Особенности АПВ двухцепных линий и линий с двухсторонним питанием.

Главной особенностью линий с двусторонним питанием, а также параллель-ных и двухцепных линий (даже при одностороннем их питании) является наличие напряжения по обоим концам линии. Поэтому на таких линиях для восстановления изоляции в месте неустойчивого КЗ необходимо отключение поврежденной линии с двух сторон. В свою очередь это требует установки выключателей и релейной защи-ты (РЗ) на обоих концах таких линий. А это определяет ряд особенностей выполне-ния их АПВ.

Во-первых, устройства АПВ должны устанавливаться на обоих концах каждой линии так же, как и устройства РЗ.

Во-вторых, выбор выдержек времени устройств АПВ необходимо производить с учётом времени действия РЗ двух концов линий. То есть, АПВ такой линии может осуществляться только после того, как она будет отключена с обеих сторон, что необходимо для деионизации воздушного промежутка в месте повреждения. Тогда для определения выдержки времени АПВ вводится дополнительное условие:

tАПВ1 > tРЗ2 – tРЗ1 + tотк2 – tотк1 + tД – tвкл1 + tзап.

В формуле индексом 1 обозначены наименьшая выдержка времени РЗ, время отключения и время включения выключателя на своём конце линии (на котором вы-бирается выдержка времени АПВ); индексом 2 обозначены выдержка времени вто-рой ступени РЗ и время отключения выключателя на противоположном конце ЛЭП. Время запаса здесь принимается равным 0, 5 – 0, 7 с. Если вторая ступень РЗ проти- воположного конца не обеспечивает достаточной надёжности при повреждениях на

рассматриваемом конце ЛЭП, то в формуле необходимо подставлять выдержку времени третьей ступени РЗ.

В-третьих, во многих случаях целесообразно и даже необходимо осуществлять контроль отсутствия или наличия напряжения на включаемой линии. Так, если не принять необходимых мер, то при устойчивых повреждениях устройства однократ-ного АПВ, установленные на обоих концах линии, будут производить в общей сложности включение выключателей на устойчивое КЗ дважды. Причём включение второго конца будет излишним. Чтобы не производить второго включения на устой-чивое КЗ, применяют контроль наличия напряжения на линии перед АПВ выключа-теля, включающего линию под нагрузку. Благодаря этому включение от АПВ на устойчивое КЗ происходит только один раз с той стороны, где отсутствует устрой-ство контроля наличия напряжения на линии. С той же стороны, где контролируется наличие напряжения, включение выключателя будет происходить лишь в том слу-чае, если повреждение устранилось и линия, включённая с противоположного кон-ца, остаётся под напряжением. Тогда условие изменяется в условие:

tАПВ > tРЗ2 – tРЗ1 + tотк2 – tотк1 + tзап

Для возможности контроля наличия или отсутствия напряжения на самой ли-

нии желательна установка трансформаторов напряжения. Однако распределитель-ные устройства, как правило, оснащаются трансформаторами напряжения только на системах сборных шин. Тогда информацию о напряжении получают от различных устройств отбора напряжения

В-четвёртых, на линиях с двухсторонним питанием может оказаться необходимым контролировать синхронность напряжений по концам перед их АПВ.

Если две электростанции или две части энергосистемы имеют слабую связь по линиям электропередачи, то любое отключение даже одной из параллельных линий будет приводить к несинхронной работе разделившихся частей энергосистемы. Особенно тяжёлым будет случай, если две части энергосистемы связаны одной единственной линией. При этом в одной из частей энергосистемы возникнет дефицит активной мощности, вследствие чего частота в ней будет уменьшаться, а в другой будет избы-ток активной мощности, что вызовет повышение частоты. Поскольку напряжения в разделившихся частях энергосистемы будут иметь разную частоту, при включении отключившейся линии от АПВ может возникнуть большой уравнительный ток.

27. НАПВ: суть, критерии допустимости.

При обосновании вида АПВ всегда в начале рассматривается возможность ис-пользования НАПВ, и в случае недопустимости его применения рассматриваются более сложные и более совершенные виды АПВ. НАПВ является самым простым устройством, не имеющем в своём составе каких-либо средств контроля синхронизма, а значит допускающим включение частей энергосистемы без ограничений по углу, в том числе и при углах 120 – 135°, при которых синхронные машины испытывают максимальные динамические воздействия. Допустимость применения НАПВ оценивается сопоставлением этих максимальных воздействий на каждый генератор энергосистемы с предельно допустимыми, исходя из аварийного значения коэффи-циента запаса по моменту КМ = 1, 25. Но проводить расчёты динамических воздей-ствий при углах 120 – 135° очень сложно и неудобно, поэтому к настоящему време-ни, исходя из теоретического обоснования и расчётов, опыта и практики эксплуата-ции, сформулирован ряд критериев для разных типов генераторов. Все они основы-ваются на определении тока несинхронного включения с углом π (180°) Iπ max:

•для турбоенераторов с косвенным охлаждением обмоток и гидрогенераторов:

Iпmax/Iгном< 0.625/X”d

• для турбогенераторов с непосредственным охлаждением обмоток и гидрогенераторов без успокоительных контуров

Iпmax/Iгном< 3

• для синхронных компенсаторов

Iпmax/Iгном< 0.84/ X”d

Вторым условием допустимости НАПВ является сохранение устойчивости после АПВ. В данной работе это условие не рассматривается, так как в большинстве случаев это условие выполняется, особенно в концентрированных энергосистемах, при преобладании турбогенераторов с большим асинхронным мо-ментом и быстродействующими регуляторами частоты вращения [4].

Преимуществами НАПВ являются простота и возможность применения на выключателях всех типов. Поскольку НАПВ сопровождается большими толчками тока и снижения напряжения, необходимо тщательно анализировать поведение устройств РЗ и принимать меры, исключающие неправильные их действия.

28. БАПВ: суть, область и критерии допустимости применения.

БАПВ имеет минимально необходимую выдержку времени, при которой век-торы напряжений разделившихся частей системы не успевают разойтись на большой угол δ. Поэтому включение будет происходить без больших толчков тока и длитель-ных качаний, соответственно БАПВ наносит меньше травм, чем НАПВ, но оно ограничено в области применения. Во-первых, БАПВ можно осуществить, если на линиях установлены быстродействующие защиты с обеих сторон. Быстродейству-ющими являются защиты с абсолютной селективностью, для ЛЭП – это высокоча-стотные или продольные дифференциальные защиты. Во-вторых, БАПВ возможно только на ЛЭП, оборудованных быстродействующими выключателями с временем отключения не более 0, 1 и включения не более 0, 2 – 0, 3 секунд. В итоге, быстродей-ствующим считается АПВ, если бестоковая пауза не превышает 0, 5 секунд и угол включения δ вкл ограничен значением 70 – 90º.

За счёт меньшего угла включения генераторы будут испытывать и меньшие динамические воздействия, что облегчает соблюдение условий допустимо-сти применения. Для простоты подсчёта такого облегчения вводится коэффициент Кδ, больший единицы и на который умножается правая часть условий.

• для турбогенераторов с косвенным охлаждением обмоток и гидрогенераторов с успокоительными контурами

Iπ max 0, 625*K δ

IГ ном Х ''d*

• для турбогенераторов с непосредственным охлаждением обмоток и гидро-генераторов без успокоительных контуров

Iпmax/Iгном< 3* Кδ

• для синхронных компенсаторов

Iпmax/Iгном< (0.84/ X”d)* Кδ

Коэффициент Кδ зависит от угла включения

угол включения – это угол на который разойдутся векторы ЭДС разделившихся частей энергосистемы за время БАПВ. Угол включения будет складываться из начального угла электропере-дачи в доаварийном режиме (δ 0) и изменения углов напряжений (Δ δ) обеих разде-лившихся частей энергосистемы за время БАПВ согласно следующей формуле:

δ вкл=δ 0+ Δ δ 1 + Δ δ 2

Начальный угол в доаварийном режиме приближённо можно определить так

δ 0=arcsin(Pл*Хл/Uном 2)

где РЛ – мощность, передаваемая по включаемой линии в доаварийном режиме, а ХЛ – её индуктивное сопротивление.

Изменение угла напряжения любой части энергосистемы должно рассчиты-ваться с учётом изменения частоты из-за возникшего небаланса мощности. Измене-ние частоты реально происходит по экспоненциальному закону, но в течение време-ни БАПВ допускается принимать линейный закон изменения, то есть движение эк-вивалентного ротора энергосистемы считать равноускоренным с ускорением:

аS  РЛ   ном)/ Рcсум Т

Изменение угла за время цикла БАПВ:

Δ δ =(аs*t бапв^2)/2

Вторым условием допустимости БАПВ является проверка сохранения дина-мической устойчивости электропередачи после включения так же, как и для НАПВ (в данной работе не рассматривается). Расчёт должен быть проведён также для всех возможных режимов работы энергосистем – для максимальных и минимальных