита отключения и реле РПВ-358. Электромагнит включения YAC выключателя получает питание от трансформатора собственных нужд 77 через мощный выпрямитель VS (рис. 10.2, в).

Особенности эксплуатации АПВ

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.

Технические характеристики провода АПВ 4

Климатическое исполнение алюминиевого силового провода АПВ 4: УХЛ, вторая категория размещения по ГОСТ 15150-69. Минимальная температура эксплуатации алюминиевого провода АПВ 4: -50 градусов. Максимальная температура эксплуатации: +60 градусов. Монтаж силового алюминиевого провода АПВ 4 производится при температуре не ниже -15 градусов, при более низких температурах возникает риск повреждения застывшей изоляции. Расчетная масса провода АПВ 4 составляет 0,047 килограмм в метре. Диаметр провода алюминиевого АПВ 4 равен 4,4 миллиметрам. Срок службы силового алюминиевого провода АПВ 4 не менее 15 лет.

Читайте также: