Несинхронное АПВ (НАПВ)

Несинхронное АПВ (НАПВ) является наиболее простым устройством, допускающим включение разделившихся частей энергосистемы независимо от разности их напряжений. Схема АПВ при этом выполняется, как описано выше, без каких—либо дополнительных блокировок. Для предотвращения включения с обоих концов линии на устойчивое КЗ, а также для обеспечения при НАПВ правильной работы релейной защиты АПВ с одного конца линии иногда выполняется с контролем наличия напряжения на линии. Включение линии при успешном НАПВ сопровождается сравнительно большими толчками тока и активной мощности, а также более или менее длительными качаниями.

На основании теоретических и экспериментальных исследований предложены следующие нормы, определяющие допустимость применения НАПВ, если кратность периодической составляющей тока при включении не превышает следующих значений:

— для гидрогенераторов с успокоительными контурами и для турбогенераторов с косвенным охлаждением обмоток

I_нс / I_ном ≤ 0,625 / X»_d

— для гидрогенераторов без успокоительных контуров и для турбогенераторов с непосредственным охлаждением обмоток типов ТВВ и ТВФ:

I_нс / I_ном ≤ 3

-для синхронных компенсаторов:

I_нс / I_ном ≤ 0,84 / X»_d

— для трансформаторов и автотрансформаторов:

I_нс / I_ном ≤ 100 / u_к, %

где X»_d — сверхпереходное сопротивление генераторов и синхронных компенсаторов;

u_к — напряжение КЗ трансформаторов (автотрансформаторов);

I_ном — номинальный ток соответствующего генератора, компенсатора, трансформатора (автотрансформатора);

I_нс — максимальный возможный ток несинхронного включения (периодическая составляющая), определенный согласно следующему выражению:

I_нс = (U_c + E»_г) / X_Σ

здесь X_Σ — суммарное сопротивление между ЭДС E»_г и напряжением энергосистемы U_c.

Расчет тока асинхронного режима производится по эквивалентной расчетной схеме, в которой генераторы замещаются сверхпереходными сопротивлениями X»_d и сверхпереходными ЭДС E»_г. Генераторы, не имеющие успокоительных контуров на роторе, замещаются переходными реактивными сопротивлениями X’_d и переходными ЭДС E’_г. Трансформаторы, автотрансформаторы и линии электропередачи замещаются своими реактивными сопротивлениями.

Допускается при расчете несинхронного включения не определять значение ЭДС, а принимать приближенно:

U_c = E»_г = 1,05 U_ном

Для вычисления тока асинхронного режима расчетная схема приводится к результирующему сопротивлению X_Σ, по одну сторону которого находится результирующая ЭДС генераторов E»_г, а по другую — напряжение энергосистемы U_c (или другой электростанции, относительно которой возник асинхронный режим).

При расчете несинхронного включения необходимо исходить из такого режима, при котором по рассматриваемому оборудованию будет проходить наибольший ток.

В выражениях:

I_нс / I_ном ≤ 0,625 / X»_d,

I_нс / I_ном ≤ 3,

I_нс / I_ном ≤ 0,84 / X»_d,

I_нс / I_ном ≤ 100 / u_к, %,

значения токов, допустимые при несинхронном включении, могут быть увеличены на 13% для турбогенераторов и на 35 % для гидрогенераторов с успокоительными контурами, если заведомо известно, что включение происходит при значениях частот и напряжений, отличающихся от номинальных не более чем на ± 5 %.

Расчетное значение тока, проходящего при несинхронном включении по генераторам и трансформаторам, определенное по формуле:
I_нс = (U_c + E»_г) / X_Σ, несколько превышает действительное значение, так как в расчете не учтено влияние нагрузки, подключенной параллельно генераторам Поэтому если токи несинхронного включения, определенные при расчете, превышают допустимые значения, необходимо выполнить уточненный расчет с учетом нагрузки, подключенной параллельно генераторам При этом нагрузка вводится в схему замещения следующими параметрами E_н = 0,9 и X_н = 0,35 (приведенное к номинальной мощности нагрузки). Учет нагрузки необходим в тех случаях, когда мощность нагрузки равна мощности отделившихся генераторов или превышает ее.

Преимуществами схем НАПВ, обусловившими на определенном этапе их широкое распространение в энергосистемах, являются их простота и возможность применения на выключателях всех типов. Обычно после НАПВ происходит успешная ресинхронизация двух частей энергосистемы или электростанции с энергосистемой вместе с тем следует иметь в виду, что поскольку НАПВ сопровождается большими толчками тока и снижением напряжения, асинхронным ходом и синхронными качаниями, создаются условия для неправильной работы релейной защиты. Поэтому необходимо тщательно анализировать поведение защит, установленных на транзите, соединяющем две включаемые на параллельную работу части энергосистемы.

Применение НАПВ на линиях, несинхронное замыкание которых приводят к длительному асинхронному ходу, нецелесообразно, так как может вызвать расстройство работы потребителей.