Число і тривалість аварійних відключень в сільських розподільних мережах, особливо напругою 0,38 і 10 кВ, залишаються поки високими. Швидке відшукання і усунення пошкоджень в мережі, передаварійна діагностика і контроль обладнання підстанцій дозволяють значно скоротити перерви в електропостачанні, а за умов мережевого і місцевого резервування звести їх до мінімуму. Для запобігання розвитку електричних процесів при порушенні нормального режиму роботи мереж доцільно і необхідно використовувати пристрої протиаварійного мережевий автоматики.
У сільських електричних мережах основними видами протиаварійної автоматики є: автоматичне повторне включення (АПВ) ліній і автоматичне включення резервного живлення (ABP). В даний час вже застосовуються пристрої автоматики для відключення і виділення з певною витримкою часу пошкодженої ділянки секціонірованной лінії і для обмеження зони дії АВР (пристрої делительной автоматики - делительная захист). Використовуються також автоматичні пристрої типу УПЗС для перемикання і налаштування комплектів релейних захистів при зміні режиму харчування лінії.
Автоматичне повторне включення ліній
Виникаючі в елементах системи електропостачання к. З. можуть бути як стійкі, так і нестійкі. У будь-якому випадку такий елемент відключається релейним захистом і електропостачання споживачів переривається на час, необхідний для його відновлення. АПВ призначений швидко відновлювати харчування споживачів при нестійких к. З. а значить зменшувати або не допускати збиток, що наноситься споживачам.
Причинами нестійких к. З. на сільських повітряних лініях можуть бути гроза, вітер, що викликає схлестиваніе проводів, замикання гілками, птахами та ін. випадкові причини. Число нестійких к. З. становить 60-90% від загального числа відключень захистом, а викликаних грозою - близько 60% всіх нестійких к. з.
Після відключення пошкодженого елементу релейного захистом причина нестійкого к. З. самоліквідується. Тому включення лінії або трансформатора пристроєм АПВ відновлює нормальну роботу схеми електропостачання. Особливо велика ефективність АПВ сільських ліній 10 кВ, так як вони дуже протяжні, проходять по листівок місцевості і в результаті цього часто піддаються атмосферних впливів. Статистика показує, що пристрої АПВ повітряних ліній всіх напруг щорічно мають в середньому 60-75% успішних дій. У зв'язку з високою ефективністю пристроїв АПВ ПУЕ вимагають виконання АПВ для всіх повітряних і змішаних (кабельно-повітряних) ліній всіх типів напругою понад 1000 В. Застосовуються пристрої АПВ одноразового дворазового дії, особливо важливо їх встановлювати на підстанціях без чергового персоналу, на пунктах секціонування. Витримка часу (безструмової пауза) на включення вимкнений вимикач повинна бути не менше 2 з в першому циклі і не менше 15-20 с в другому циклі Дослідження, проведені в МІІСПе [22], показали ефективність застосування одноразового АПВ для мереж 10 кВ з витримкою часу 15 ... 20 с. Одноразові пристрої АПВ мають 40-50% успішних дій, дворазові - 50-60%, останні рекомендується встановлювати на нерезервовані лініях.
Основні вимоги до пристроїв АПВ:
АПВ повинно відбуватися при відключенні вимикача релейного захистом, за винятком спрацьовування релейного захисту відразу після оперативного включення вимикача;
АПВ не повинно відбуватися при оперативному відключенні вимикача дистанційно або телекеруванням;
АПВ повинно відбуватися з заздалегідь обраної витримкою часу;
АПВ повинно відбуватися із заданою кратністю;
пристрій АПВ повинно мати автоматичне повернення для готовності до нового дії.
В даний час ще дуже широко застосовується типова схема / 9 / пристрої АПВ одноразової дії на змінному оперативному струмі, де використовується принцип спрацьовування АПВ від невідповідності положення вимикача, коли він відключений захистом «відключено» і положення ключа управління «включено».
Для АПВ ліній електропередач 10 кВ промисловістю випускаються реле повторного включення одноразового дії типу РПВ-58, дворазового - РПВ-258 і для підстанцій з оперативним змінним струмом з використанням блоків живлення типу РПВ-358.
Напівпровідниковий пристрій автоматичного повторного включення АПВ-2П
Напівпровідниковий пристрій автоматичного повторного включення АПВ -2П (або реле) призначений для дворазового автоматичного повторного включення вимикачів 6-35 кВ, що працюють спільно з приводами прямого і непрямого дії, і може встановлюватися на релейного панелі шаф комплектних розподільних пристроїв зовнішньої установки (| КРУН) і внутрішньої установки (КРУ).
Реле виконано у вигляді одного блоку, харчування здійснюється від однофазного джерела напруги змінного струму частоти 50 Гц, номінальним значенням 100 і 220 В з відхиленням від 0,85 до 1,1 від номінального значення.
Пристрій забезпечує регулювання витримки часу від 0,6-1 до 5-7 с для першого циклу АПВ та від 1,2-2 до 20-28 с для другого циклу АПВ без урахування часу підготовки приводу до операції «включення». Передбачена можливість довшого часу експонування часу другого циклу АПВ до 40 с.
Час підготовки реле АПВ-2П до повторної роботі не менше 10 і не більше 60 с.
Пристрій не спрацьовує при оперативному відключенні вимикача персоналом, містить елементи працездатності без його відключення, а також передбачена можливість виведення з дії першого і другого циклу АПВ та реле в цілому.
Елементи настройки реле виведені на лицьову панель.
Схема електрична функціональна реле з вимикачем приведена на рис. 3.1. яка містить два елемента часу КТ1 і КТ2, логічний елемент «АБО» DD, пороговий елемент KV, підсилювач А, виконавчий орган KL. Входом і виходом реле підключено до блок-контактів вимикача Q (вимикач з приводом).
У початковому стані, тобто коли вимикач Q включений, на вхідні елементи КТ1 і КТ2 реле, сигнал не надходить і на виході реле (елемент KL) сигнал також відсутня.
При відключенні вимикача Q лінії електропередачі, наприклад, при спрацьовуванні релейного захисту, замикається його контакт і два елементи часу КТ1 і КТ2 реле запускаються, тобто починається відлік часу їх спрацьовування.
Рис.3.1. Електрична функціональна схема пристрою АПВ-2П
Після закінчення встановленого часу першого циклу АПВ спрацьовує елемент часу КТ1. Вихідний сигнал елемента часу КТ1 через логічний елемент «АБО» DD, пороговий елемент KV подається на підсилювач А. Посилений сигнал з виходу елемента А подається на виконавчий орган (вихідне реле) KL, при спрацьовуванні якого сигнал подається на котушку (електромагніт) включення вимикача. Останній включає лінію електропередачі повторно, так як відбувається АПВ вимикача після закінчення часу першого циклу.
У разі повторного відключення лінії електропередачі вимикачем Q, тобто неуспішного першого циклу АПВ. після підготовки приводу до операції «включення» починається відлік часу другого циклу АПВ, при цьому запускається тільки елемент часу КТ2, оскільки елемент часу КТ1 не встиг підготуватися до повторного запуску. За витікань встановленого часу другого циклу АПВ елемент часу КТ2 спрацьовує і забезпечує спрацьовування вихідного органу KL, який знову діє на електромагніт включення вимикача Q.
При неуспішному результатом другого навчального циклу АПВ вимикача Q, вимикається, але запуску елементів часу КТ1 і КТ2 не відбувається, оскільки вимикач Q знаходиться у включеному стані недостатнє час для підготовки їх до запуску.
При успішному першому або другому циклах АПВ та закінчення часу підготовки елементів часу КТ1 і КТ2 до запуску, реле знову готова до дії на вимикач для його включення.
Пристрій А1ПВ-2П серійно випускається Ризьким досвідченим заводам «Енергоавтоматика».
Пристрій однократного автоматичного повторного включення АПВ - 0,38
Пристрій автоматичного повторного включення ліній 0,38 кB призначене для установки в КТП 10 / 0,4 кВ, які обладнані автоматичними повітряними вимикачами серії А3700 з електромагнітним приводом.
Проведені дослідження аварійних відключень ліній 0,38 кВ в сільській місцевості показали, що нестійкі пошкодження виникають в цих мережах через грозові перенапруг, перехлестиванія проводів при сильному вітрі, торкання їх гілками дерев при введенні в будівлі. Необхідно відзначити, що відключення ліній 0,38 кВ відбувається також через перевантаження при неправильній експлуатації захисних пристроїв у електроприймачів. У цих випадках при повторному включенні лінії електропостачання споживачів буде відновлено.
Встановлено, що при повторному оперативному включенні автоматичного вимикача або заміні запобіжника на трансформаторній підстанції 10 / 0,4 кВ в 50-60% всіх відключень відновлюється живлення споживачів.
Пристрій АПВ - 0,38 впливає на автомат (типу А3700), який спрацьовує при великих аварійних токах (міжфазних і однофазних к.з. перевантаженнях), що не знижує існуючого рівня злектробезопасності.
Таким чином, пристрій АП | В - 0,38 призначене для підвищення надійності електропостачання споживачів в сільській місцевості і зниження відповідно збитку через недоотпуск електроенергії. Воно виконане у вигляді приставки до автоматичного вимикача на напівпровідникових елементах і електромеханічного реле і може знайти застосування в усіх галузях з протяжними розподільними повітряними лініями 0,38 кВ.
Спрацьовування пристрою відбувається при всіх аварійних вимкнень автоматичного вимикача, при оперативних відключеннях пристрій не спрацьовує.
Функціональна схема пристрою АПВ - 0,38 приведена на малюнку 3.2.
Рис.3.2. Функціональна схема пристрою АПВ - 0,38. ПО - пусковий орган; КТ - орган витримки часу; ІВ - виконавчий орган; QF - автоматичний вимикач
В даний час внесені деякі удосконалення в даний пристрій АПВ, що дозволяють уникнути залежність роботи АПВ від температури навколишнього середовища і рівня напруги та інших факторів.