АПВ на линиях с двусторонним питанием

Автоматическое повторное включение линий с двусторонним питанием имеет некоторые особенности, что определяется наличием напряжения по обоим концам линии. Первая особенность состоит в том, что АПВ линии должно производиться лишь после того, как она будет отключена с обеих сторон, что необходимо для деионизации воздушного промежутка в месте повреждения.

Поэтому при выборе выдержки времени АПВ линий с двусторонним питанием необходимо учитывать еще и третье условие:
tАПВ,1 = tзащ,2 – tзащ,1 + tотк,2 + tотк,1 + tд – tвкл,1 + tзап

где tзащ,1, tотк,1, tвкл,1 — наименьшие выдержка времени защиты, времена отключения и включения выключателя на своем конце (индекс 1) линии, на котором выбирается выдержка времени АПВ;
tзащ,2 , tотк,2 — выдержка времени второй ступени защиты и время отключения выключателя на противоположном конце (индекс 2) линии;
tзап = 0,5 ÷ 0,7 с.

Принимая с целью упрощения tотк,2 = tотк,1 получаем более простое выражение для определения tАПВ,1:

Если вторая ступень защиты не обеспечивает достаточной надежности при повреждениях в конце рассматриваемой линии (коэффициент чувствительности Кч = 1,3 ÷ 1,4).

Выдержка времени АПВ для обоих концов линии подсчитывается по выражениям:
tАПВ,1 ≥ tг,п + tзап ,
tАПВ,1 ≥ tд + tзап ,
tАПВ,1 = tзащ,2 – tзащ,1 + tотк,2 + tотк,1 + tд – tвкл,1 + tзап, или принимается наибольшее из трех полученных значений.

Вторая особенность определяется тем, что успешное включение линии (замыкание в транзит) может сопровождаться большими толчками тока и активной мощности, поскольку по обоим концам отключившейся линии имеется напряжение.

В тех случаях, когда две электростанции или две части энергосистемы связаны несколькими линиями (рисунок 1, а), отключение одной из них не приводит к нарушению синхронизма и значительному расхождению по углу и значению напряжений по концам отключившейся линии. АПВ в этом случае не будет сопровождаться большим толчком уравнительного тока. Вследствие этого на линиях с двусторонним питанием допускается применение простых АПВ, аналогичных рассмотренным выше, если две электростанции или две части энергосистемы имеют три или более связей близкой пропускной способности.

В некоторых случаях простое АПВ, установленное с одного конца, дополняется устройством контроля наличия напряжения на линии. Благодаря этому включение от АПВ на устойчивое КЗ производится только один раз с той стороны, где отсутствует устройство контроля напряжения на линии. С той же стороны, где контролируется напряжение, включение выключателя будет происходить лишь в том случае, если повреждение устранилось и линия, включенная с противоположного конца, держит напряжение,

Для АПВ с контролем наличия напряжения:
tАПВ,1 = tзащ,2 – tзащ,1 + tотк,2 + tотк,1 + tд – tвкл,1 + tзап
tАПВ,1 = tзащ,2 + tзап

При включении действием АПВ линии с двусторонним питанием, когда синхронизм между двумя частями энергосистемы не был нарушен, могут возникать синхронные качания, вызванные толчком активной мощности в момент включения. Синхронными качаниями называются периодические колебания угла между ЭДС, не превышающие 180°. Обычно синхронные качания не сопровождаются большими колебаниями угла и быстро затухают.

Если две электростанции или две части энергосистемы связаны единственной линией электропередачи, как показано на рисунке 1, б), по которой передается активная мощность, каждое отключение этой линии будет приводить к несинхронной работе разделившихся частей энергосистемы. При этом в одной из частей энергосистемы возникнет дефицит активной мощности, вследствие чего частота в ней будет уменьшаться, а в другой будет избыток активной мощности, что вызовет повышение частоты. Поскольку напряжения в разделившихся частях энергосистемы будут иметь разную частоту, при включении отключившейся линии угол между напряжениями по ее концам может иметь большое значение, вследствие чего АПВ вызовет большой уравнительный ток. Кроме того, замыкание двух частей энергосистемы в этом случае будет сопровождаться более или менее длительным асинхронным режимом.

При асинхронном режиме угол между ЭДС увеличивается, проходя через значения 180˚, 360˚. Ток при этом изменяется от минимального значения, близкого к нулю, до максимального, которое может превышать токи КЗ. Вместе с тем асинхронный режим сопровождается резким снижением напряжения в пределе до нуля на промежуточных подстанциях, расположенных на электропередаче, связывающей две части энергосистемы, работающие несинхронно.

Большие толчки тока и резкие понижения напряжения при длительном асинхронном режиме представляют опасность для электрооборудования и могут привести к серьезному расстройству работы энергосистемы.

В большинстве случаев асинхронный режим завершается ресинхронизацией, т. е. выравниванием частот несинхронно работающих частей и восстановлением синхронизма. В тех случаях когда асинхронный режим затягивается, осуществляется деление несинхронно работающих частей оперативным персоналом или автоматически с помощью специальных делительных устройств.

Для линий с двусторонним питанием разработано и эксплуатируется большое количество АПВ разных типов, которые можно объединить в три группы:
— устройства, допускающие несинхронное включение разделившихся частей энергосистемы, — несинхронное АПВ (НАПВ);
— устройства, допускающие АПВ, когда напряжения по концам отключившейся линии синхронны или когда разность частот этих напряжений невелика, т. е. условия близки к синхронным, — быстродействующие АПВ (БАПВ), АПВ с улавливанием синхронизма (АПВУС) и др.;
— устройства, осуществляющие АПВ после отключения источников несинхронного напряжения (генераторов или синхронных компенсаторов), — АПВ линий с выделенной нагрузкой или после снятия с генераторов и синхронных компенсаторов возбуждения — АПВ с самосинхронизацией (АПВС).