Электрическое АПВ однократного действия

Для наглядности, рассмотрим работу устройства АПВ на примере простой схемы для выключателя 6-ЮкВ с пружинным приводом (например, ПП-67).

При подаче ключом управления КУ команды и включении выключателя, размыкаются блок-контакты В в цепи ЭВ и контакты готовности привода КГП, замыкаются контакты В и КГП в цепи заводки привода и в цепи ЭО, замыкаются блок-контакты БКА, После окончания заводкидки привода, контакты КГП раз­рывают цепь заводки и замыкаются в цепи включения - привод готов к АПВ. При отлючении выключа­теля ключом управления КУ, механически отключаются блок-контакты БКА, и схема АПВ не запускает­ся.

При аварийном отключении выключателя от защиты, контакты БКА остаются замкнутыми, замыкаются блок-контакты В в цепи ЭВ, и при введенной накладке Н1 « АПВ», по факту несоответствия положения выключателя и контактов БКА, запускается реле РВ выдержки времени АПВ. Включения выключателя при этом не происходит, так как сопротивление катушки ЭО значительно меньше, чем обмотки после­довательно включенного с ней реле времени РВ, и практически все напряжение прикладывается к об­мотке реле. С выдержкой времени АПВ, контакты РВ замыкаются, выкорачивая обмотку реле РВ, и за­мыкая цепь включения выключателя. При этом, выключатель включается, выпадает блинкер указательного реле РУ «Работа АПВ», реле РВ отпадает, замыкаются контакты В в цепях ЭО, а так же В и КГП в цепи заводки привода, размыкаются блок-контакты В и КГП в цепи ЭВ.

Рис. 10.1. Схема однократного АПВ выключателя с пружинным приводом Обозначения на схеме:

В - блок-контакты положения выключателя:

БКА - блок-контакты аварийные, замыкаются при включении выключателя и размыкаются при опера­тивном отключении выключателя; при отключении от защиты, контакты остаются замкнутыми. КГП - контакты готовности привода к включению, выключающие двигатель после заводки привода, и разрешающие операцию включения.

AMP - автоматический моторный редуктор заводки пружин привода; КУ - ключ управления выключателем; РВ - реле времени АПВ; РУ - реле указательное «Работа АПВ»; Н1 - накладка «АПВ-АМР»;

ЭВ и ЭО - электромагниты включения и отключения выключателя.

Положение контактов соответствует аварийно отключенному положению выключателя и заведенному положению привода (выключатель готов к включению).

При успешном АПВ, привод заводится (около 20 сек) и схема снова готова к работе. Если АПВ не ус­пешное, или выключатель снова отключился от защиты до окончания заводки привода, схема АПВ больше не запускается. Так, за счет времени заводки привода, обеспечивается однократность АПВ. Для включения выключателя после неуспешного АПВ, необходимо перевести накладку Н1 в положение «AMP» и завести привод до состояния готовности к включению, а затем ключем КУ подать команду на включение выключателя. Если включатель включился успешно (ручное повторное включение - РПВ-успешное), накладка Н1 снова переводится в положение «АПВ», и после заводки привода, выключа­тель снова готов к АПВ.

Электрические АПВ однократного действия с автоматическим возвратом получили наиболее широкое распространение. Наиболее часто такие АПВ выполняются на базе комплектных устройств типа РПВ-58 (рис. 10.2.). В этом реле однократность АПВ обеспечивается за счет конденсатора С, который заря­жается только при включенном положении выключателя.

В рассматриваемой схеме дистанционное управление выключателем производится ключом управле­ния КУ типа МКСВФ, у которого предусмотрена фиксация положения последней операции. Поэтому после операции включения ключ остается в положении «Включено» (В₂), 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, как показано на рис. 10.2.

При включенном выключателе реле положения «Отключено» РПО, осуществляющее контроль исправ­ности цепей включения, током не обтекается и его контакт в цепи пуска АПВ разомкнут. Пуск АПВ происходит при отключении выключателя под действием релейной защиты в результате воз­никновения несоответствия между положением ключа, которое не изменилось, и положением выклю­чателя, который теперь отключен. Несоответствие положений ключа управления и выключателя харак­теризуется тем, что через контакты ключа 1-3 на схему АПВ по-прежнему подается плюс оперативного тока, а ранее разомкнутый вспомогательный контакт (блок-контакт) выключателя БКВ переключился и замкнул цепь обмотки реле РПО, которое, срабатывая, подает минус на обмотку реле времени РВ1.

Рис. 10.2. Схема электрического АПВ однократного действия для линии с масляным выключателем При срабатывании реле времени размыкается его мгновенный размыкающий контакт РВ1.1, вводя в цепь обмотки реле дополнительное сопротивление (резистор R1). Это приводит к уменьшению тока в обмотке реле, благодаря чему обеспечивается его термическая стойкость при длительном прохожде­нии тока.

Спустя установленную выдержку реле времени замыкает замыкающий контакт РВ1.2 и подключает па­раллельную обмотку реле РП1 к конденсатору С. Реле РП1 при этом срабатывает от тока разряда кон­денсатора и, самоудерживаясь через свою вторую обмотку, включенную последовательно с обмоткой контактора КП, подает импульс на включение выключателя. Благодаря использованию последова­тельной обмотки реле РП1 обеспечивается необходимая длительность импульса для надежного вклю­чения выключателя, поскольку параллельная обмотка этого реле при разряде конденсатора обтекает­ся током кратковременно.. Выключатель включается, размыкается его вспомогательный контакт БКВ и реле РПО, РП1 и РВ1 возвращаются в исходное положение.

Если повреждение на линии было неустойчивым, то она остается в работе. После размыкания контакта реле времени конденсатор С начнет заряжаться через зарядный резистор 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, снова отключится защитой, и вновь сработают реле РПО и РВ1. Реле РП1, 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 однократное действие при устойчивом КЗ на линии. При оперативном отключении выключателя ключом управления КУ несоответствия не возникает и АПВ не действует, так как одновременно с подачей импульса на отключение выключателя контактами клю­ча 6-8 размыкаются контакты 1-3, чем снимается плюс оперативного тока со схемы АПВ. Поэтому сра­ботает только реле РПО, а реле РВ1 и РП1 не сработают. Одновременно со снятием оперативного то­ка контактами 1-3 КУ замыкаются контакты 2-4 и конденсатор С разряжается через сопротивление R3. При оперативном включении выключателя ключом управления готовность АПВ к действию наступает после заряда конденсатора С через 20-25 с.

При отключении линии защитой РЗ, когда действие АПВ не требуется, через резистор R3 производится разряд конденсатора С.

Для предотвращения многократного включения выключателя на устойчивое КЗ, что могло бы иметь место в случае застревания контактов реле РП1 в замкнутом состоянии, в схеме управления (рис. 10.2) устанавливается специальное промежуточное реле РБМ типа РП-232 с двумя обмотками: рабочей по­следовательной и удерживающей параллельной. Реле РБМ срабатывает при прохождении тока по ка­тушке отключения выключателя и удерживается в сработавшем положении до снятия команды на включение. При этом цепь обмотки КП размыкается размыкающим контактом РБМ, предотвращая включение выключателя.

На телемеханизированных подстанциях для управления выключателями используются ключи управле­ния без фиксации положения типа ПМОВ или МКВ, а для запоминания предыдущей команды управле­ния предусматриваются специальные реле фиксации команды. Указанные выше ключи управления имеют три положения: «Включить», «Отключить» и «Нейтральное», причем после операций включения и отключения ключ самовозвращается в нейтральное положение. В качестве реле фиксации используются двухпозиционные промежуточные реле типов РП8 и РП11, различающиеся количеством контактов. Схема включения обмоток и контактной системы реле РП11 приведена на рис. 10.3.

Рис. 10.3. Схема включения обмоток двухпозиционного промежуточного реле типа РП11 Промежуточное реле РП11 (РП8) имеет два электромагнита с обмотками Б и О, между которыми рас­положен якорь, связанный с контактной системой. Когда ток в обмотках обоих электромагнитов отсут­ствует, якорь реле находится в правом или левом положении, в зависимости от того, в обмотку какого электромагнита был подан последний импульс тока. Последовательно с обмотками электромагнитов включены вспомогательные контакты этого реле БВ и БО, поэтому напряжение может быть подано только на обмотку того электромагнита, который подготовлен к действию. При подаче напряжения на эту обмотку якорь реле перекидывается и, переходя через нейтральное положение, переключает как блокировочные, так и основные контакты. Контакты этого реле заменяют контакты ключа 1-3 в схеме АПВ. Ключ и устройство телемеханики действует на катушку реле РП-11.

Взамен электромеханического реле РПВ-58 ЧЭАЗ (г.Чебоксары, Россия) выпускает микроэлектронное реле РПВ-01. Характеристики реле РПВ-01 существенно не отличаются от РПВ-58, но оно имеет меньшие габариты и вес.

Выбор уставок однократных АПВ для линии с односторонним питанием Выдержка времени АПВ на повторное включение выключателя определяется двумя условиями:

1) Выдержка времени должна быть больше времени готовности привода выключателя, т.е.

(10.1)

где

- время готовности привода, которое может изменяться в пределах сек для разных типов приводов;

- время запаса, учитывающее непостоянство и погрешность реле времени АПВ; прини­мается равной 0,3-0,5 сек.

2) Для того чтобы повторное включение было успешным, необходимо, чтобы за время от момента отключения линии до момента повторного включения и подачи напряжения не только погасла электрическая дуга в месте КЗ, но и восстановились изоляционные свойства воздуха. Процесс восстановления изоляционных свойств, называемый деионизацией, требует некоторого времени. Следовательно, вы­держка времени АПВ на повторное включение должна быть больше времени деионизации, т. е.

(10.2) где

- время деионизации, составляющее сек.

При выборе уставок принимается большее значение из полученных по выражениям (10.1) и (10.2).

Следует отметить, что второе условие, как правило, обеспечивается тем, что время включения выклю­чателей составляет сек, т. е. больше времени, необходимого для деионизации. В некоторых слу­чаях выдержки времени принимаются больше определенных по выражениям (10.1) и (10.2), около 2-кЗ сек, что бывает целесообразно для повышения успешности действия АПВ на линиях, где наиболее часты повреждения вследствие набросов, падений деревьев и касаний проводов передвижными меха­низмами. Время автоматического возврата АПВ в исходное положение выбирается из условия обеспе­чения однократности действия. Для этого при повторном включении на устойчивое КЗ, возврат АПВ в исходное положение должен происходить только после того, как выключатель, повторно включенный от АПВ, вновь отключится релейной защитой, причем имеющей наибольшую выдержку времени. В рассмотренных выше схемах АПВ с использованием комплектных устройств типа РПВ-58, в которых время готовности реле АПВ к срабатыванию определяется временем заряда конденсатора, оно долж­но быть не меньше значения, определенного согласно выражению:

(10.3) где

- наибольшая выдержка времени защиты;

- время отключения выключателя.

Обычно время заряда конденсатора устройства РПВ-58 составляет 20-25 сек и, как правило, удовле­творяет выражению (10.3), микропроцессорные и микроэлектронные реле, в которых имеется функция АПВ, имеют обычно регулируемое время готовности. Уставка по времени готовности может быть при­нята такой же - 30 сек. При работе линии в зоне, где могут быть частые случаи коротких замыканий: сильный ветер, гололед - это время целесообразно увеличить до 60-90 сек. Это позволит спасти от повреждения выключатель с ограниченным ресурсом отключения от выхода из строя при многократных КЗ.