ОБСЛУЖИВАНИЕ ПС (Филатов). Обслуживание электрических подстанций

• Название: Обслуживание электрических подстанций
• Анкор: ОБСЛУЖИВАНИЕ ПС (Филатов).doc
• Дата: 24.04.2017
• Размер: 9.67 Mb.
• Имя файла: ОБСЛУЖИВАНИЕ ПС (Филатов).doc
• Тип: Документы; #3009
• страница: 33 из 44

7.9

Газовая защита трансформаторов

Газовая защита является чувствительной защитой от повреждений, возникающих внутри масляного бака трансформатора и сопровождающихся выделением газов и быстрым перемещением масла из бака в расширитель. Газы выделяются при разложении масла и твердых изоляционных материалов электрической дугой, а также при повреждении и перегреве стали маг-нитопровода. Защита реагирует и на недопустимые понижения уровня масла в расширителе. Газовое реле устанавливается в трубопроводе, соединяющем расширитель с баком трансформатора. Поэтому газы, образующиеся в баке трансформатора, на своем пути к расширителю проходят через газовое реле.

Газовое реле - динственное реле в защите трансформатора, выполненное не на электрическом принципе. Его реагирующими элементами могут быть полые герметичные цилиндры, лопасти и открытые алюминиевые чашки. Реагирующие элементы размещают в корпусе реле на осях и имеют возможность поворачиваться вместе с прикрепленными к нему контактами, замыкающими цепь реле при накоплении газа в верхней части реле, при динамических перемещениях (толчках) масла из бака в расширитель в момент бурного развития повреждения. Обычно газовое реле имеет два (иногда три) реагирующих элемента: верхний и нижний. Контакты верхнего действуют на сигнал, нижнего - на отключение трансформатора от сети. Для защиты контакторных устройств РПН, размешенных вне бака трансформатора, применяются реле (так называемые струйные реле) с одним элементом, реагирующим только на появление динамической струи масла, перетекающего в сторону расширителя. На газообразование струйное реле не реагирует, так как образование газа в процессе работы контактора - обычное явление.

Газовое реле имеет смотровое окно для наблюдения за накоплением в реле газа и кран для отбора пробы газа при срабатывании реле.

Действия персонала с газовой защитой. Во всех случаях срабатывания газового реле на сигнал или отключение производится внешний осмотр трансформатора и газового реле, при этом проверяется уровень масла в расширителе трансформатора, целость мембраны выхлопной трубы, устанавливается, нет ли течей масла из бака. Через смотровое окно в корпусе реле проверяется наличие, окраска и объем газа в реле. Отбирается проба газа из реле для химического или хроматографического анализа (см. §1.10). Пользуются различными устройствами и способами отбора проб газа на реле. Очень важно, чтобы персонал был обучен правилам пользования, имеющимся на подстанции устройством для отбора пробы газа. При неправильно отобранной пробе результаты анализа могут быть ошибочными.

Предварительное заключение о состоянии отключившегося трансформатора делается на основе определения объема скопившегося в реле газа, проверки его цвета и горючести. Бело-серый цвет газа свидетельствует о повреждении бумаги и картона, желтый - дерева, темно-синий или черный - масла.

Горючесть газа является признаком повреждения трансформатора. К ее определению приступают лишь после отбора пробы газа на химический анализ. Если газ, выходящий из крана реле, загорается от поднесенной спички, трансформатор не может оставаться в работе или включаться в работу после автоматического отключения без испытания и внутреннего осмотра. Если в газовом реле будет обнаружен воздух (негорючий газ без цвета и запаха), то его следует выпустить из реле. При отсутствии внешних признаков повреждений (дифференциальная защита трансформатора не работала) трансформатор может быть включен в работу без внутреннего осмотра. Однако не следует спешить с вводом в работу трансформаторов напряжением 330 кВ и выше, так как присутствие в масле пузырьков воздуха резко снижает диэлектрические свойства масла и может привести к перекрытию изоляционных промежутков в трансформаторе при рабочем напряжении. Включение таких трансформаторов в работу (если не нарушено электроснабжение потребителей) следует производить после выявления и устранения причины выделения воздуха.

В эксплуатации отмечены случаи неправильного срабатывания газовой защиты на отключение трансформатора, вызванные неисправностью цепей вторичных соединений защиты, прохождением сквозных токов короткого замыкания, когда электродинамическое взаимодействие между витками обмоток передавалось маслу, сотрясением трансформатора при включении (отключении) устройств системы охлаждения, толчком масла в момент соединения двух объемов, давления в которых различны²³. Например, газовая защита срабатывала во время открытия крана на линии, соединяющей расширитель трансформатора с эластичным резервуаром, после очередной подпитки трансформатора азотом.

Характерным для всех этих случаев было отсутствие газа в реле. Оно оставалось заполненным маслом, поскольку никаких выделений газа в трансформаторе не происходило. После установления причины отключения трансформаторы включались в работу. Неисправная газовая защита выводилась в ремонт.

Уровень масла в трансформаторе имеет исключительно важное значение, как для нормальной работы трансформатора, так и его газовой защиты. Газовое реле расположено ниже уровня масла в расширителе, поэтому оно нормально должно быть заполнено маслом.

При недостаточном уровне масла в расширителе и резком понижении температуры наружного воздуха или снижении нагрузки персоналу не разрешается переводить газовую защиту "на сигнал", так как при дальнейшем понижении уровня масла может обнажиться и повредиться активная часть работающего трансформатора. На время доливки масла в трансформатор через расширитель газовую защиту обычно оставляют с действием "на отключение". Газовую защиту переводят "на сигнал" при работах, проводимых в масляной системе трансформатора, когда возможны толчки масла или попадание в него воздуха, что может привести к срабатыванию защиты. Перевод газовой защиты действием "на отключение" должен производиться сразу же после окончания работ независимо от способа доливки масла. Включение трансформаторов в работу из резерва или после ремонта производится с включенной "на отключение" газовой защитой.

7.10

Устройство резервирования при отказе выключателей (УРОВ)

Отказ выключателя при отключении КЗ может иметь тяжелые последствия, связанные с длительным протеканием по оборудованию больших токов. Для отключения повреждений, сопровождающихся отказом выключателя, применяют специальные устройства резервирования УРОВ, отключающие выключатели других электрических цепей, продолжающих питать КЗ. Устройство резервирования подаст команду на отключение этих выключателей по истечении времени, достаточного для нормальной работы релейной защиты и отключения выключателя поврежденной цепи. Пуск устройства резервирования осуществляется защитой (основной и резервной) поврежденного элемента (линии, трансформатора, шин) одновременно с подачей команды на отключение выключателя. Если выключатель отключится нормально, схема устройства резервирования возвратится в исходное положение. Если выключатель откажет при отключении или операция его отключения затянется, устройство резервирования по истечении заданной ему выдержки времени (0,3-0,6 с) отключит выключатели присоединений той системы шин, от которой питается электрическая цепь с неотключившимся выключателем. Команда на отключение выключателей подается УРОВ через выходные промежуточные реле своих избирательных органов (или защиты шин соответствующей системы).

При других схемах соединения, например многоугольником, УРОВ действует избирательно: отключает выключатели, ближайшие к отказавшему. В результате отключается не вся электроустановка, а только ее часть. Рассмотрим работу устройства резервирования в некоторых частных случаях.

На подстанциях с двойной системой шин при КЗ на шинах и отказе шиносоединительного выключателя схемой устройства резервирования предусматривается отключение выключателей другой (неповрежденной) системы шин.

При КЗ на шинах и отказе выключателя трансформатора устройство резервирования действует на отключение выключателей других его обмоток через выходное промежуточное реле защиты трансформатора.

Если при КЗ на шинах откажет в отключении выключатель линии, защищенной дифференциально-фазной защитой, устройство резервирования сработает на временную остановку ВЧ передатчика защиты, защита мгновенно сработает и отключит выключатель линии на другом се конце.

Эксплуатируемые на подстанциях (устройства резервирования представляют собой сложные устройства, связанные с оперативными цепями многих защит, что повышает вероятность неправильных срабатываний УРОВ при появлении неисправностей в цепях защит или ошибочном замыкании контактов выходных реле защит. Для предотвращения неправильных срабатываний УРОВ в их схемах помимо основного пускового органа предусмотрен дополнительный пусковой орган, контролирующий наличие КЗ в зоне действия УРОВ. Дополнительный пусковой орган запрещает (блокирует) работу УРОВ при отсутствии КЗ. Он выполняется с помощью реле тока, реагирующих на прохождение тока КЗ по цепи, выключатель которой не отключился. Если контакты этих реле остаются разомкнутыми, УРОВ не действует при ложном и излишнем срабатывании реле защит.

Исправность цепей УРОВ автоматически контролируется специальным промежуточным реле. При появлении неполадок в схеме промежуточное реле снимает оперативный ток с выходных цепей УРОВ и действует на сигнальное устройство, оповещающее персонал о неисправности.

Устройство резервирования может отключаться оперативным персоналом полностью, полукомплектами (на подстанциях с двойной системой шин) или отдельными цепями с помощью оперативных накладок. Кроме того, на панели каждой защиты, пускающей УРОВ, имеются накладки, переводом которых "на сигнал" прекращается пуск УРОВ от той или другой защиты. Операции с накладками персонал обязан выполнять при отключении защит для технического обслуживания, а также при опробовании действия защиты на отключение выключателя, при этом операция отключения цепи пуска УРОВ должна, как правило, предшествовать отключению защиты. Включение цепи пуска УРОВ производится после включения защиты в работу.

Рекомендация оперативному персоналу. При отключении системы шин от УРОВ не следует опробовать шины напряжением вручную без их осмотра, так как при этом возможна подача напряжения на поврежденный трансформатор, выключатель которого не отключился, что исключено при АПВ шин за счет блокировки АПВ шин от защит трансформатора.

7.11

Устройства автоматического повторного включения линий, шин, трансформаторов

Назначение устройств автоматического повторного включения (АПВ). Опыт показывает, что значительная часть отключений оборудования релейной защитой вызывается нарушениями изоляции высокого напряжении, которые самоустраняются при снятии напряжения. Повреждения такого рода называют неустойчивыми. На воздушных линиях, например, они возникают при перекрытии изоляции во время грозы, схлестывании проводов при сильном ветре, набросах и по другим причинам. После кратковременного отключения линии изоляция ее обычно восстанавливается и при повторном включении линии действием АПВ она остается в работе. Статистическими данными подтверждается успешность АПВ воздушных линий в 70% случаев при первом включении и до 15% при втором. Третье повторное включение, как правило, не имеет смысла, так как его успешность 1-2%.

При устойчивом повреждении на линии ее повторное включение не может быть успешным, и при подаче напряжения линия вновь отключается защитой.

Автоматическое повторное включение линий. Пуск в действие АПВ линий осуществляется различными способами. Один из них пуск релейной защитой при отключении выключателя поврежденной цепи. Недостаток этого способа заключается в том, что повторное включение происходит только в случае действия релейной защиты, в связи, с чем он применяется не часто. От указанного недостатка свободен другой способ пуска, при котором АПВ приходит в действие каждый раз, когда возникает несоответствие положений выключателя и его ключа управления. В этом случае АПВ обеспечивается при любом отключении выключателя, в том числе и ручном отключении с места установки, кроме дистанционного отключения с помощью ключа управления. Запрещение повторного автоматического включения после отключения выключателя ключом управления, а также в случае отключения выключателя релейной защитой сразу же после включения его на устойчивое КЗ является важнейшей оперативной особенностью всех схем АПВ.

Получили распространение два вида АПВ линии: трехфазное (ТАПВ), подающее импульс на включение трех фаз выключателя, однофазное (ОАПВ), осуществляющее включение лишь одной фазы выключателя, отключенной релейной защитой при однофазном КЗ. Кроме того, на линиях с двухсторонним питанием схемы АПВ дополняются специальными органами контроля напряжения и синхронизма, а также применяются сочетания различных видов АПВ.

Трехфазные АПВ устанавливают на линиях с односторонним и двусторонним питанием. Они могут выполняться с однократным и двукратным действием. Наибольшее распространение получили ТАПВ однократного действия с автоматическим возвратом в положение готовности к новому действию после включения выключателя. Применение двукратного ТАПВ предусматривается на линиях, неуспешное однократное ТАПВ которых приводит к потере напряжения у ответственных потребителей. Кроме того, ТАПВ двукратного действия применяются на линиях с ответвлениями к подстанциям с упрощенными схемами (с отделителями вместо выключателей на стороне ВН). Двукратное действие ТАПВ питающей линии в сочетании с автоматикой ответвительной подстанции позволяет во время паузы ТАПВ второго цикла (когда оборудование не находится под напряжением) отключить отделителями поврежденное оборудование и автоматически подготовить схему ответвительной подстанции для приема напряжения от резервного источника (см. §7.13).

Однофазные АПВ применяются в сетях напряжением 220 кВ и выше. В таких сетях велика вероятность однофазных КЗ, из которых 80-90% относятся к категории неустойчивых. Для их ликвидации бывает достаточным отключить и затем автоматически включить только одну фазу линии. Повторное включение осуществляется ОАПВ. Преимущество ОАПВ перед ТАПВ состоит в том, что на время цикла ОАПВ сохраняется связь между двумя подстанциями системы по двум неповрежденным фазам, а в случае отключения фазы тупиковой линии обеспечивается непрерывное питание потребителей по двум неповрежденным фазам. При неуспешном ОАПВ (устойчивое КЗ) релейная защита подействует на отключение выключателей трех фаз линии и выведет устройство ОАПВ из работы.

Однако осуществление ОАПВ связано с необходимостью раздельного управления фазами выключателей, требуется усложнение релейной защиты и самих схем ОАПВ за счет введения органов, избирающих поврежденную фазу для се отключения и повторного включения.

Однофазное АПВ не действует при междуфазных КЗ. поэтому на линиях 330-750 кВ применяют комбинированные устройства, которые действуют как ОАПВ при однофазных КЗ и как ТАПВ при междуфазных.

Особенности ТАПВ линий. Трехфазные АПВ на линиях с двухсторонним питанием в ряде случаев дополняются специальными органами, обеспечивающими необходимое взаимодействие ТАПВ обоих концов линии, чтобы не допускать несинхронных включений, если они опасны для оборудования.

В тех случаях, когда несинхронные включения недопустимы или нет уверенности в том, что асинхронный режим успешно завершится ресинхронизацией (восстановлением синхронной работы) соединяемых частей системы, в схему ТАПВ вводят реле, контролирующие синхронность напряжений на включаемой линии и шинах станции или подстанции. Повторное автоматическое включение линии происходит при этом следующим образом. Отключенная защитой линия включается действием ТАПВ с одной стороны при условии отсутствия на линии напряжения. Если включение линии под напряжение с одной стороны окажется успешным, включение ее с другой стороны произойдет лишь после проверки синхронности напряжений на линии и сборных шинах. При подаче напряжения на устойчивое повреждение выключатель линии отключится релейной защитой, ТАПВ на противоположном конце линии работать не будет.

Устройства АПВ, дополненные органами контроля напряжения и синхронизма, получили названия: АПВОН - с контролем отсутствия напряжения, АПВНН - с контролем наличия напряжения, АПВОС с ожиданием синхронизма, АПВУС - с улавливанием синхронизма.

Различие двух последних состоит в том, что АПВОС проверяет синхронность напряжений либо ожидает наступления такого момента, когда скольжение или разность частот разделившихся частей системы уменьшится до приемлемых значений, и обеспечивает включение линии сразу после истечения установленной выдержки времени, а АПВУС действует лишь в определенном диапазоне разности частот и разрешает подачу команды на включение с опережением момента совпадения фаз напряжений, т.е. оно действует на принципе синхронизатора с постоянным углом опережения.

В обоих случаях осуществления АПВ с ожиданием или улавливанием синхронизма повторное включение производится с одной стороны линии при отсутствии на ней напряжения, а включение линии под нагрузку разрешается соответствующими органами контроля синхронизма. При этом схемы автоматических устройств повторного включения с каждой стороны линии, как правило, выполняются одинаковыми, но предусматривается возможность изменения режимов их работы по усмотрению персонала.

Время срабатывания устройств АПВ определяется необходимостью деионизации среды в месте повреждения, восстановления отключающей способности выключателя и готовности его привода к работе на включение, обеспечения возврата реле защит в исходное положение.

Наименьшая выдержка времени, с которой производится АПВ линий с односторонним питанием, не менее 0,3-0,5 с. Однако успешность АПВ возрастает при увеличении выдержки времени до нескольких секунд.

Время автоматического возврата автоматов повторного включения в положение готовности к следующему действию составляет для устройств однократного ТАПВ 20-25 с, двукратного ТАПВ 60-100 с и ОАПВ 6-9 с.

Автоматическое повторное включение сборных шин. Оно считается целесообразным по тем же соображениям, что и АПВ линий. Применяются два способа АПВ шин: с использованием имеющихся АПВ питающих линий и трансформаторов, с помощью специальных комплектов АПВ шин. В простейшем варианте, когда на приемной подстанции отсутствует защита шин, повторная подача напряжения обеспечивается действием АПВ линии со стороны питающей подстанции. Повторная подача напряжения на шины СН и НН может осуществляться с помощью АПВ трансформаторов, о чем будет сказано ниже.

Если сборные шины защищены специальной защитой (на­пример, дифференциальной токовой защитой), то для осу­ществления АПВ шин используется АПВ присоединений, от­ключаемых защитой шин. При этом выключатели трансфор­ма­торов и тупиковых линий, не имеющих питания с проти­во­по­ложной стороны, защитой шин при ее срабатывании не от­клю­чаются. Подача напряжения на шины производится от пи­тающей линии, АПВ которой пускается при несоответствии положения выключателя и его ключа управления. После успешной подачи напряжения на шины от заранее выбран­ной линии может потребоваться включение и других питающих линий. Тогда их устройства АПВ выполняются с контролем синхронизма или с контролем наличия напряжения на линии.

В случае отказа в отключении выключателя и срабатывании УРОВ действие АПВ шин блокируется в целях предотвращения подачи напряжения на поврежденный трансформатор, если его выключатель не отключился.

Автоматическое повторное включение трансформаторов (АПВТ) служит для восстановления питания потребителей после отключения трансформаторов при неустойчивых повреждениях на сборных шинах или отходящих линиях. Пуск АПВТ обычно осуществляется от резервной защиты трансформатора (например, максимальной токовой защиты с выдержкой времени) или при несоответствии положения выключателя и его ключа управления. Действие АПВТ не допускается (блокируется) при внутренних повреждениях трансформатора, когда срабатывает его газовая, дифференциальная токовая защита или токовая отсечка. Однако встречаются и такие устройства АПВТ, пуск которых происходит при всех автоматических отключениях трансформаторов, в том числе и при отключении их дифференциальной защитой и отсечкой, при этом действие АПВТ запрещается только при замыкании контакта газового реле, действующего на сигнал, что имеет место при всех видах внутренних повреждений трансформаторов.

Устройства АПВТ выполняются по тем же схемам, что и АПВ линий. При необходимости в схемы АПВТ вводятся реле, выполняющие функции контроля напряжения и проверки синхронизма.

7.12

Устройства автоматического включения резерва

Назначение АВР состоит в том, чтобы при авариях, когда по тем или иным причинам исчезает напряжение на одной системе (секции) сборных шин, опознать сложившуюся аварийную ситуацию и без вмешательства персонала автоматически восстановить электроснабжение потребителей от резервного источника питания.

Резервными источниками могут быть трансформаторы, линии, а также смежные секции сборных шин, получающие питание от других источников (трансформаторов, линий и т.д.). Резервные источники нормально могут быть отключены, могут находиться только под напряжением или нести нагрузку. В последнем случае источники питания могут резервировать друг друга.

Способы пуска АВР. Схемы АВР приходят в действие при исчезновении напряжения на сборных шинах, питающих нагрузку. При секционированной одиночной системе сборных шин и питании каждой секции от отдельного источника причиной исчезновения напряжения может быть отключение выключателя рабочего источника релейной защитой, самопроизвольно или ошибочно персоналом, исчезновение напряжения на шинах ВН, питающих рабочий источник, когда выключатели его остаются включенными. Исходя из этого, пуск АВР осуществляется вспомогательными контактами отключившегося по любой причине выключателя рабочего источника. Чтобы АВР подействовал при исчезновении напряжения на сборных шинах ВН, он дополнен специальным пусковым органом минимального напряжения. При исчезновении напряжения этот орган, подключенный к трансформатору напряжения со стороны НН, воздействует на отключение выключателей рабочего трансформатора. После отключения выключателя трансформатора со стороны НН схема АВР приходит в действие. Пусковой орган минимального напряжения выполняется таким образом, чтобы он действовал только при действительном исчезновении напряжения на сборных шинах подстанции и не действовал при повреждении вторичных цепей трансформаторов напряжения.

Автоматическое включение резерва на подстанциях. На подстанциях часто применяются АВР трансформаторов и секционных (шиносоединительных) выключателей.

Автоматическое включение резервного трансформатора. Когда на двухтрансформаторной подстанции питание потребителей осуществляется от одного трансформатора, второй, как правило, находится в автоматическом резерве. При автоматическом или случайном отключении выключателя НН рабочего трансформатора произойдет переключение вспомогательных контактов в приводе отключившегося выключателя, что приведет к запуску схемы АВР, при этом АВР подействует на включение обоих выключателей ВН и НН резервного трансформатора, если он не находился под напряжением со стороны ВН.

Если резервный трансформатор включится на неустранившееся КЗ, он отключится релейной защитой (после действия АВР - с минимальной выдержкой времени) и вторично включаться АВР не будет. Однократность действия АВР является одной из существенных его особенностей.

Сборные шипы НН могут потерять питание и при отключении выключателя ВН рабочего трансформатора. Для того чтобы в этом случае произошел запуск схемы АВР, вспомогательными контактами отключившегося выключателя ВЫ подается команда на отключение выключателя НН. И уже после отключения этого выключателя пройдет команда от АВР на включение в работу резервного трансформатора.

При питании трансформаторов от разных секций сборных шин ВН не исключено исчезновение напряжения на одной из них. Схема АВР при этом действовать не будет, поскольку оба выключателя трансформатора, потерявшего напряжение, останутся включенными. Ранее было сказано, что на этот случай предусмотрен пусковой орган минимального напряжения, реле которого запустятся, как только исчезнет напряжение на шинах ВН (а следовательно, и на шинах НН) и подадут команду на отключение обоих выключателей (ВН и НН) трансформатора, потерявшего напряжение. После отключения трансформатора со стороны НН схема АВР будет действовать так, как рассмотрено выше.

Автоматическое включение секционного (или шиносоединительного) выключателя. На двухтрансформаторных подстанциях секции сборных шин, как правило, питаются раздельно; секционные выключатели находятся в отключенном положении с действием на них АВР. При отключении любого трансформатора произойдет переключение вспомогательных контактов в приводе выключателя НН, при этом через замкнутые контакты реле положения "Включено" в схеме управления этим выключателем будет подана команда на включение секционного выключателя.

Для быстрого отключения секционного выключателя при его включении на неустранившееся КЗ предусматривается ускорение действия максимальной токовой защиты секционного выключателя после АВР.

При питании взаиморезервирующих трансформаторов от одних общих сборных шин ВН пусковой орган минимального напряжения, как было рассмотрено выше, не устанавливается, так как при исчезновении напряжения на сборных шинах ВН действие АВР становится бесполезным.

Рис. 7.30. Структурная схема автоматики двухтрансформаторной подстанции на отделителях и с короткозамыкателями

7.13

Устройства автоматики на подстанциях с упрощенной схемой

На рис. 7.30 представлена схема двухтрансформаторной подстанции, автоматика которой выполнена на переменном оперативном токе. Нормально каждый трансформатор Т1 и Т2 подключен к одной из параллельных линий W1 и W2 через отделители QR1 и QR2. Секционными отделителями QR3 (переделанными для автоматического включения, см. §3.3) любой трансформатор может быть подключен параллельно другому с питанием от одной линии. Секционный выключатель 10 кВ СВ нормально отключен.

Питание цепей управления выключателей 10 кВ и отделителей 110 кВ осуществляется от трансформатора Т1_СН или Т2_CН жестко подключенного к силовому трансформатору Т1 или Т2 соответственно. При исчезновении напряжения на одном трансформаторе собственных нужд питание цепей управления автоматически переключается на другой, находящийся под напряжением.

Трансформаторы Т1 и Т2 имеют защиты от внутренних повреждений (РЗ) - дифференциальные токовые и газовые, действующие на включение короткозамыкателей QN1 и QN2 соответственно. При включении короткозамыкателя подается команда на отключение выключателя 10 кВ и отделителей поврежденного трансформатора.

Устройствами автоматики, установленными на подстанции, предусматривается устранение аварийных ситуаций, связанных с повреждениями на шинах 10 кВ, с повреждениями силовых трансформаторов и трансформаторов собственных нужд, с повреждением питающей линии.

Аварийные ситуации ликвидируются действием следующих автоматических устройств: АПВ выключателей 10 кВ трансформаторов (АПВТ), АВР секционного выключателя 10 кВ, АВР секционных отделителей 110 кВ (АО), АПВ выключателей питающих линий.

На подстанциях, где нагрузка превышает номинальную мощность одного трансформатора, предусматриваются также устройства аварийной разгрузки трансформаторов.

Рассмотрим работу автоматических устройств при различных повреждениях, полагая, что суммарная нагрузка подстанций (см. рис. 7.30) превышает номинальную мощность одного трансформатора.

Автоматическое повторное включение выключателя 10 кВ трансформатора (например, АПВТ Т1). Оно запускается замыканием вспомогательных контактов выключателя Q1, отключившегося действием максимальной токовой защиты трансформатора Т1, и срабатывает только при наличии напряжения на выводах трансформатора собственных нужд Т1_СН. При отсутствии напряжения АПВТ блокируется. Действие АПВТ будет успешным, если повреждение самоустранится. Если же после действия АПВТ выключатель Q1 опять отключится защитой, АПВТ будет выведено из действия. Устройство АПВТ подготовляется к новому циклу работы лишь после включения выключателя Q1 ключом управления или по каналу ТУ. Отметим, что при включении выключателя ключом управления выходная цепь АПВТ автоматически размыкается, предотвращая его действие на включение выключателя, если он отключится релейной защитой.

Работа АПВТ блокируется при повреждении трансформатора Т1, когда действием защит от внутренних повреждений включается короткозамыкатель QN1. Вспомогательные контакты включившегося короткозамыкателя размыкают цепь АПВТ.

Аналогично действует АПВТ выключателя 10 кВ трансформатора Т2.

Автоматическое включение резерва (АВР) секционного выключателя 10 кВ. Было сказано, что при повреждении трансформатора, например, Т1 АПВТ его выключателя 10 кВ действовать не будет. Оно блокируется при отсутствии напряжения на Т1_СН и включении короткозамыкателя. В этом случае питание шин 1-й секции восстанавливается включением от АВР секционного выключателя СВ 10 кВ.

Пуск АВР осуществляется вспомогательными контактами короткозамыкателя в момент его включения. Цепь пуска проходит последовательно через вспомогательные контакты короткозамыкателя QN1 и выключателя Q1. Если включится короткозамыкатель и отключится выключатель Q1, то АВР секционного выключателя будет работать с минимальной выдержкой времени t₁=1÷2,5 с.



Рис. 7.31. Принципиальная схема действия отключающих электромагнитов на защелку привода отделителей:

YAT1 - электромагнит дистанционного отключения; YAT2 электромагнит отключения, действующий от независимого источника тока; КВ - реле блокировки; 1 - отключающая пружина отделителей; 2 - защелка; 3 - отключающая планка; 4 - пружина реле блокировки КВ

Если после включения секционного выключателя суммарная нагрузка подстанции превысит длительно допустимую нагрузку одного трансформатора, специальная автоматика аварийной разгрузки отключит часть линий, питающих потребителей.

Автоматическое включение резерва (АВР) секционных отделителей. При повреждении одной линии, например W2, и неуспешном действии АПВ на питающих ее подстанциях на ответви тельной подстанции исчезнет напряжение на трансформаторе Т2 и 2-й секции шин. Устройства автоматики в этом случае будут действовать в такой последовательности. Защитой минимального напряжения отключится выключатель Q2; автоматика отделителей АО сначала подействует на отключение отделителей QR2, а затем на включение отделителей QR3. После успешного включения секционных отделителей QR3 и появления напряжения на трансформаторе Т2_СН действием АПВТ включится выключатель Q2 - секция получит напряжение. Если действие автоматических устройств будет неуспешным, напряжение на трансформаторе Т2_СН не восстановится. В этом случае сработает АВР секционного выключателя и 2-я секция получит напряжение от трансформатора Т1.

При повреждении трансформатора Т2 действие АО отделителей блокируется вспомогательными контактами включившегося короткозамыкателя QN2. При этом отделители QR2 отключатся в бестоковую паузу АПВ питающей линии, когда прохождение тока КЗ через блокирующее реле отключения КВ, присоединенное к трансформатору тока ТА в цепи короткозамыкателя QN2, прекратится (рис. 7.31).

Цепь электромагнита включения секционных отделителей QR3 контролируется вспомогательными контактами. Включение отделителей QR3 разрешается, когда будут отключены выключатель Q2, отделители QR2, короткозамыкатель QN2, а также включены отделители QR1, что обеспечивает действие автоматики лишь при собранной цепи питания от линии W1.

Для отделения поврежденного трансформатора его автоматика должна действовать на свои отделители и на секционные отделители. Следовательно, секционные отделители должны работать от двух устройств автоматики АО. Каждый комплект АО включается и отключается независимо от другого. На время плановых операций, связанных с отключением отделителей трансформатора, необходимо отключать АО секционных отделителей, чтобы избежать возможных ошибочных действий под током.

Обслуживание устройств автоматики на подстанциях с отделителями и короткозамыкателями ведется в соответствии с местными инструкциями. Это обусловливается как разнообразием схем первичных соединений, так и различием в исполнении достаточно сложных схем блокировок.

Принципиально рассмотренный комплекс автоматических устройств на подстанциях, выполненных по схеме рис. 7.30, не имеет каких-либо, существенных недостатков. Однако на практике не везде используются все элементы этой автоматики. Отказываются, например, от использования АВР секционных отделителей 110 кВ по той причине, что в эксплуатации имели место случаи самопроизвольного включения ножей короткозамыкателей при разрушении изолирующих вставок аппаратов. В этом случае включение секционных отделителей приводило к полной потере напряжения на подстанции. Выводят из действия АПВТ на подстанциях, где применяются КРУ, не обладающие достаточной локализационной способностью (а также не имеющие быстродействующей дуговой защиты), так как считают, что повторная подача напряжения на шины после КЗ может увеличить объем повреждений оборудования. Оставляют в действии только АВР секционных выключателей с запретом действия при КЗ на шинах.

Некомплексное использование имеющихся на подстанциях автоматических устройств не может быть признано оптимальным.

7.14

Обслуживание устройств релейной защиты и автоматики оперативным персоналом

Электрическое оборудование может находиться в работе или под напряжением только с включенной защитой от всех видов повреждений и нарушений нормальных режимов работы. В случае неисправности или отключения для эксплуатационных проверок отдельных видов защит оставшиеся в работе защиты должны обеспечивать полноценную защиту от возможных повреждений. При необходимости должны вводиться в работу временные защиты. Режимы работы включенных устройств релейной защиты и автоматики должны в каждый момент времени соответствовать режимам работы оборудования подстанций и электрических сетей.

Для правильного обслуживания имеющихся на подстанции устройств защиты и автоматики оперативный персонал обязан знать их принципиальные схемы, четко представлять зоны действия защит и способы пуска автоматических устройств, знать расположение на панелях комплектов реле и аппаратуры, относящихся к разным присоединениям и различным устройствам защит и автоматики, иметь ясное представление о назначении накладок, испытательных блоков, переключателей, рубильников, автоматических выключателей и предохранителей. Оперативному персоналу надлежит точно выполнять все предписания инструкций по обслуживанию устройств релейной защиты, автоматики и цепей вторичных соединений. Необходимо понимать, чем вызваны те или иные указания инструкций.

Все операции и переключения в схемах релейной защиты и автоматики должны выполняться по распоряжению диспетчера, в оперативном управлении которого находятся эти устройства. При ликвидации аварий или угрозе неправильного срабатывания операции с защитами и автоматикой выполняются оперативным персоналом самостоятельно, но с последующим уведомлением диспетчера.

Укажем, что операции с испытательными блоками разрешаются оперативному персоналу лишь в электроустановках напряжением до 220 кВ включительно, хотя более целесообразно поручать это персоналу местных служб РЗАИ. При допуске оперативного персонала к выполнению операций с испытательными блоками он должен пройти инструктаж на рабочем месте.

Обязанности при периодических осмотрах устройств релейной защиты и автоматики. При периодических осмотрах, проверках исправности, измерениях и по действию сигнальных устройств оперативный персонал обязан визуально следить за исправным состоянием устройств релейной защиты и автоматики, за исправностью и правильной эксплуатацией вторичных цепей (токовых, напряжения, цепей оперативного тока), за положением отключающих устройств (накладок) и другой релейной аппаратуры, в том числе и испытательных блоков.

Особое внимание должно быть обращено на соответствие оперативных положений устройств релейной защиты и автоматики схемам первичных соединений. Дело в том, что иногда (в нарушение действующих правил) оказываются длительно выведенными из работы отдельные устройства защиты и автоматики (отключенные первоначально по какой-либо притоне на небольшой срок), что приводит к снижению надежности в работе защищаемого присоединения и участка сети. Большое число отключающих устройств на панелях затрудняет подчас контроль за положением автоматических устройств. С учетом этого в ряде энергосистем на накладки временно выведенных из работы устройств релейной защиты и автоматики навешивают небольшие напоминающие плакаты или наносят цветные метки масляной краской, которые появляются при переводе накладок из одного положения в другое и свидетельствуют об отклонении от нормального режима работы того или иного устройства.

Важно, чтобы эта или какая-либо другая система напоминания была единой в пределах, по крайней мере, предприятия электрических сетей. Она особенно необходима при обслуживании подстанций ОВБ. Отсутствие указателей, правильно ориентирующих персонал, затрудняет его работу при осмотрах и приводит к ошибочным действиям при переключениях.

При приемках смен и посещениях подстанций ОВБ оперативный персонал обязан знакомиться с записями, сделанными за истекший период в журнале релейной защиты, автоматики и телемеханики.

Действия оперативного персонала при срабатывании устройств релейной защиты и автоматики. При автоматическом отключении или включении выключателей необходимо записать, какие выключатели отключились (или включились), определить, какие изменения произошли в схеме первичных соединений подстанции, установить место аварии (РУ, помещение, ячейку), а затем привести в соответствие положение ключей управления положению коммутационных аппаратов. На щите управления необходимо осмотреть сигнальные табло, указывающие на срабатывание тех или иных защит и автоматических устройств. Для осмотра реле персонал в первую очередь направляется к панелям тех защит и автоматических устройств, сигнальные табло которых загорелись на щите управления. При осмотре панелей помечаются мелом (или другим способом) реле с выпавшими сигнальными флажками; записываются наименования сработавших выходных реле защит и автоматики, а также показания фиксирующих индикаторов повреждений; возвращаются сигнальные флажки всех реле в исходное положение. Такой порядок действия преследует цель ускорения ликвидации аварии, так как оперативному персоналу (в том числе и диспетчеру) для принятия оперативных решений нужна, прежде всего, информация о том, какие устройства защит и автоматики сработали на отключение (или включение) коммутационных аппаратов. Запись наименований остальных (не выходных) сработавших сигнальных реле производится после ликвидации аварии на основании отметок мелом на их кожухах. В оперативном журнале записывается вся информация для последующего анализа работы защит и автоматических устройств. Отметки о срабатывании сигнальных реле стираются после анализа работы всех устройств защиты и автоматики.

При необходимости немедленного повторного включения отключившегося оборудования надо предварительно проверить, все ли сигнальные флажки на реле подняты. При повторном срабатывании релейной защиты реле с выпавшими сигнальными флажками следует помечать так, чтобы эти пометки, отличались от нанесенных ранее.

Организация работ при техническом обслуживании устройств релейной защиты и автоматики. Вывод из работы действующих, а также переведенных действием на сигнал устройств защиты и автоматики для проверки, опробования, профилактического контроля и восстановления оформляется заявкой, подаваемой в оперативно-диспетчерскую службу предприятия. В полученном разрешении на заявку должно быть указано:

- на каком присоединении и какие устройства защиты и автоматики отключаются для выполнения работ;

- какие устройства остаются в работе и какие включаются в работу для замены отключенных;

- какие устройства отключаются кратковременно - только на время подготовки вторичных цепей для работ;

- каким способом опробуется надежность действия проверенных устройств защиты и автоматики на отключение и включение выключателей;

- время выполнения работ.

В разрешениях на заявки могут содержаться и другие сведения, учитывающие возможность выполнения намеченных работ: изменения схемы и режима работы подстанции, последовательность операций с устройствами защиты и автоматики и др. При наличии программ работ или типовых бланков (например, на замену выключателя электрической цепи обходным выключателем) последовательность операций определяется этими документами.

Оперативный персонал, получив разрешение диспетчера, выполняет все те операции, которые предусмотрены разрешением на заявку: ориентируясь по надписям на панелях, с помощью накладок вводит в работу резервные комплекты защит (или ускоряет действие остающихся в работе) и выводит соответствующие устройства защиты и автоматики. В процессе подготовки рабочего места на панелях отключенных устройств вывешивают плакаты, разрешающие производство работ; соседние панели с лицевой и обратной стороны завешивают шторами из плотной ткани, исключающими случайный доступ к реле на этих панелях. Оперативному персоналу не разрешается вскрывать реле и различные устройства, за исключением реле, на которых изменение уставок выполняется оперативным персоналом.

После подготовки рабочего места оперативный Персонал проводит инструктаж и допуск к работам.

Во время работ оперативный персонал по требованию работающих производит необходимые включения и отключения выведенных из работы коммутационных аппаратов для опробований и проверок взаимодействий устройств защит и автоматики с этими коммутационными аппаратами. Подача команд на включение и отключение оборудования от устройств защиты и автоматики выполняется работающими.

О выполненных работах, изменениях характеристик реле и о готовности устройств к включению в работу делается запись в журнале. Ознакомившись с записью, оперативный персонал осматривает рабочее место, обращая внимание на отсутствие отсоединенных и неизолированных проводов, снятых и неубранных или плохо установленных перемычек в рядах зажимов, на положение рубильников, переключателей, крышек испытательных блоков, на отсутствие посторонних предметов и чистоту на месте работ.

При отсутствии каких-либо дефектов и замечаний оперативный персонал сообщает об окончании работ диспетчеру и по его указанию вводит в работу отключенные устройства защиты и автоматики, включает в работу цепи пуска УРОВ от защит и отключает временно включенные защиты и ускорения защит.

Перед вводом в действие новых устройств релейной защиты и автоматики или модернизации существующих оперативный персонал должен ознакомиться с записью в журнале, сделанной работником местной службы РЗАИ, и получить инструкцию по обслуживанию. Информация о вводе в работу нового устройства релейной защиты и автоматики и об изменениях в обслуживании автоматических устройств должна передаваться по смене с записью в оперативном журнале.