Автоматическое повторное включение (АПВ)

Автоматическое повторное включение применяется на всех воздушных и воздушно-кабельных линиях напряжением выше 1кВ. АПВ представляет собой устройство, которое предназначено для повторного включения линии после исчезновения напряжения. Работа АПВ уменьшает перерывы питания и связанные с этими перерывами экономические потери из-за нарушения работы предприятий-потребителей электроэнергии.

Классификация АПВ

В зависимости от вида повреждения устройства повторного включения бывают трехфазные и однофазные, а также комбинированные, которые работают как однофазные при замыкании одной фазы в следствии кз, а при трехфазных кз – как трехфазные.

Также АПВ делятся в зависимости от количества повторных включений на АПВ однократного и многократного действия.

По виду оборудования, на котором применяется АПВ, разделяют на АПВ шин, линий, трансформаторов и электродвигателей.

По виду контроля – простое, несинхронное, быстродействующее, с проверкой наличия напряжения, с проверкой отсутствия напряжения, с ожиданием синхронизма, с улавливанием синхронизма, с самосинхронизацией.

Требования к АПВ

- схема должна срабатывать при аварийном отключении выключателя линии с соблюдением заданных условий (наличие синхронизма с сетью, отсутствие или наличие напряжения, восстановление значения частоты).

- схема не должна срабатывать при отключении выключателя обслуживающим персоналом или релейной защитой сразу при включении. Также бывает предусмотрена защита от включения АПВ при действии определенных защит.

- схема должна обеспечивать заданное количество повторных включений, обычно это 1, 2 или 3. При этом недопустимо многократное включение на короткое замыкание, так как это может привести к тяжелым последствиям.

- время повторной подачи напряжения должно быть минимально возможным для предотвращения простоя потребителей, за исключением особых случаев.

- схемы должны обеспечивать возврат в исходное положение готовности по включении выключателя, на который действовало АПВ.

Расчет выдержки времени АПВ

Вначале разберем линию с односторонним питанием. Существует две уставки, которые характеризуют устройства повторного включения. Первая, это выдержка времени на повторное включение. Она выбирается исходя из двух условий. Первое условие – это готовность привода выключателя, второе – исчезновение дуги и нормализация изоляционной среды. Каждое условие представляет собой сумму времени готовности выключателя (времени гашения дуги и нормализации среды) и времени запаса.

По большему значению из двух условий и принимается время срабатывания.

Вторая уставка в АПВ – это время возврата АПВ. Эта величина состоит из наибольшего времени действия защиты, времени отключения выключателя и величины времени запаса.

На линиях с двусторонним питанием, к вышеизложенным двум условиям по определению выдержки времени на повторное включение, добавляется третье. А добавляется оно из-за того, что питания у линии два и отключаться перед работой АПВ она должна с двух сторон.

Несинхронное АПВ

НАПВ является наиболее простым АПВ и применяется при разделении двух частей энергосистемы независимо от разности частот их напряжений.

Расчет несинхронного режима

Существуют экспериментально-расчетные исследования целесообразности применения НАПВ. Ниже приведены выражения для определения возможности этого режима для отдельных элементов энергосистемы.

• I_НС – максимальный возможный ток несинхронного включения (апериодическая составляющая)

• u_k% – напряжение короткого замыкания трансформатора
• x”d – сверхпереходное сопротивление
• I_НОМ – номинальный ток (турбогенератора, трансформатора, компенсатора синхронного)
• U_c – в этом и некоторых других расчетах, например самозапуска, напряжение системы принимается 1,05UНОМ

Суммарное сопротивление рассчитывается в режиме, когда по оборудованию протекает максимально возможный ток.

Для предотвращения повторного включения линии на устойчивое КЗ с одной из сторон линии используется контроль напряжения.

Если его не использовать, то устройство будет производить два включения двух выключателей на КЗ, что будет негативно сказываться на выключателях и работе энергосистемы. Поэтому сначала включается АПВ стороны, где не предусмотрен контроль напряжения и, если неисправность устранилась, то сработает АПВ с другой стороны, среагировав на наличие напряжения на линии.

НАПВ применяют на линиях, которые обладают высокой пропускной способностью и на которых, согласно расчетам, после асинхронного режима частота выравнивается и происходит синхронизация частей энергосистемы.

Если НАПВ используется на линии с двухсторонним питанием, то повторное включение будет сопровождаться толчками тока и активной мощности. Это вызвано тем, что напряжение по обоим концам может иметь различные значения величины и частоты.

Это может отразиться на поведении релейной защиты, неправильном её срабатывании. Поэтому на транзитных участках, где соединяются разные части энергосистемы необходимо следить за правильностью срабатывания релейной защиты и анализировать ее поведение.