Бесперебойность электроснабжения потребителей в электрических системах обеспечивается не только рассмотренными выше устройствами релейной защиты, но и некоторыми системами противоаварийной автоматики, основными из которых являются:
1) автоматическое включение резервных источников питания и резервных агрегатов — автоматическое включение резерва;
2) автоматическое повторное включение Линий, трансформаторов и шин, отключенных соответствующей защитой при появлении на них проходящих коротких замыканий, самоликвидирующихся после снятия напряжения с элемента;
3) автоматическая частотная разгрузка системы при возникновении в ней дефицита активной мощности, который не может быть ликвидирован вводом горячего резерва на станциях системы; при разгрузке отключается часть потребителей с тем, чтобы оставшаяся часть системы функционировала нормально.
Автоматическое включение резерва рассмотрим на примере включения резервного источника питания шин на станции или подстанции.
В распределительных электросетях и на собственных нуждах электростанций в целях обеспечения бесперебойности питания и его независимости широко используют радиальные схемы при 100% -ном резервировании.
Это резервирование осуществляют включением резервной линии, резервного трансформатора или секционного выключателя, если две секции шин питаются от разных источников. Во всех этих случаях может быть применено автоматическое включение резерва.
Принципиальная схема устройства автоматического включения резерва (АВР) для включения секционного выключателя двух секций собственных нужд электростанции в случае их питания от двух трансформаторов собственных нужд Т 1 и Т-2 по схеме неявного резерва.
Устройство АВР должно удовлетворять следующим требованиям:
1) действовать во всех случаях исчезновения напряжения на шинах со стороны основного питания, в том числе и при коротких- замыканиях на сборных шинах, так как эти короткие замыкания могут самоликвидироваться после снятия напряжения с шин;
2) для предотвращения включения на поврежденный рабочий источник питания последний должен быть отключен до включения резервного источника;
3) для сокращения времени перерыва питания потребителей резервный источник должен включаться немедленно после отключения рабочего источника;
4) включение резервного источника должно быть однократным с тем, чтобы при включении на устойчивое короткое замыкание на шинах резервный источник отключался релейной защитой без последующего включения;
5) резервный источник должен включаться лишь в том случае, если сам этот источник готов принять на себя нагрузку; обычно условие готовности резервного источника контролируется наличием на нем
напряжения.
Для фиксации исчезновения напряжения на секциях шин и пуска устройства АВР в схеме рис. 15-77 использован пусковой орган минимального напряжения, выполненный с помощью реле напряжения с размыкающимися контактами (реле PHI и РН2 на первой секции и реле РНЗ и РН4 на второй). Напряжение срабатывания указанных реле принимают равным £/Ср=25 в, чем обеспечивается надежная отстройка от понижения напряжения на шинах в режимах самозапуска электродвигателей после действия устройства АВР.
Для согласования действия пускового органа АВР с защитой элементов, питающихся от секций шин, служит выдержка времени, создаваемая реле РВ-5, которую выбирают на ступень выдержки времени больше времени действия защит элементов. В пусковом органе АВР каждой секции применены по два реле напряжения с последовательно включенными
контактами и подключенные на различные междуфазные напряжения. При таком выполнении обеспечивается недействие устройства АВР при перегорании предохранителя в цепи трансформатора напряжения. Для того чтобы исключить ненужное действие устройства АВР, предусматривают контроль наличия напряжения на соседней секции, который осуществляется подачей питания на реле времени через замыкающийся контакт реле напряжения соседней секции.
Автоматическое повторное включение линий передачи после их отключения, обусловленноготеми или иными причинами, является весьма эффективным мероприятием, повышающим надежность питания потребителей.
Статистика показывает, что в воздушных электросетях успешные однократные автоматические 'повторные включения достигают75— 80% числа всех повторных включений, а в кабельных сетях до 50%- В ряде случаев применяют двукратное автоматическое повторное включение, дающее примерно 15% успешных включений от общего числа двукратных включений.
Для осуществления автоматического повторного включения применяют специальное устройство АПВ, выпускаемое отечественной промышленностью в виде комплекта реле в одном кожухе. В этом устройстве используется запасенная в нормальном режиме энергия конденсатора.
Устройство АПВ должно удовлетворять следующим основным требованиям:
1) обеспечивать повторное включение выключателя линии передачи во всех случаях его аварийного отключения;
2) не допускать повторного включения при отключении линии ключом управления и при включении линии на повреждение;
3) не допускать многократное включение выключателя на устойчивое
повреждение даже при повреждении в самом устройстве АПВ;
4) обеспечивать автоматический возврат устройства АПВ в состояние готовности.
Для запуска устройства АПВ обычно используют несоответствие между положениями ключа управления и выключателя
При аварийном отключений генераторов или разделении системы в результате короткого замыкания на линии, связывающей отдельные части системы, может возникнуть дефицит генерирующей мощности-в системе в целом или в ее отделившейся часки. В результате дефицита мощности снижается частота тока.
Если дефицит невелик, то в результате снижения иагрузки, обусловленной уменьшением скорости вращения двигателей переменного тока, происходит некоторое самовыравнивание режима и он может стать установившимся, но при несколько сниженной частоте.
При значительном дефиците мощности и большом снижении частоты начинает оказываться зависимость от частоты мощности генерирующих агрегатов и производительности агрегатов собственных нужд, что приводит к ухудшению режима работы тепловой часки станции и к дальнейшему росту дефицита мощноски.
Одновременно со снижением частоты начинается и снижение напряжения. При значительном снижении частоты напряжение может достигнуть критического значения, при котором начнется массовое затормаживание двигателей, что обусловит возрастание нагрузочных токов и еще большее снижение напряжения в системе. В результате параллельно работающие генераторы выйдут из синхронизма и отключатся — снабжение энергией потребителей прекратится.
При возникновении дефицита мощноски прежде всего автоматически при помощи регуляторов скорости турбин используются имеющиеся в системе резервы. В первую очередь до полной мощности загружаются паровые турбоагрегаты. Вследствие значительной инерционности регуляторов скорости гидротурбин вращающийся резерв гидроагрегатов может быть использован только в течение 7—15 сек. Если частота снижается больше определенного значения, то автоматически запускаются резервные агрегаты на гидроэлектростанциях. На современных автоматизированных гидростанциях длительность пуска гидроагрегатов с полным набором нагрузки составляет 30—50 сек.
Лекция3.5. Изоляция и перенапряжения