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.