Автоматическое повторное включение (АПВ): назначение, принцип работы, требования

Вопросы и ответы

Назначение АПВ

Назначение АР
Рис. 1: Дополненная миссия

Автоматическое повторное включение предназначено для замыкания автоматических выключателей после отключения питания в результате аварийного отключения. При этом автоматическое повторное включение позволяет снизить перебои в электроснабжении с количеством кратковременных аварий.

Посмотрите на рисунок 1, в случае короткого замыкания в точке К1 с последующим размыканием высоковольтного выключателя Q1 срабатывает АПВ1. Предположим, что короткое замыкание само устранилось и питание линии от ПС1 до ПС2 восстановлено.

При этом при замыкании в точках К2 и К3 Q2 отсекает линию до подстанции PS3. Предположим, что это устойчивые короткие замыкания, при срабатывании АПВ2 в сеть снова подается напряжение, но так как в точках К2 и К3 происходит короткое замыкание, Q2 снова отключит линию.

Поэтому по продолжительности все чрезвычайные ситуации можно условно разделить на:

  • Кратковременные — вызванные относительно кратковременным фактором (животные в движении, падающие ветки и другие элементы), создавшие протекание токов короткого замыкания на долю или несколько секунд, после чего и причина, и источник короткого замыкания цепь исчезла.
  • Устоявшийся — из-за постоянного фактора, который не может устранить сам по себе без вмешательства персонала (обрыв провода, разрушение изоляции и т.п.). В таких ситуациях возникают устойчивые короткие замыкания, устранить которые можно только отключением выключателей и последующим ремонтом.

На практике АПВ работает во всех ситуациях, но успешное включение происходит только при устранении причины, т.е при кратковременных ошибках. Если автоматическое восстановление не происходит после первой повторной подачи, в зависимости от типа можно использовать следующие шаги повторного закрытия. В зависимости от местных условий системы повторного включения могут выполнять различные функции.

Поскольку 50 % всех отключений могут быть восстановлены за счет одного повторного включения, первый шаг считается наиболее эффективным. Второй устанавливается с временным интервалом в несколько секунд или десятков секунд и, как показывает статистика, позволяет стримить потребителя еще в 15% случаев.

Расшифровка и виды провода АПВ

В первую очередь рассмотрим основные параметры провода АР и его виды. На самом деле, несмотря на однородность проволоки, технология ее производства имеет определенные отличия.

Расшифровка провода АПВ

Начнем с того, что нить AR и расшифровка ее аббревиатуры вполне позволяют определить ее основные характеристики. К ним относятся материал токоведущей части и материал диэлектрика.

Структура провода AR
Структура провода AR

Так:

  • Первая буква А. Это означает, что провод изготовлен из алюминия. Это достаточно дешевый материал и с приемлемыми токопроводящими свойствами.
  • Вторая буква Р. Значит, это именно тот провод. Кроме проводов могут быть и провода, которые обозначаются символом — «W». В отличие от проводов, провода более гибкие и всегда имеют изоляцию. Кабели также могут изготавливаться без изоляции.
  • Третья буква – В. Обозначает использование в качестве утеплителя винила, или как его еще называют ПВХ пластика. Этот материал имеет достаточно стабильные диэлектрические свойства, которые в зависимости от условий эксплуатации сохраняются довольно длительное время. Обычно это не менее 15 лет.
  • За аббревиатурой обычно следует число. Он указывает номинальное сечение провода. Например, провод АПВ 16 означает, что провод имеет сечение 16 мм2. Всего существует 11 видов сечений проводов АР с номинальными параметрами от 2,5 мм2 до 120 мм2.

Виды проводов АПВ

Кстати, в зависимости от сечения провода АПВ они визуально отличаются друг от друга в значительной степени. К тому же провода визуально отличаются по цвету, но обо всем поговорим подробнее.

Провода АПВ 4-16
Провода АПВ 4-16
Кабель АПВ 4 изготавливается состоящим из одной литой жилы соответствующего сечения. Это правило распространяется на все типы кабелей сечением до 16 мм2. До этого типоразмера провод довольно гибкий и простой в установке.
АР провода 25 и 35
АР провода 25 и 35
Однако с увеличением сечения жилы изготовление провода, состоящего из жилы, становится неудобным как с точки зрения монтажа, так и по экономическим соображениям. Поэтому кабели номинальным сечением 25 и 35 мм2 изготовляют из 7 скрученных вместе кабелей меньшего сечения.
Расположение отдельных проводов в проводке АР
Расположение отдельных проводов в проводке АР
А для проводов номинальным сечением 50 мм2 и более применяют технологию скрутки не менее 19 проводов. Из-за этого характеристика провода AR позволяет ему достаточно изгибаться, а также снижает риск обрыва провода при многократном изгибе.
Номинальные параметры проводов АР
Номинальные параметры проводов АР
Понятно, что чем больше сечение провода, тем толще должна быть толщина изоляции. А еще здесь есть номинальные и минимальные показатели, которые вы можете увидеть в таблице.
Варианты цветов ниток АПВ и их буквенное обозначение
Варианты цветов ниток АПВ и их буквенное обозначение
Еще одним фактором визуального отличия проводов является их цвет. В зависимости от требований заказчика инструкция допускает изготовление нити сплошным цветом или с окраской в ​​виде двух полос, расположенных диаметрально по отношению друг к другу.

Примечание! При окраске в две полосы помимо самой окраски необходимо нанести буквенное обозначение окраски. Во избежание путаницы это обозначение также регламентируется.

Характеристики провода АПВ

Если брать провод АР и технические характеристики, то их можно разделить на механические и электрические параметры. Они во многом зависят от свойств материала изготовления – алюминия, но чтобы оценить область применения проволоки, разберем их отдельно.

Механические характеристики провода АПВ

Для начала остановимся на механических свойствах проволоки AR. Как известно, алюминиевый материал достаточно мягкий и гибкий. В то же время он имеет низкую температуру плавления и быстро теряет свои свойства при разрушении.

Изгиб проволоки AR
Изгиб проволоки AR

Так:

  • Одним из основных параметров при выборе проволоки является максимальный радиус изгиба проволоки. Механические свойства проволоки АПВ 2 5 и других сечений позволяют изгибать ее радиусом не более 10 наружных диаметров. Это не очень много. Поэтому этот тип проволоки следует использовать только для малых радиусов изгиба.
  • Отдельной проблемой является вопрос изгиба кабеля при отрицательных температурах. Для этого производители должны провести специальный тест. Суть теста заключается в следующем. Проволока наматывается на барабан, равный 5 наружным диаметрам проволоки, при температуре -15⁰С. Это испытание называется испытанием обмотки. Качественный продукт должен пройти это испытание без повреждений.

Конструкция механизма испытания проволоки навивкой
Конструкция механизма испытания проволоки навивкой

  • Кстати, АПВ 4 — это кабель, который в норме должен выдерживать температуру от -50⁰С до +70⁰С. Что делает невозможным его использование для теплых цехов или других помещений с особым температурным режимом.
  • Отдельно стоит отметить изоляцию проводов, которая, как видно на видео, выполнена из пластика ПВХ. Этот вид материала плохо переносит агрессивную внешнюю среду. В связи с этим не рекомендуется использовать данный кабель для наружных работ.

Электрические характеристики провода АПВ

Очень важным параметром являются электрические свойства провода. От них напрямую зависит не только пропускная способность продукта, но и сфера его применения.

Сопротивление провода ПВА
Сопротивление провода ПВА

  • Одним из важнейших электрических параметров является сопротивление провода. Это напрямую зависит от раздела. Так, например, провод АПВ 6 должен иметь внутреннее сопротивление не более 5,1 Ом/км. Провод сечением 50 мм2 сопротивление не более 0,641 Ом/км.

Примечание! В процессе эксплуатации и при длительном хранении происходит частичное окисление токоведущей жилы. В связи с этим допускается отклонение от указанных значений до 20%.

Таблица 1.3.5 ПУЭ для выбора сечения алюминиевых кабелей
Таблица 1.3.5 ПУЭ для выбора сечения алюминиевых кабелей

  • Достаточно часто для линейки АПВ применение ищут исходя из максимально допустимого тока для изделий разных сечений. Но такой подход не совсем правильный. Дело в том, что максимально допустимый ток резьбы зависит от условий прокладки и определяется по таблице 1.3.5 ПУЭ.
  • Это приблизительные значения для одиночных проводов. Они перечислены в таблице ниже.

На фото допустимые токи для отдельно смонтированных кабелей ПВА
На фото допустимые токи для отдельно смонтированных кабелей ПВА

  • Важным электрическим параметром провода является его сопротивление изоляции. Так у нового провода сопротивление изоляции проверяют напряжением 2000 В и частотой 50 Гц в течение 5 минут. Для уже работающих линий эти параметры снижены и ими можно управлять при напряжении 1000В.

Поставки провода АПВ

Последний аспект, на который следует обратить внимание, — это способ доставки покупателю. Здесь тоже есть важные детали.

Провод АР поставляется в бухтах
Провод АР поставляется в бухтах

  • В первую очередь следует помнить, что проволока достаточно хрупкая, а потому чрезмерное ее изгибание может привести к поломке или ухудшению физико-химических свойств. В связи с этим при выборе проволоки своими руками обратите внимание, чтобы катушка сворачивалась радиусом не более 20 диаметров проволоки.
  • При этом обычно в бухте должно быть около 100 метров провода. Другие размеры бухты оговариваются отдельно. При этом в бухте ни в коем случае не должно быть кусков кабеля длиной менее 20 метров.

Значения, указанные на катушке с нитками AR
Значения, указанные на катушке с нитками AR

  • При осмотре провода вас должна интересовать не только цена. Обратите внимание на наличие на бухте табличек от производителя, наличие ГОСТ производства и даты. Кроме того, бухта должна иметь сечение кабеля, его длину и массу. Вы можете сравнить последний параметр с нормализованными значениями, приведенными в таблице ниже. Различия не должны превышать 10%.

Устройство АПВ – конструкция

Рабочий ток в линию подается с помощью реле тока КА, подключение к линии осуществляется с помощью трансформатора тока ТА.

В случае короткого замыкания (короткого замыкания) в линии электропередачи срабатывает катушка реле, замыкаются контакты реле КА:1 в электрической цепи 1, подается питание на электромагнит расцепления ЯАТ и срабатывает выключатель Q, линия отключена.

Вспомогательные контакты Q:3 замыкаются в цепи 4, на реле индикатора KH подается напряжение питания, оно замыкает свою контактную систему в цепи 2 и подается на коммутирующий электромагнит YAC.

Его вспомогательные контакты Q:3 разомкнуты, а Q:2 замкнуты. На катушку промежуточного реле КЛ подается напряжение питания, контакты КЛ:1 имеют собственное питание, а контакты КЛ:2 разрывают цепь питания электромагнита расцепителя УАК.

Это действие выполняется для того, чтобы при включении линии на устойчивое короткое замыкание (КЗ) линия отключалась защитой и появлялось предупреждение о повторном включении выключателя нагрузки высокого напряжения. Для перевода цепи однократного АПВ в исходное (исходное) положение необходимо кнопкой СБТ разорвать цепь подачи питания на обмотку промежуточного реле КЛ.

Типы АПВ

Блок автоматического переключения делится на несколько основных типов:

  • АПВ на переменном токе. В конструкции предусмотрены различные группы вспомогательных контактов, которые соединяются в цепь с определенными деталями и узлами, отвечающими за безаварийную работу выключателя.

Они разделены на три контактные группы: группа 1 отвечает за работу механизма подтяжки пружин до момента включения, переключения контактной группы, изменения натяжения пружины. 2 — отвечает за работу приводного вала выключателя и срабатывает при изменении состояния и положения выключателя.

Группа 3 – группа аварийных контактов, которая замыкается при пропадании напряжения и отключении автоматического выключателя, размыкается только при немедленном отключении автоматического выключателя.

  • АПВ на выпрямленный рабочий ток. Работа устройства основана на комплектном реле РПВ-358, его работа начинается после отсутствия напряжения и отключения высоковольтного выключателя при всех возможных неисправностях. Реле предотвращает повторное срабатывание автоматического выключателя в случае неисправности внутренних рабочих цепей.
  • АПВ с двунаправленным питанием. Особенность схемы в том, что восстановление рабочего состояния линии предполагает подачу тока в линию с двух противоположных сторон. При использовании этой схемы необходимо предотвратить несинхронное повторное включение.

В некоторых случаях от несинхронного переключения отказываются и используют АПВ без синхронизации. Это допускается при большом количестве параллельных цепей, при наличии быстродействующей защиты. Если включение под разными углами между источниками ЭДС не угрожает потребителю, произойдет быстрое восстановление синхронизма.

  • Автоматическое повторное включение трехфазного включения без синхронизации линии с двухсторонним питанием. Оно разделено на устройство для линий с параллельными соединениями, аналогичное устройству автоматического повторного включения с несимметричным источником питания. Категория включает быстрое АПВ и несинхронное АПВ.

В то же время несинхронное АВР может сопровождаться появлением сверхтоков и снижением значения напряжения, а также кратковременным возникновением токов и напряжений обратной и нулевой последовательности, это происходит из-за замыкания фаз выключателя без соблюдения одновременности.

  • АР для трехфазной коммутации с контроллером, осуществляющим синхронизацию линий с взаимным питанием. В конструкции устройства предусмотрено реле, не допускающее включения линии при значительных углах между векторами ЭДС, в этом случае волна ударного тока превышает возможное допустимое значение.

К этой группе устройств относятся АСУ ТП с упреждением синхронизма (АСУ ТП на линиях с сильными параллельными соединениями) и с улавливанием синхронизма (АСУ ТП на линиях со слабыми параллельными соединениями).

Современные микропроцессорные устройства АПВ

Микропроцессорные устройства MPD занимают освободившиеся ниши традиционных электромеханических и полупроводниковых устройств.

Эти устройства также имеют множество недостатков, которые хотя и привели к ухудшению надежности электрических сетей из-за утраты и замены традиционных релейных устройств, но в силу все большего их совершенствования занимают все более основательное место в защите электротехнических объектов.

Современные микропроцессорные блоки, предназначенные для замены традиционных релейных защит, предназначены для новых и реконструируемых подстанций. Они приспосабливаются ко всем видам высоковольтных выключателей, работают с разными приводными механизмами. УЗА-10 РС11 монтируется в релейных шкафах на распределительных устройствах с питанием от трансформаторов тока и цепей питающего напряжения.

Микропроцессорные блоки выполняют функцию единого автоматического реклоузера. Они имеют светодиодную индикацию, которая показывает работу защит и функцию автоматизации устройства.

Замена электромеханических и полупроводниковых реле на новые современные микропроцессорные блоки не требует существенных изменений и реконструкции существующих схем управления и автоматики. Модульное тестирование не требует специализированных установок.

Функциональные блоки микропроцессорных блоков отличаются четким разграничением задач и ограничиваются исключительно функциями релейной защиты, что повышает степень надежности для создания новой концепции построения релейной защиты.

Читайте также: Антирезонансный трансформатор напряжения: принцип работы

Классификация

В зависимости от количества фаз, задействованных для АПВ, все АПВ делятся на:

  • Однофазные – предназначены для автоматического ввода только одной фазы, где произошло короткое замыкание, как правило, применяются для линий 500 кВ и выше;
  • Трехфазный – характеризуется воздействием на автоматический выключатель, который сразу снова замыкает все три фазы;
  • Комбинированные – автоматическое включение электроприборов путем логического выбора одного или всех трех, в зависимости от типа цепи.

В свою очередь трехфазные автоматические реклоузеры делятся на следующие классы:

  • При несимметричном питании — при питании линии только от одного источника соответственно вспомогательный ток запускает цепь повторного включения только для одного высоковольтного выключателя.
  • При двухстороннем питании — когда сетевая часть получает питание от двух источников одновременно и система АПВ вынуждена распускать два коммутационных аппарата одновременно.

Двусторонний АР также делится на:

  • Несинхронное повторное включение, когда система осуществляет одновременный ввод выключателей с обеих сторон. При этом синхронизации соединения и процессов в линии не наблюдается.
  • Синхронное ожидание — обеспечивает энергией сначала одну сторону, а затем другую.
  • С захватом синхронизации — подбирает время включения в соответствии с расстоянием до места повреждения для предотвращения возникновения несимметричных режимов, скачков напряжения и других эффектов.
  • Высокоскоростное автоматическое повторное включение — позволяет закрыть в кратчайшие сроки.

Помимо вышеперечисленных способов классификации, АПВ могут различаться по способу включения — от механического воздействия или с помощью электрического сигнала. Также существует деление по количеству ступеней переключения — одна или несколько, в зависимости от того, сколько раз АПВ пытается снова включить питание. Принцип работы АПВ можно регулировать как от наличия напряжения в линии, так и от его отсутствия.

Принцип работы

Рассмотрим принцип работы АПВ на примере такой схемы.

Принципиальная схема автоматического повторного включения
Рис. 2: Повторно закрывает принципиальную схему

Как видно на рисунке 2 напряжение подается на шину управления ШУ, на схеме показан пример питания от источника постоянного тока + ШУ и — ШУ. В данном примере AR-устройство управляется механизмами:

  • управление синхронизацией;
  • переключать положения контактов;
  • запрет АР;
  • разрешения на подготовку.

Релейная защита реализована с помощью реле времени РВ и промежуточного РП. Последний имеет две обмотки: для тока РП I и для напряжения РП U. В штатном режиме на ШУ подается напряжение, которое заряжает конденсатор С при наличии соответствующего сигнала от цепей активации препарата.

Но повторное включение блокируется сигналом цепи защелки АПВ, который регулируется резисторами R1 и R2, включенными последовательно с цепями управления.

В случае отключения трансформатора, линии или другого устройства синхронизирующий сигнал замыкает цепь на ПБ. Которые, отсчитывая установленный интервал времени, замыкают свои контакты, те в свою очередь шунтируют резистор R. После этого конденсатор разряжается на обмотку напряжения РП. При этом возбуждается и токовая катушка, которая притягивает контакты реле и замыкает цепь для включения выключателя.

Если трехфазное короткое замыкание прекратилось и электропитание восстановилось, синхронизирующее управление дает сигнал на размыкание обмотки ПБ. После этого в цепь снова вводят сопротивление R и реле возвращается в обесточенное состояние. После возврата устройства в дежурный режим конденсатор С немедленно заряжается для готовности к последующему включению.

Узел H позволяет просматривать повторное закрытие на время любых запланированных манипуляций оперативным персоналом.

Предъявляемые требования

В целях обеспечения заявленных режимов и обеспечения условий работы оборудования к устройствам АПВ предъявляется ряд требований:

  • Скорость — должна обеспечивать скорость перехода, определяемую типом питаемых устройств и категорией потребителя. Но при этом скорость не должна выполнять повторное включение до полного исчезновения электрической дуги. Так как в противном случае даже при кратковременном повреждении возможна повторная ионизация изолирующего промежутка.
  • Устойчивость к аварийному режиму — ТАПВ и устройства резервной защиты не должны снижать качество и скорость срабатывания из-за изменения электрических величин.
  • Селективность повторного включения — система должна регулировать свою работу в соответствии с другими устройствами противоаварийной автоматики, не прерывая работу защит. Координация автоматического повторного включения с другими защитами
    Рисунок 3: Повторное включение с другими средствами защиты
  • В случае отключения с целью проведения плановых работ АПВ должен быть снят с цепи, чтобы не ложно подавать напряжение на шины подстанции и не подвергать опасности персонал.
  • После операции повторного включения переключатель должен вернуться в замкнутое положение. В случае неудачного повторного закрытия должен произойти автоматический возврат в открытое положение.
  • Для некоторых видов защит (газовой, дифференциальной и других, реагирующих на повреждение трансформатора) должен быть установлен запрет на повторное включение. Кроме того, отключенное положение должно сохраняться при возникновении аварийного режима в электрических машинах.
  • При повторном включении неуправляемое многократное АПВ должно быть заблокировано во избежание разрушительного воздействия на аппараты устойчивых токов короткого замыкания. Увеличение тока в случае короткого замыкания
    Рисунок 4: Увеличение тока в случае короткого замыкания

Особенности эксплуатации АПВ

Следует отметить, что работа АПВ должна контролироваться исключительно работниками, на балансе которых находятся рассматриваемые распределительные сети. При этом допуск постороннего персонала может осуществляться только под наблюдением ответственного работника.

Помимо того, что все случаи АПВ на обратное включение одних и тех же палуб, линий или трансформаторов фиксируются измерительными приборами, они должны быть зафиксированы эксплуатационными работниками в соответствующем журнале.

После этого специалисты, эксплуатирующие устройства защиты шин, линий и силового оборудования подстанции, должны провести анализ операции повторного включения с оформлением соответствующих документов.

Периодически для проверки работы устройств АПВ персонал должен выводить их из эксплуатации. Затем проводится комплекс контрольных мероприятий, как совместно с остальными средствами защиты, так и по отдельности.

По результатам проверки должен быть выдан акт об исправности или неисправности АПВ. В последнем случае принимаются меры по восстановлению или устранению неисправности в нормальной работе АПВ, проводится внеочередная проверка.

Если в линии предусмотрено включение резерва, повторное включение использовать нельзя. Чтобы работа АПВ не мешала переходу системы на резервное питание.

Оцените статью
Блог об электричестве
Adblock
detector