Автоматическое повторное включение выключателей с электромагнитными приводами. Структурная схема АПВ

Для выключателей с электромагнитными приводами промышлен-ностью выпускается комплектное устройство РПВ-58.

Принципиальная схема однократного АПВ для линия с масляным выключателем, оснащенным электромагнитным приводом, приведена на рис. 1. В ком устройство РПВ-58 входят: реле времени КТ1 с добавочным резистором R1 для обеспечения термической стойкости реле; промежуточное реле КL1 с двумя обмотками, параллельной и последовательной; конденсатор С, обеспечивающий однократность действия АПВ; зарядный резистор R2 и разрядный резистор RЗ.

Рнс. 1. Схема АПВ одвократного действия на базе комплекта РПВ-58

В рассматриваемой схеме дистанционное управление выключателем производится ключом управления SА, у которого предусмотрена фиксация положения последней операции, и таким образом после операции включения ключ остается в положении ВКЛЮЧЕНО (в а после операции отключения—в положении ОТКЛЮЧЕНО (02). Когда выключатель включен и ключ управления находится в положении ВКЛЮЧЕНО, к конденсатору С подводится «плюс» оперативного тока через контакты ключа, а «минус»— через зарядный резистор R2. При этом конденсатор заряжен и схема АПВ находится в состоянии готовности к действию.

При включенном выключателе реле положения «Отключено» КQT осуществляющее контроль исправности цепи включения, током не обтекается, и контакт его в цепи пуска АПВ разомкнут. Пуск АПВ происходит при отключении выключателя самопронавольном, под действием релейной защиты или автоматики в результате возникновения несо- ответствия между положением ключа, которое не изменилось, и положением выключателя, который теперь отключен. Несоответствие положений ключа управления и выключателя характеризуется тем, что через контакты ключа 1—З на схему АПВ по-прежнему подается «плюс» оперативного тока, а ранее разомкнутый вспомогательный контакт выключателя 5 переключается и замыкает цепь обмотки реле КQТ, которое, срабатывая, подает «минус» на обмотку реле времени КТ1.

При срабатывании реле времени размыкается его мгновенный размыкающий контакт КТ1-1, вводя в цепь обмотки реле дополнительное сопротивление (резистор R1). Это приводит к уменьшению тока в обмотке реле, благодаря чему обеспечивается его термическая стойкость при длитель- ном прохождении тока.

По истечении установленной выдержки времени реле КТ1 замыкает замыкающий контакт КТ1.2 и подключает параллельную обмотку реле КL1 к конденсатору С. Реле КL1 при этом срабатывает от тока разряда конденсатора и, самоудерживаясь через свою вторую обмотку, включенную последовательно с обмоткой контактора ТАС, подает импульс на включение выключателя. Благодаря использованию у реле КL1 последовательной обмотки обеспечивается необходимая длительность импульса для надежного включения выключателя, поскольку параллельная обмотка этого реле обтекается током кратковременно при разряде конденсатора. Выключатель включается, размыкается его вспомогательный контакт 8 и возвращаются в исходное положение реле КQТ, КL1 и КТ1.

Если повреждение на линии было неустойчивым, то линия остается в работе. После размыкания контакта реле времени КТ1.2 конденсатор С начнет заряжаться через зарядный резиистор R2. Сопротивление этого резистора выбирается таким, чтобы время заряда составляло 20—25 с. Таким образом, спустя указанное время схема АПВ будет автоматически подготовлена к новому действию.

Если повреждение было устойчивым, то выключатель, включившись, вновь отключится защитой и вновь сработают реле КQТ и КТ1. Реле КL1, однако, при этом второй раз работать не будет, так как конденсатор С был разряжен при первом действии АПВ и зарядиться еще не успел. Таким образом, рассмотренная схема обеспечивает одно кратное действие при устойчивом КЗ на линии.

При оперативном отключении выключателя ключом управления ЗА несоответствия между положением ключа управления и выключателя не возникает и АПВ не действует, так как одновременно с подачей импульса на отключение выключателя контактами ключа 6—8 размыкаются кон такты 1—З, чем снимается «плюс» оперативного тока со схемы АПВ. Поэтому срабатывает только реле КQТ, а реле КТ1 и КL1 не сработают. Одновременно со снятием оперативного тока контактами 1—З ключа SА замыкаются контакты 2—4, конденсатор С разряжается через резистор R3. При оперативном включении выключателя ключом управления готовность АПВ к действию наступает через 20— 25 с после заряда конденсатора С. Поэтому при оперативном включении выключателя отключать АПВ не тре- буется.

При отключении присоединения защитой в случаях, когда действие АПВ не требуется, через резистор RЗ производится разряд конденсатора С.

для предотвращения многократного включения выключателя на устойчивое КЗ, что могло бы иметь место в случае застревания контакторов реле КL1 в замкнутом состоянии, в схеме управления устанавливается специальное промежуточное реле KBS с двумя обмотками: рабочей последовательной 1 и удерживающей параллельной 2, Реле KBS срабатывает при прохождении тока по катушке электромагнита отключения YАS и удерживается в сработавшем положении до снятия команды на включение. При этом цепь обмотки контактора включения YАS разомкнута размыкающим контактом КВ8.2, чем и предотвращается включение выключателя.

АПВ с использованием реле типа РПВ-58. Реле повторного включения РПВ (рис. 2) представляет собой узел программного управления, с помощью которого ведется подготовка к повторному включению до и после АПВ, а в слу­чае его готовности |производится задержка команды от пускового органа ПО на включение выключателя. Одновременно с подачей команды ОП оперативным персо­налом на включение объекта по цепи 3—2 начинает заряжаться конденсатор С. При подаче сигнала от ПО по цепи 7— 2 к об­мотке РВ прикладывается полное напря­жение питания.

Реле срабатывает, и его размыкающие контакты вводят в цепь последовательно с обмоткой реле резистор г. Сопротивление этого резистора выбирается из условий обеспечения термической устойчивости об­мотки и удержания якоря реле во вклю­ченном состоянии. С замедлением замыкающий контакт РВ подключает реле РП к обкладкам конденсатора С; последний разряжается на его обмотку. Промежуточное реле РП не должно срабатывать при включениях объекта на устойчивые повреждения. Чтобы выбрать это реле, производят следующий расчет.

Вначале предварительно подсчитывают напряжение надежного сраба­тывания реле исходя из необходимости обеспечения запаса по отношению к заданному напряжению срабатывания U_ср:

Коэффициент запаса К_зап для конкретного реле принимается из опыта. Затем определяют время заряда конденсатора, обеспечивающее срабатывание реле РП:

где U_и — напряжение источника питания.

Рис. 2. Совмещенная схема АПВ с использованием реле РПВ-58

Если при включении оперативным персоналом реле времени сработает быстрее, чем зарядится конденсатор, то реле РП не включится и АПВ не по­следует. Спустя время подготовки, в течение которого конденсатор успеет за­рядиться до напряжения источника, реле РП включится при замыкании контак­та реле времени, а затем будет удерживаться во включенном положении неза­висимо от напряжения на конденсаторе до тех пор, пока не завершится опе­рация включения. Одновременно с подачей команды на включение передает­ся сигнал на ускорение действия релейной защиты. Запрет АПВ, который предусматривается для отдельных видов релейных защит и необходим при опе­ративном отключении, обеспечивается благодаря искусственному разряду конденсатора через резистор R_раз. Искусственный разряд конденсатора про­изводят также для приведения схемы в исходное положение перед очеред­ной командой на включение объекта.

АПВ с использованием реле РПВ-258. Реле РПВ-258, предназна­ченное для осуществления двукратно­го АПВ, по принципу действия анало­гично реле РПВ-58, но отличается от него наличием второго контура RC, а также встроенных указательных реле РУ (рис. 3).

Подготовка схемы начинается с подачи оперативным персоналом ко­манды на включение объекта. Пред­положим, что конденсаторы успели зарядиться и устройство готово для производства повторного включения.

Рис. 3. Совмещенная схема АПВ с использованием реле РПВ-258

Первый цикл работы принципиально ничем не отличается от работы реле РПВ-58. В случае успешного повторного включения заряжается конденсатор C₁ по цепи 1 — 4, при этом ток протекает через резистор R₁ и по обмотке реле РВ. В случае неудачного АПВ реле времени вновь включится, но за это время конденсатор C₁ не успеет зарядиться и реле РП при замыкании проскальзы­вающего контакта РВ не сработает. С выдержкой времени, равной второй ступе­ни, замкнется контакт РВ в цепи конденсатора С₂, сработает реле РП и осущест­вится второе АПВ. При успешном АПВ конденсаторы C₁ и С₂ начнут заряжать­ся. Если же и второе АПВ оказалось неуспешным, то оба конденсатора будут шунтированы: C₁ — пусковым органом, а С₂ — контактом РВ и обмотками реле 2РУ и РП. Дальнейшее повторное включение будет запрещено.

Структурная схема АПВ. Схема (рис.4) содержит следующие узлы:

Узлы подготовки до и после АПВ исключают повторные включения при

устойчивых повреждениях. Ввод этих узлов может производиться оперативным персоналом или автоматически.

Пусковой орган (ПО) предназначен для приведения устройства АПВ в действие. Рекомендуется производить пуск в соответствии с сигналами релейной защиты; положениями выключателя и ключа управления; отключе­нием выключателя с использованием блокировки, запрещающей АПВ при оперативном отключении. В отдельных случаях, кроме пуска, с помощью этого узла производят проверки и предварительные испытания. Для обеспече­ния параллельной работы и динамической устойчивости оборудования приме­няется проверка синхронизма и пусковой орган дополняется элементами конт­роля синхронизма. Эти элементы не применяются при наличии быстродейству­ющих выключателей и быстродействующих релейных защит, а также в случаях, когда нарушение синхронизма исключено или допустимо несинхронное вклю­чение. Дополнение пускового органа элементами контроля напряжения поз­воляет осуществлять поочередное включение участков отключившейся сети. Предварительные или непрерывные испытания сети проводят измерителями (испытателями) коротких замыканий.

Рис.4. Структурная схема АПВ

Узел программного управления (УПУ) предназначен для осуществления повторных включений объекта. С пуском УПУ реализуется последовательность операций по управлению. При одно- и двукратных АПВ с помощью УПУ устанавливается допустимый интервал времени между отключенным и вновь включенным положениями выключателей. Часто УПУ определяет ра­боту узлов подготовки и пускового органа. Устройства АПВ могут быть различны по конструктивному исполнению, назначению, числу циклов и т. д.

Способы реализации команд ОП. При использовании реле РПВ-58 или РПВ-258 для подачи команд оперативным персоналом наиболее часто исполь­зуются ключи управления с запоминающим контактом (рис. 5, а) и западаю­щие кнопки (рис. 5, б). При наличии телеуправления в качестве элемента, фиксирующего команду ОП, применяются электромеханические реле фиксации РФ (рис. 5, в). При подаче команды «Включить» (замыкаются контакты ВК) реле переходит в новое состояние, в котором остается и при отсутствии сигнала управления. Возврат реле в исходное положение возможен только при подаче команды «Отключить» (замыкаются контакты ОТ) во вторую обмотку.

Рис. 5. Узел запоминания команд с использованием ключа управления (а), запада­ющей кнопки (б) и реле фиксации (в)

Схема пускового органа зависит от назначения конкретного объекта и принятого способа запуска (вследствие действия релейной защиты или в за­висимости от положения выключателя). Для линий электропередач с односто­ронним питанием чаще всего применяют в цепи пуска блок-контакты выключа­телей или их повторителей. Для линий с двусторонним питанием схемы ПО по­лучаются более сложными, так как в них вводят еще элементы проверки или контроля, например РН (отсутствия напряжения на линии электропередачи) и PC (синхронизма встречных напряжений). Контакты этих дополнительных элементов включаются в общую схему пускового органа так, как показано на рис. 6.

Пусковой орган АПВ трансформаторов может быть выполнен двумя спо­собами. Первый способ предусматривает пуск устройства АПВ во всех случа­ях аварийного отключения, в том числе и при внутренних повреждениях. Это применяется лишь при быстродействующих защитах, обеспечивающих быстрое отключение после неуспешного АПВ. Второй способ предусматривает блоки­рование устройств АПВ трансформаторов при срабатывании защит от внутрен­них повреждений (дифференциальной и газовой).

Считается эффективным включе­ние АПВ при всех видах аварийных отключений, а блокирование — при замыкании сигнального контакта га­зового реле трансформатора. В случае использования сигнального контакта для блокирования время АПВ должно быть увеличено из-за того, что сиг­нальный контакт включается с замед­лением по сравнению с отключающим контактом.

Рис. 6. Схема пускового органа АПВ с использованием только выключателя или его повторителя (а) и с дополнительными элементами проверки наличия напряжения или синхронизма (б)

На линиях с двусторонним питанием, на которых, согласно специальным расчетам, при их замыкании асинхронный режим завершается выравниванием частот несинхронно работающих частей и восстановлением синхронизма, устанавливаются несинхронные АПВ (НАПВ).

Устройства АПВ, дополненные указанными выше органами контроля допустимости повторного включения, получили общее название устройств АПВ с контролем (проверкой) синхронизма и имеют две разновидности: устройства АПВ с ожиданием синхронизма (АПВОС и устройства АПВ с улавливанием синхронизма (АПВУС).

Устройства АПВОС предназначаются для осуществления АПВ линий, имеющих несколько достаточно мощных шунтирующих связей. Они обеспечивают АПВ отключившейся линии лишь при сохранении в работе этих связей, т. е. при условиях, когда возможно сохранение синхронности работы источников питания.