принципы выполнения схем устройств авр

4.5. АВТОМАТИЧЕСКОЕ ПОВТОРНОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ линий с ОДНОСТРОННИМ ПИТАНИЕМ
На обоих концах линии предусматриваются однократные устройства АПВ. В режиме работы обеих линий oперации АПВ должны начинаться только после двустороннего отключения поврежденной линии. Приемный конец отключает направленная защита с нулевой или небольшой выдержкой времени, тогда как питающий конец может отключать резервная защита с большим временем. Поэтому приемного конца должно быть больше времени питающего конца. Однако это несущественно, так как при работе одной линии выключатель приемного конца не отключается, а в режиме двух линий сохраняется питание по неповрежденной линии.
Обозначив для данного конца линии через уставку УАПВ, tв - время включения выключателя и через и — времена защиты соответственно данного и противоположного концов, можно записать для пуска УАПВ от несоответствия и одинаковых времен отключения выключателей (как это обычно бывает) :
≥ - - + + (4.1)
При этом для своего конца учитывается минимальное время защиты,а для противоположного-максимальное с учетом случая каскадного действия |17].
Если в режиме двух линий АПВ питающего конца неуспешно, то AПВ приемного конца само по себе бесцельно , но приводит к еще одному включению на к. 3., что может быть нежелательным. Тогда в пусковую цепь УАПВ приемного конца вводится замыкающий контакт реле напряжения, питаемого от устройства отбора напряжения линии, и АПВ приемного конца происходит только в случае успешного АПВ питающего конца
4.6. ТРЕХФАЗНОЕ АПВ ЛИНИЙ С ДВУСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ
При повреждениях линий с двусторонним питанием они отключаются защитой с обеих сторон и для осуществления их АПВ необходимы УАПВ на выключателях обоих концов линии, действия которых должны быть согласованными. Во избежание чрезмерного возмущения в системе АПВ линий с двусторонним питанием осуществляется только однократно. После отключения линии и затухания переходного процесса, вызванного к. 3., напряжения по концам линии могут оказаться синхронными или несинхронными.
Первый случай соответствует наличию параллельных отключившейся линии электрических связей, достаточно сильных для сохранения синхронной или результирующей устойчивости параллельной работы системы. Во втором случае указанные параллельные связи оказываются либо отсутствующими, либо настолько слабыми, что устойчивость параллельной работы нарушается и возникает асинхронный режим.
При сохранении синхронизма напряжения по концам отключившейся линии оказываются сдвинутым на относительно небольшой угол, обусловленный нагрузкой параллельных связей, и при осуществлении АПВ этот угол является углом включения (см.§ 2.2).
При потере синхронизма необходимо определить угол включения и скольжкение в момент включения, допустимые по условиям динамического воздействия на синхронные машины а также сохранения синхронный или результирующей устойчивости параллельной работы после АПВ и в зависимости от полученного результата и конкретных условий выбрать способ осуществления АПВ.
Возникающий в линии ток включения распределяется по синхронным машинам части системы, связанной с данным концом линии. Чем больше количество этих машин, тем меньшая доля тока в линии приходится на каждую из них. (Наличие оставшихся параллельных связей как при сохранении, так и нарушении синхронизма также способствует уменьшению тока включения в синхронных машинах [10].) Это, а также то, что коэффициент запаса по электромагнитному моменту на валу машины (см. §2.2) для редких (аварийных) включений посредством АПВ принимается меньшим, чем при синхронизации отдельного генератора, позволяет осуществлять АПВ с углами включения, много превышающими значения, допускаемые при точной синхронизации.
Синхронизм можно считать сохраняющимся при наличии трех и более надежных параллельных связей. В таких случаях осуществляется АПВ без проверки наличия синхронизма. При этом выдержки времени УАПВ принимаются с запасом, большим наибольшего времени отключения защитой противоположного конца линии (быстродействие АПВ в данном случае несущественно). Соответственно AПВ концов линии происходит поочередно. Если АПВ конца линии, включаемого первым, неуспешно, то АПВ другого конца и не восстанавливает связь по линии и имеет небольшую вероятность успеха (как второе АПВ на устойчивое к. з.), но увеличивает возмущение в системе. Если последнее нежелательно , то

Рис. 4.12. Пусковая цепь и диаграммы действия устройства АПВОС. УОН - устройство отбора напряжения линии; SA-ключ управления с фиксацией положений.
пусковую цепь УАПВ следует дополнить замыкающим контактом реле напряжения, включенным на напряжение линии, разрешающим АПВ, если это напряжение восстановилось. Для уравнивания количества отключении к. з. выключателями линии целесообразно менять очередность их включений. Для этого реле напряжения линии предусматриваются на обоих ее концах и включаются, как реле KSV, показанные на рис. 4. 12. При этом первое AПB можно разрешать по признаку отсутствия напряжения линии, вводя в пусковую цепь УАПВ размыкающий контакт реле напряжения.
Если одновременное отключение всех параллельных связей маловероятно, но возможно в редком случае наложения аварийного режима на ремонтный, то используется АПВ с проверкой наличия синхронизма, называемое также АПВ с ожиданием синхронизма (AПВОС). При таком способе АПВ на обоих концах линии используются реле напряжения, как в случае АПВ без провер- ки синхронизма, и УАПВ выключателя, включаемого первым, действует по признаку отсутствия напряжения на линии. В пусковую цепь УАПВ, действующего вторым, дополнительно вводится размыкающий контакт реле контроля синхронизма KSS, реагирующего на геометрическую разность напряжений линии и шин (см. $2.3), дающую информацию о значении сдвига фаз этих напряжений, (Реле KSS имеет две обмотки, включаемые на напряжения линии и шин. Разность магнитных потоков обмоток соответствует разности указанных напряжений). Угол возврата реле KSS (и замыкания его контакта) выбирается большим угла , обусловленного нагрузкой параллельных связей при сохранении синхронизма. Поэтому при наличии напряжения на линии (успешное АПВ противоположного конца) и сохранении синхронизма реле KSS разрешает АПВ. В случае потери синхронизма угол между напряжениями линии и шин начинает меняться с частотой скольжения, и к реле KSS оказывается подведенным напряжение биений (см. S2.3). При этом в каждом периоде биений контакт реле KSS замкнут в течение времени , прохождения суммы углов его, возврата И срабатывания . Если угловая частота скольжения , настолько невелика, что время =( больше или равно времени уставки устройства АПВ, то последнее успевает подействовать . В противном случае устройство АПВОС «ожидает», пока значение скольжения не станет меньшим или равным . Шкала выпускаемого реле KSS типа РН-54 имеет градуировку по углу отпускания , в пределах 20-40° [24]. Выведением указателя уставки за пределы шкалы значение может быть сделано несколько большим 40° эл. град. Коэффициент возврата реле KSS равен 1,25.
Принцип выполнения АПВОС с использованием комплекта РПВ-58 и диаграммы,пояснящий функционирование устройства, представлены на рис. 4.12. Прочие цепи выполняются соответственно схеме рис. 4.10. Устройства АПВОС на обоих концах линии идентичны. Накладка SX наложена на конце, включаемом первым по признаку отсутствия На другом конце, включаемом с проверкой синхронизма (при наличии ), накладка снимается. На диаграмме действия реле КSS принят предельный случай (реле времени КТ с уставкой срабаты- вает в момент достижения угла ), при котором угол включения наибольший. Если —0, угол включения стремится к — . Время выбирается большим врeмени отключения противоположного конца линии (как при АПВ без проверки синхронизма). Наибольшая угловая частота скольжения , при которой устройство АПВОС еще может подействовать, как правило, мала.
Одним из примеров использования АПВОС является случай коммутации конца линии через два выключателя. При этом всегда сначала осуществляется АПВ только одного из выключателей, а второй включается устройством АПВОС, если АПВ первого выключателя успешно.
Для одиночных линий, не имеющих параллельных связей, сушествуют три разновидности ТАПВ, используемые в зависимости от конкретных условий: несинхронное (НАПВ), быстродействующее (БАПВ), с улавливанием синхронизма (АПВУС).
Несинхронное АПВ осуществляется без каких-либо ограничений по углу включения, а потому значение последнего может оказаться равным ±120--135°, при котором синхронные машины испытывают нанбольшие динамические воздействия. Как было показано в §2.2, условие допустимости такого включения основывается на oпределении допустимого тока включения с углом 180°, исходя из (2.13), в котором коэффициент запаса по электромагнитному моменту принимается порядка 1,2- 1,3. Соответственно этому нормированы с некоторыми округлениями максимально допустимые при НАПВ значения токов включения с углом 180° (в ветвях генерато- ров). Если ЭДС синхронных машин после отключения линии не повышаются более чем на 5%, то эти значения, отнесенные к номинальному току генератора, равны :
для гидрогенераторов и синхронных компенсаторов
4.2
для турбогенераторов
( 4.3)
Если известно , что за счет сброса нагрузки в цикле НАПВ возможно существенное повышение частоты вращения и ЭДС машин (до 1,5 у гидро- и до 1,2 у турбоrенераторов), то для всех генераторов принимается
4.4
Если синхронные компенсаторы отделяются вместе с генераторами, значительно повысившими свою частоту (например на ГЭС, где часть генераторов работает в генераторном и часть - в компенсаторном режкиме), то для них применяется условие (4.4).
Кроме условия допустимости НАПВ по углу включения проверяется сохранение устойчивости (синхронной или результирующей) после АПВ. По большей части это условие выполняется, особенно в концентрированных системах, при преобладании турбоагрегатов вследствие их большого асинхронного момента (см. S 2.4) и быстроты регулирования частоты вращения |10].
Для расчета HАПВ составляется схема замещения и для ЭДС генераторов, равных (1—1,05) , Определяется распределение тока включения с углом π по ветвям генераторов с проверкой допустимости этих токов. При этом ветви нагрузок отбрасываются. В случае отрицательного результата и наличия существенных местных нагрузок расчет повторяется с введением в схему замещения ветвей этих нагрузок (отсасывающих от генераторов часть тока включения) с параметрами: ЭДС нагрузки =0,9 относительное сопротивление нагрузки =0,35[10.35]. Если результат положитилен , НАПВ допустимо. Пример расчета НАПВ приведен в [34]
Включение концов линии при НАПВ производится поочередно, с контролем напряжения линии посредством реле KSV, как при АПВОС.
При выполнении НАПВ возникает возможность неправильных действий некоторых видов релейной защиты, обусловливаемых следующими двумя причинами: возникновением больших токов и пониженных напряжений в некоторых точках системы и возможным асинхронным режиммом после АПВ, когда углы включчения оказываются достаточно большими; кратковременным появлением в момент АПВ токов и напряжений обратной и нулевой последовательностей вследствие неодновременности замыкания фаз выключателя.
Ряд способов предотвращения неправильных действий защиты при НАПВ рассмотрен в [17].
Допустимость НАПВ для силовых трансформаторов и автотрансформаторов проверяется сравнением тока включения с углом π с предельным по прочности трансформаторов током трехфазного к. з. на их зажимах , определяемым согласно ГОСТ 18685-79 с учетом сопротивления питающей сети, задаваемого мощностью к. з. в последней:
кВ. .6-10 35 110 150 220 330 500 750
, MB*A 500 2500 15000 20000 25000 35000 50000 75000
При этом расчетная величина тока трехфазного к. з. определяется по выражению

где , Sном -номинальные параметры трансформатора, А и МB*А;B - напряжение к. з. трансформатора, отн. ед.
Соответственно кратность допустимого тока несинхронного включения
≤
где — козффициент, учитывающий возможность повышения в цикле НАПВ ЭДС турбогенераторов (до 1,2 ) и гидрогенераторов (до 1,5 ) :