Методы автоматического повторного включения линии передачи 110 кВ: принципы и применения

1. Введение

• Неисправности линий электропередачи можно классифицировать на два типа в зависимости от их природы: временные и постоянные неисправности. Статистические данные показывают, что большинство неисправностей линий электропередачи являются временными (например, вызванными ударом молнии, птицами и т.д.), что составляет примерно 90% всех неисправностей. Поэтому, после отключения линии из-за неисправности, попытка повторного включения может значительно повысить надежность энергоснабжения. Функция автоматического повторного включения выключателя, который сработал из-за неисправности, называется автоматическим повторным включением.

• После восстановления выключателя с помощью автоматического повторного включения: Если временная неисправность на линии устранена (например, молния прошла, птица, вызвавшая неисправность, улетела), устройства защиты не сработают снова, и система немедленно вернется к нормальному режиму работы. Если существует постоянная неисправность (например, обрушение опоры, подключение к заземленной цепи), неисправность сохраняется после повторного включения, и устройства защиты снова сработают, отключив выключатель.

• Методы автоматического повторного включения включают:

• Проверку отсутствия напряжения на линии

• Проверку синхронизма (сравнение разности фазовых углов между напряжением шины и напряжением линии для одинаковых фаз, чтобы убедиться, что они находятся в пределах установленных значений)

• Проверку отсутствия напряжения на линии и наличия напряжения на шине

• Проверку отсутствия напряжения на шине и наличия напряжения на линии

• Проверку отсутствия напряжения как на линии, так и на шине

• Повторное включение без проверки

2. Проверка отсутствия напряжения на линии и повторное включение с проверкой синхронизма

Для линии электропередачи MN, показанной на рисунке ниже, терминал M использует метод повторного включения "проверка отсутствия напряжения на линии", а терминал N использует метод "повторное включение с проверкой синхронизма".

При коротком замыкании на линии MN и трехфазном отключении на обоих концах, трехфазное напряжение на линии становится равным нулю. Поэтому, терминал M обнаруживает отсутствие напряжения на линии, удовлетворяя условию проверки, и выдает команду на включение после задержки времени повторного включения. Затем, терминал N обнаруживает напряжение как на шине, так и на линии; и разница фазовых углов между одинаково названными фазами (обычно фаза A) напряжения шины и линии находится в пределах допустимого диапазона, указанного в настройках. Это означает, что повторное включение терминала N удовлетворяет условиям синхронизма, и он может выдать команду на включение после задержки времени повторного включения.

Примечание: Из вышеописанного процесса работы видно, что терминал, осуществляющий проверку отсутствия напряжения на линии, всегда включается первым. Поэтому, этот терминал может включиться на поврежденную линию и снова отключиться. В результате, выключатель на этом терминале может дважды прерывать короткозамкнутый ток в течение короткого периода, что создает относительно жесткие условия работы. Терминал, осуществляющий проверку синхронизма, включается только после подтверждения наличия напряжения на линии и выполнения условий синхронизма, поэтому он точно включается на здоровую линию, что обеспечивает относительно лучшие условия работы для его выключателя. Для балансировки нагрузки функции проверки отсутствия напряжения на линии и проверки синхронизма на двух терминалах могут периодически меняться местами.

Чтобы повторное включение могло исправить ситуации, когда выключатель "случайно срабатывает" (отключается случайно), функция проверки синхронизма обычно также включается на терминале, осуществляющем проверку отсутствия напряжения на линии; иначе, после "случайного отключения", повторное включение не сможет выдать команду на включение, поскольку на линии всегда есть напряжение. После включения функции проверки синхронизма, повторное включение может быть выполнено с использованием метода проверки синхронизма.

Однако, на терминале, осуществляющем проверку синхронизма, нельзя включать функцию проверки отсутствия напряжения на линии. Иначе, если оба терминала имеют возможность проверки отсутствия напряжения на линии, оба могут попытаться включиться одновременно после отключения выключателей на обоих концах, что приведет к несинхронному включению.

• Метод повторного включения без проверки Для линий, где вопросы синхронизации отсутствуют, после трехфазного отключения можно использовать метод повторного включения без проверки. Например, повторное включение на линиях с односторонним питанием может использовать этот метод. Для этого метода повторного включения, после активации, команда на включение выдается просто после задержки времени.

• Проверка отсутствия напряжения на линии и наличие напряжения на шине и другие методы 01 Проверка отсутствия напряжения на линии и наличие напряжения на шине Этот метод можно использовать в системах с двумя источниками питания для стороны, которая должна включиться первой.

Проверка отсутствия напряжения на шине и наличие напряжения на линии Этот метод можно использовать на стороне приемника в системах с односторонним питанием, где приемник включается после того, как сторона питания успешно включилась первой.

3. Проверка отсутствия напряжения как на линии, так и на шине 

Этот метод требует отсутствия напряжения как на линии, так и на шине перед повторным включением, и может использоваться в системах с односторонним питанием, когда сторона приемника хочет включиться первой.

4. Комбинации вышеупомянутых трех методов

• Когда одновременно включены проверка "отсутствия напряжения на линии и наличие напряжения на шине" и "отсутствие напряжения как на линии, так и на шине", это становится методом проверки отсутствия напряжения на линии. В этом случае, наличие или отсутствие напряжения на шине не имеет значения, но на линии должно отсутствовать напряжение, чтобы удовлетворить условие проверки.

• Когда одновременно включены проверки "Напряжение на шине отсутствует, а напряжение на линии присутствует" и "Напряжение отсутствует как на линии, так и на шине", это становится методом проверки отсутствия напряжения на шине. В этом случае наличие или отсутствие напряжения на линии не имеет значения, но на шине напряжение должно отсутствовать, чтобы удовлетворить условие проверки.

• Когда одновременно включены проверки "Напряжение на линии отсутствует, а напряжение на шине присутствует", "Напряжение на шине отсутствует, а напряжение на линии присутствует" и "Напряжение отсутствует как на линии, так и на шине", это становится методом проверки "отсутствие напряжения на линии или шине". Это условие выполняется, когда напряжение отсутствует либо на линии, либо на шине, либо на обоих. Эта ситуация эквивалентна методу проверки отсутствия напряжения, используемому в защите линий для уровней напряжения 220 кВ и выше.