УСТРОЙСТВА АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРОГО ВКЛЮЧЕНИЯ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8

УСТРОЙСТВА АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРОГО ВКЛЮЧЕНИЯ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Целью работы является изучение принципов построения и особенностей реализации устройств автоматического повторного включения.

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Требования, предъявляемые к устройствам АПВ.

Факторы, определяющие условия эксплуатации устройств АПВ в энергосистемах, обусловливают технические требования, предъявляемые к ним при разработке схем, выборе рабочих уставок и при наладке АПВ. С точки зрения сохранения устойчивой работы электрической системы желательно иметь максимальное быстродействие АПВ. Однако быстродействие ограничивается опасностью повторного зажигания дуги после подачи напряжения. Перерыв в подаче напряжения должен быть больше времени деионизации среды, при котором гасится дуга. Поэтому приходится учитывать более тяжелые условия работы выключателей совместно с АПВ. Особенно это относится к масляным выключателям, в которых масло, окружающее место разрыва контактов, при отключении КЗ разлагается и обугливается под действием дуги, теряя изоляционные свойства. Возможность работы в цикле АПВ воздушных выключателей определяется практически только количеством и давлением сжатого воздуха в резервуарах выключателя. На быстродействие АПВ влияют время готовности привода выключателя к работе на включение, а также время возврата в исходное положение реле защиты, действовавшей при коротком замыкании. При выполнении устройств АПВ соблюдают еще ряд обязательных условий кроме тех, которые указаны выше. Повреждения, появившиеся на присоединениях, отключенных по режиму, в ремонт и т. п., практически всегда носят устойчивый характер. Автоматическое повторное включение в указанных ситуациях приводило бы к развитию повреждения оборудования, необходимости более частых ревизий выключателей. Поэтому при автоматическом выключении выключателя, по- следовавшем сразу же после его оперативного включения дежурным персоналом, пуск АПВ производиться не должен. Многократные включения выключателя на КЗ могут привести к тяжелым повреждениям выключателя. Недопустимы многократные повторные включения на КЗ и по условиям устойчивости работы энергосистемы. Поэтому схемы АПВ не должны допускать возможности многократных включений на короткое замыкание. Несмотря на большое разнообразие существующих в настоящее время схем АПВ, определяемое конкретными условиями их установки и эксплуатации, все они должны удовлетворять следующим основным требованиям.

1.2.1. Устройства АПВ 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). Они не должны приходить в действие при оперативных от- ключениях выключателя дежурным персоналом (что обеспечивается пуском устройств от несоответствия положений выключателя и его ключа управления).

Устройства АПВ не должны действовать при отключении выключателя персоналом дистанционно или с по- мощью телеуправления, при автоматическом отключении выключателя защитой непосредственно после включения его персоналом, при отключении выключателя защитой от внутренних повреждений трансформаторов и вращающихся машин устройствами противоаварийной автоматики, а также в других случаях отключений выключателя, когда действие АПВ недопустимо.

1.2.2. Устройства АПВ должны иметь минимальное возможное время срабатывания для того, чтобы сократить продолжительность перерыва питания потребителей. На практике оно ограничивается рядом условий (готовностью привода выключателя к работе, временем деионизации среды в точке повреждения, временем готовности выключателя).

АПВ должно происходить со специально установленной выдержкой времени, выбранной из такого расчета, чтобы обеспечить максимально быстрое восстановление нормального режима работы линии или электроустановки.

1.2.3. Устройства АПВ должны автоматически с заданной выдержкой времени возвращаться в состояние готовности к новому действию после включения в работу выключателя: схема должна автоматически (с некоторой выдержкой) возвратиться в состояние готовности к новому действию.

1.2.4. Устройства АПВ не должны производить многократные включения выключателя на неустранившееся короткое замыкание.

1.2.5. Схемы АПВ должны предусматривать возможность запрета действия АПВ при срабатывании некоторых устройств релейной защиты (например, газовой или дифференциальной защит трансформаторов, действующих при внутренних повреждениях), а также при действии ряда устройств противоаварийной автоматики (частотная разгрузка, автоматика отделения местных электростанций).

Кроме выполнения указанных выше основных требований в устройствах АПВ должны быть предусмотрены цепи ускорения действия релейной защиты, а также переключающие устройства, обеспечивающие ввод устройств в работу и вывод их из работы оперативным персоналом.

1.2.6. При применении АПВ необходимо предусматривать ускорение действия защиты на случай неуспешного АПВ. Ускорение действия защиты после включения выключателя устройствами АПВ выполняют с помощью устройства ускорения, которое используют и при включении выключателя другими способами (ключом управления, с помощью телеуправления или устройства автоматического включения резерва).

1.2.7. Устройства трехфазного АПВ (ТАПВ) необходимо выполнять с пуском, происходящим в результате несоответствия меж- ду ранее поданной оперативной командой и отключенным положением выключателя (допускается также пуск устройства АПВ от защиты).

Устройства АПВ предусматривают на выключателях всех воздушных и кабельно-воздушных линий электропередачи, сборных шин подстанций, если эти шины не являются элементом комплектного или закрытого распределительного устройства (КРУ или ЗРУ), понижающих трансформаторов однотрансформаторных главных понизительных подстанций (ГПП).

Эффективно сочетание АПВ линий электропередачи с неселективными быстродействующими защитами линий и устройствами автоматической частотной разгрузки (АЧР). Автоматическое повторное включение выключателя должно осуществляться после неоперативного отключения выключателя (за исключением случаев отключения в результате срабатывания РЗ присоединения, на котором установлено устройство АПВ), непосредственно после включения выключателя оперативным персона- лом или средствами телеуправления, после действия защит от внутренних повреждений трансформаторов или устройств противоаварийной системной автоматики.

Время действия устройства АПВ t должно быть не меньше времени, необходимого для полной деионизации среды в месте КЗ и подготовки привода выключателя к повторному включению. Оно должно быть согласовано с временем работы других устройств автоматики и защиты, учитывать возможности источников оперативного тока для питания электромагнитов включения выключателей, одновременно включаемых от устройства АПВ. Характеристики выходного импульса устройства АПВ должны обеспечивать надежное одно- или двукратное (в зависимости от требований) включение выключателя. Устройства АПВ должны допускать блокирование их действия во всех необходимых случаях.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Лабораторная работа проводится на специальном стенде, предназначенном для изучения устройств автоматики. На вертикальной панели левой половины этого стенда приведена схема трансформаторной подстанции (рис. 2), оборудованной устройствами АПВ на выключателях присоединений, и принципиальная схема устройства АПВ (рис. 1). Эти схемы имитируются на лабораторном стенде. Шины низшего напряжения ТП получают питание от трансформатора Т1 через выключатели Q1, Q2. Отходящие присоединения (линии W1, W2 и W3), оборудован- ные защитами (МТО, МТЗ) и устройствами автоматики (УАПВ), получают питание от шины низшего напряжения трансформатора через выключатели Q6, Q7 и Q8 соответственно.

Рис. 1. Схема электрического АПВ однократного действия для линии с масляным выключателем

Рис. 2. Структурная схема стенда.

Для исследования принципа работы устройства АПВ следует: – установить нормальный режим работы подстанции (все выключатели включены – работают светодиоды красного цвета); – выбрать вариант работы УАВР и развития восстановления работоспособности сети после возникновения короткого замыкания; – искусственно создать (имитировать) короткое замыкание (КЗ) на линии W1; – уяснить взаимодействие УАВР с соответствующими элементами схемы подстанции. При возникновении КЗ на линии W1 выключатель Q6 отключается с помощью соответствующей защиты (МТО или МТЗ) и происходит запуск АПВ. При этом в зависимости от исходных данных (от предварительно выбранного соответствующим переключателем режима КЗ) возможны два варианта (сценария) развития событий: – при «АПВ успешном» после возникновения КЗ релейная защита (МТО, МТЗ) срабатывает и отключает выключатель Q6; КЗ самоустраняется; происходит запуск АПВ и формируется команда на включение выключателя Q6, который включается и питание линии W1 восстанавливается; – при «АПВ неуспешном» аналогично включается выключатель Q6, но КЗ на линии оказывается устойчивым, и выключатель Q6 вновь отключается соответствующей защитой (повторного пуска АПВ не происходит в виду его однократности действия).

Для реализации АПВ на выключателе Q6 в принципиальной схеме стенда использовано реле AKS типа РПВ-01 (аналог реле РПВ-58, устройство и принцип действия описан в разделе 1.4).

Это реле установлено на наклонной панели стенда. На ней размещены также следующие вспомогательные элементы. Автоматический выключатель (АП-50) для подачи питания на стенд (в левом углу горизонтальной панели). Тумблер «СЕТЬ» – для подключения (отключения) напряжения к схеме устройства АПВ (лампа с аналогичным названием – для отображения соответствующего состояния схемы).120 Ключ управления SA – для коммутации режима работы АПВ. Он имеет четыре положения О1 – «Отключить», О2 – «Отключено», В1 – «Включить», В2 – «Включено» (из них положения В2 и О2 фиксируются). Кнопка «КЗ W1» – для создания искусственного короткого замыкания на отходящей линии W1. Переключатель вида КЗ, имеющий два положения: «АПВ успешное» (т. е. КЗ самоустраняющееся), «АПВ неуспешное» (т. е. КЗ установившееся). Переключатель уставок времени формирования бестоковой паузы АПВ: 0, 5 с; 1 с; 2 с. Реле KBS (типа РП-16) – промежуточное реле, блокирующее выключатель Q6 от многократных включений. Реле KQТ (типа РП- 252) – промежуточное реле, фиксирующее отключенное состояние выключателя Q6. Реле KQС (типа РП-18) – промежуточное реле, фиксирующее включенное состояние выключателя Q6. Реле указа- тельное КН – для фиксации факта срабатывания АПВ.

Для проведения лабораторной работы необходимо выполнить следующие действия.

1. Подать питание на стенд (включить автоматический выключатель). Убедиться в том, что элементы подстанции работают в нормальном режиме (работают красные светодиоды на всех выключателях, зеленые светодиоды включаются при отключении соответствующего элемента схемы).

2. Подать питание на устройство АПВ (переключатель «СЕТЬ» поставить в положение «ВКЛ»). Загорается красная лампочка с аналогичным названием; срабатывает реле KQC, фиксирующее факт включенного состояния выключателя Q6.

3. Произвести вручную включение выключателя Q6 (установить ключ управления SA в положение В2).

4. Подготовить вариант успешного срабатывания АПВ (установить переключатель вида КЗ в положение «АПВ успешное»).

5. Выбрать уставку по времени срабатывания АПВ (0, 5 с).

6. Создать искусственное самоустраняющееся КЗ на отходя- щей линии W1 (нажать кнопку «КЗ W1»).

7. Зафиксировать срабатывание выключателя Q6 и устройства АПВ (реле РПВ-01 и других элементов схемы). Объяснить работу АПВ в данном режиме в течение всего цикла.

8. Выдержать необходимое время заряда конденсатора C (20…30 c) для проведения следующего опыта запуска УАПВ.

9. Подготовить вариант неуспешного срабатывания АПВ (установить переключатель вида КЗ в положение «АПВ неуспешное»).

10. Создать искусственное устойчивое КЗ на отходящей лини W1 (нажать кнопку «КЗ W1»).

11. Зафиксировать действия выключателя Q6 и устройства АПВ (реле РПВ-01 и других элементов схемы). Объяснить работу АПВ в данном режиме в течение всего цикла и отсутствие многократности его действия.

12. Отключить стенд от сети.

Вывод: Изучили принципы построения и особенностей реализации устройств автоматического повторного включения, виды и принципы действия реле АПВ. На испытательном стенде рассмотрели действие реле при срабатывании защит, прослеживая поведение реле в схеме и в натуре. Произвели его регулировку и настройку уставки срабатывания.

 

 

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кузбасский государственный технический университет имени Т. Ф. Горбачёва»   Кафедра электроснабжения горных и промышленных предприятий Отчёт по лабораторной работе по дисциплине «Релейная защита и автоматика»   Выполнил: ст-т гр. ЭПбт - 131 Елонов М.А. Принял: Преподаватель Непша Ф.С. Кемерово.2017г.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8

УСТРОЙСТВА АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРОГО ВКЛЮЧЕНИЯ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Целью работы является изучение принципов построения и особенностей реализации устройств автоматического повторного включения.

123Следующая ⇒

Поделиться: