Трехфазное АПВ на линиях с двухсторонним питанием

Общие сведения

Автоматическое повторное включение линий с двусторонним питанием имеет некоторые особенности, что определяется наличием напряжения по обоим концам линии. Первая особенность состоит в том, что АПВ линии должно производиться лишь после того, как она будет отключена с обеих сторон, что необходимо для деонизации воздушного промежутка в месте повреждения. Поэтому при выборе выдержки времени АПВ линии с двусторонним питанием необходимо кроме условий (1) и (2) учитывать еще и третье условие

t_АПВ1 = t_ЗАЩ2 - t_ЗАЩ1 +t_ОТК2 - t_ОТК1 + t_Д – t_ВКЛ1 + t_ЗАП (4)

где

t_ЗАЩ1, t_ОТК1, t_ВКЛ1 - наименьшие выдержка времени защиты, время отключения и включения выключателя на своем конце (индекс 1) линии, на котором выбирается выдержка времени АПВ;

t_ЗАЩ2, t_ОТК2, - выдержка времени второй ступени защиты и время отключения выключателя на противоположном конце (индекс 2) линии;

t_Д - время деионизации среды;

t_ЗАП - дополнительный запас по времени, учитывающий погрешности реле времени устройства АПВ и защиты, отличия времен действия выключателей от расчетных и т. д., принимается равным 0, 5÷ 0, 7 сек.

Принимая с целью упрощения t_ОТК2= t_ОТК1 и t_ЗАЩ1= 0 получаем более простое выражение для определения выдержки времени АПВ

t_АПВ1 = t_ЗАЩ2 + t_Д – t_ВКЛ1 + t_ЗАП (5)

Если вторая ступень защиты не обеспечивает достаточной надежности при повреждениях в конце рассматриваемой линии (коэффициент чувствительности ≤ 1, 3÷ 1.4), в выражения (4) и (5) необходимо подставлять выдержку времени третьей ступени защиты.

Выдержка времени АПВ для обоих концов линии подсчитывается по выражениям (1), (2), (4) [или (5)], и принимается наибольшее из трех полученных значений. Вторая особенность применения АПВ на линиях с двусторонним питанием определяется тем что успешное включение линии (замыкание в транзит) может сопровождаться большими толчками тока и активной мощности, поскольку по обоим концам отключившейся линии имеется напряжение

Рис. 7 Схема связи между двумя частями энергосистемы

а) – с тремя линиями; б) – с одной линией

В тех случаях, когда две электростанции или две части энергосистемы связаны несколькими линиями (рис. 7а), отключение одной из них не приводит к нарушению синхронизма и значительному расхождению по углу и значению напряжений по концам отключившейся линии. Автоматическое повторное включение в этом случае не будет сопровождаться большим толчком уравнительного тока. Вследствие этого, на линиях с двусторонним питанием допускается применение простых АПВ, аналогичных рассмотренным выше, если две электростанции, или две энергосистемы, имеют три или более связей достаточной для обеспечения устойчивости пропускной способности.

В некоторых случаях простое АПВ, установленное с одного конца, дополняется устройством контроля наличия напряжения на линии. Благодаря этому включение от АПВ на устойчивое КЗ производится только 1 раз с той стороны, где отсутствует устройство контроля напряжения на линии. С той же стороны, где контролируется напряжение, включение выключателя будет происходить лишь в том случае, если повреждение устранилось и линия, включенная с противоположного конца, держит напряжение.

Поскольку действием АПВ с контролем наличия напряжения линия, стоящая под напряжением с противоположного конца, замыкается в транзит, при выборе выдержки времени t_АПВ1 можно не учитывать составляющие t_Д – t_ВКЛ1 и условия (4) и (5) приобретают следующий вид

t_АПВ1 = t_ЗАЩ2 - t_ЗАЩ1 +t_ОТК2 - t_ОТК1 + t_ЗАП (4а)

t_АПВ1 = t_ЗАЩ2 + t_ЗАП (5а)

При включении действием АПВ линии с двусторонним питанием, когда синхронизм между двумя частями энергосистемы не был нарушен, могут возникать синхронные качания, вызванные толчком активной мощности в момент включения. Синхронными качаниями называются периодические колебания угла между ЭДС, не превышающие 180°. Обычно синхронные качания не сопровождаются большими колебаниями угла и быстро затухают. Если две электростанции или две части энергосистемы связаны единственной линией электропередачи, как показано на рис.7б, по которой передается активная мощность, каждое отключение этой линии будет приводить к несинхронной работе разделившихся частей энергосистемы

Для линий с двусторонним питанием разработано и эксплуатируется большое количество ТАПВ разных типов, которые можно объединить в три группы:

− устройства, допускающие несинхронное включение разделившихся частей энергосистемы, – несинхронное АПВ (НАПВ);

− устройства, допускающие АПВ, когда напряжения по концам отключившейся линии синхронны – АПВ с контролем синхронизма (АПВКС) или когда разность частот этих напряжений невелика, т. е. условия близки к синхронным, – быстродействующее АПВ (БАПВ), АПВ с улавливанием синхронизма (АПВУС) и др.;

− устройства, осуществляющие АПВ после отключения источников несинхронного напряжения или их возбуждения (генераторов или синхронных компенсаторов), с последующей их синхронизацией – АПВ с самосинхронизацией (АПВС). Если источники несинхронного напряжения отключаются с их остановом, выполняется АПВ с контролем отсутствия напряжения (АПВОН).

Быстродействующее АПВ

Как уже отмечалось выше, после отключения единственной линии, соединяющей две части энергосистемы, генераторы в одной из них начинают ускоряться, а в другой тормозиться. Вследствие этого все больше увеличивается угол между напряжениями по концам отключившейся линии, Процесс этот, однако, происходит не мгновенно, а в течение некоторого времени, тем большего, чем больше механическая инерция машин в разделившихся частях энергосистемы и чем меньше мощность, передававшаяся по линии до ее отключения.

Принцип быстродействующего АПВ (БАПВ) заключается в том, чтобы после отключения выключателей возможно быстрее повторно включить их с обеих сторон, чтобы за время, называемое бестоковой паузой, угол между напряжениями не успел увеличиться значительно. Включение линии при этом будет происходить без больших толчков тока и длительных качаний.

БАПВ применяется только на выключателях, которые обеспечивают необходимое быстродействие. Для того чтобы БАПВ было успешным, должны быть соблюдены условия (10.2) и (10.4). Поскольку время включения быстродействующих выключателей составляет 0, 1–0, 3 сек, деионизация среды будет обеспечена при выполнении БАПВ без выдержки времени или с небольшой выдержкой времени 0, 1–0, 3 сек.

Успешное БАПВ возможно лишь в том случае, если КЗ отключается за 0, 1–0, 2 сек. Чем с большей выдержкой времени отключается повреждение, тем на больший угол успеют разойтись ЭДС. Поэтому БАПВ применяется только в тех случаях, когда линия оснащена быстродействующей защитой, обеспечивающей отключение повреждения без выдержки времени с обоих ее концов.

Достоинствами БАПВ являются простота схемы и высокая эффективность действия, что обеспечивает восстановление параллельной работы без длительных качаний и с меньшими толчками тока, чем при НАПВ.

При использовании БАПВ, так же как и при НАПВ, необходимо принимать меры, исключающие ложное срабатывание дистанционных и токовых защит в момент включения, а также при последующих качаниях.

Наиболее целесообразно применять БАПВ на одиночных линиях, связывающих две энергосистемы, когда изменение угла δ невелико, что будет иметь место при малых отношениях мощности Р_Л , передаваемой по линии, к суммарной мощности генераторов энергосистемы, т.е. на слабо загруженных линиях.

Разновидностью БАПВ, широко применяемой в энергосистемах Украины, является, так называемое, ускоренное ТАПВ (УТАПВ). От обычного БАПВ, УТАПВ отличается наличием контролей напряжения – со стороны включаемой первой – контроля отсутствия напряжения, а со второй – синхронизма. Как и в случае применения БАПВ, линия должна быть оснащена быстродействующей защитой, обеспечиваю-щей отключение повреждения без выдержки времени с обоих ее концов. Выдержки времени АПВ остаются такими же, как и в случае БАПВ, однако время бестоковой паузы увеличиваются, так как АПВ со второго конца пускается после успешного включения с первого. При использовании такого АПВ бестоковая пауза равна примерно 0, 7 сек. Включение линии в этом случае происходит без толчка и не требуется блокировка защиты перед включением.

⇐ Предыдущая 1 23