Силовое электрооборудование электростанций, подстанций, тепловых сетей, воздушные и кабельные линий электропередач должны быть защищены от коротких замыканий и нарущений нормальных режимов устройствами релейной защиты (РЗ), автоматическими вьключателями или предохранителями и оснащены устройствами автоматики.
Устройства релейной защиты и автоматики (электроавтоматики, противоаварийной и режимной автоматики), далее устройства РЗА, по принципам действия, уставкам, настройке, условиям резервирования и выходным воздействиям должны соответствовать схемам и режимам работы электроэнергетической системы (ЭЭС), оборудования и постоянно находиться в работе, за исключением устройств, которые должны выводиться из работы в соответствии с назначением и принципами действия, режимами работы ОЭС Украины, ЭЭС, электрооборудования или по условиям селективности.
Принципы выполнения и размещения устройств РЗА должны соответствовать действующим НД.
Одним из опаснейших повреждений, возникающих в энергетических системах, являются короткие замыкания (КЗ). Большие токи, возникающие во время КЗ, могут вызвать разрушение электрооборудования и элементов линий электропередачи, а также приводить к серьезному расстройству работы отдельных узлов или даже всей энергосистемы вследствие глубокого снижения напряжения. Чем глубже и продолжительнее снижение напряжения и шире зона его действия, тем больше вероятность нарушения нормального режима работы потребителей, а также вероятность нарушения синхронизма в энергосистеме и возникновение одного из опаснейших видов нарушения режима работы — асинхронного хода.
Основным назначением релейной зашиты и автоматики является локализация поврежденного элемента или узла энергосистемы путем его отключения для ограничения объема повреждения, сохранение в работе неповрежденных элементов системы и сохранение параллельной работы ее частей.
Устройства релейной зашиты предназначены также для выявления и устранения других нарушений нормального режима работы оборудования, например перегрузок, замыканий на землю в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью, перегрева обмоток генератора длительно протекающими токами обратной последовательности, выделение газа или снижение уровня масла в баках маслонаполненных трансформаторов и реакторов. В случае выявления подобных нарушений релейная защита, в зависимости от степени их опасного воздействия на нормальный режим работы, действует на сигнал или на отключение.
Необходимый объем оснащения устройствами релейной защиты и сфера применения релейной защиты элементов энергосистемы приведены в главе 3.2 ПУЭ.
В случае подключения устройств релейной защиты к цепям оперативного тока, трансформаторов тока и напряжения, соленоидов отключения должен обеспечиваться принцип «ближнего резервирования», если повреждение цепей или устройств одних защит не приводит к отказу в функционировании дублируюших или резервных защит.
При выборе уставок, настройке режимов работы релейной защиты следует учитывать все возможные режимы работы оборудования и энергосистемы и обеспечивать надежную защиту защищаемых элементов системы, а также, как правило, обеспечивать принцип «дальнего резервирования» — резервирование защит сопредельных элементов энергосистемы.
Устройства автоматики (электроавтоматики, режимной автоматики, противоаварийной автоматики) предназначены для предотвращения развития локальных повреждений и нарушений режима в системных авариях, а также для повышения надежности работы силового оборудования линий электропередачи, энергообъектов, энергосистем и объединенной энергосистемы Украины.
К устройствам электроавтоматики относятся устройства автоматического включения резерва (АВР), автоматического повторного включения (АПВ).
Устройства АВР предназначены для восстановления питания обесточенных потребителей (в том числе механизмов собственных нужд электростанций) от резервных источников питания.
Устройства АПВ предназначены для автоматического включения в работу элементов энергосистемы после устранения неустойчивых КЗ, отключенных действием релейной защиты, или после ошибочных отключений. Устройства АПВ по назначению и по принципу действия довольно разнообразные:
— трехфазные АПВ (ТАПВ), которые применяются на ВЛ среднего напряжения во время ликвидации всех видов КЗ, а на ВЛ высокого и сверхвысокого напряжения во время ликвидации любых видов КЗ действием защит на трехфазное отключение;
- однофазные АПВ (ОАПВ), которые применяются на ВЛ высокого и сверхвысокого напряжения во время ликвидации однофазных к. з. действием защит на пофазное отключение.
Для повышения динамической устойчивости применяются ускоренные ТАТТВ (УТАПВ) и адаптивные ОАПВ. Адаптивные ОАПВ определяют момент возможного включения отключенной поврежденной фазы по гашению дуги подпитки в месте КЗ.
С целью создания определенной очередности включения выключателей на ВЛ схемы АПВ дополняют контролями: отсутствия напряжения на линии, наличия напряжения, контроля синхронизма (КС). В некоторых узлах энергосистемы допустимыми являются несинхронные АПВ (их применяют, если расчетами подтверждена допустимость несинхронного включения).
На выключателях, осуществляющих разделение энергосистемы на несинхронные части, могут применяться АПВ с улавливанием синхронизма (АПВУС), которые определяют момент возможного замыкания на параллельную работу в случае уменьшения разности частот до допустимого уровня.
На выключателях, которые осуществляют отключение нагрузки действием автоматики частотной разгрузки (АЧР), применяются частотные АПВ (ЧАПВ), которые определяют момент допустимого включения в работу отключенных потребителей в случае восстановления частоты до определенного уровня.
На некоторых объектах осуществляется АПВ шин, которое обеспечивает восстановление в работе системы шин после их полного обесточения.
Применение всех видов АПВ позволяет ускорить восстановление питания обесточенных потребителей и восстановить нормальный режим работы энергосистемы.
К устройствам режимной автоматики относятся автоматические устройства, обеспечивающие автоматизацию ведения нормального режима работы и поддержку необходимого уровня параметров электроэнергии (напряжения и частоты). Важнейшими устройствами режимной автоматики являются:
- автоматические регуляторы возбуждения (АРВ) на электростанциях;
- автоматические устройства поддержки уровня напряжения путем переключения отпаек силовых трансформаторов (автотрансформаторов) под нагрузкой;
- автоматика шунтирующих реакторов (АШР);
- автоматические системы регулирования частоты и перетоков активной мощности по наиболее загруженным ответственным сечениям энергообъединения (АРЧМ).
К устройствам противоаварийной автоматики (ПА) относятся автоматические устройства, которые своим действием предотвра-щают нарушение устойчивости (АПНУ), а также ликвидируют: асинхронные режимы (АЛАР), что возникли, опасные повышения напряжения (АПН), опасные снижения напряжения вследствие отключения части питающих связей и перегрузки тех связей, которые остались в работе (местный САОН), опасные повышения частоты вследствие выделения со сбросом нагрузки энергетических регионов, которые имеют в своем составе гидроэлектростанции (АОПЧ) и целый комплекс устройств, контролирующих снижение частоты и препятствующих ее дальнейшему снижению. Это автоматика частотного пуска на ГЭС (АЧП), многочисленные устройства АЧР, автоматика частотного деления (АЧД), обеспечивающая сохранение собственных нужд электростанций для последующего восстановления нормального режима системы.
По указанным причинам релейная защита и автоматика, аварийная и предупредительная сигнализация должны быть постоянно введены в работу, за исключением случаев, когда устройства РЗА выводятся из работы по принципу действия, режима работы ЭЭС или по условиям селективности.
Необходимые объемы устройств автоматики и их размещение на объектах энергообъединения должны отвечать требованиям главы 3.3 ПУЭ, главам 3.1, 3.3 СДМ и уточняющим заданиям НЭК «Укрэнерго» и региональных энергосистем. В случае подключения устройств противоаварийной автоматики к цепям оперативного тока, трансформаторов тока и напряжения и к соленоидам необходимо обеспечивать принцип «ближнего резервирования», для того чтобы в случае потери одних устройств ПА в работе сохранялись дублирующие и резервирующие
устройства ПА. В обязательном порядке должны разделяться цепи АПНУ и АЛАР.
Уставки устройств РЗА и их настройка должны постоянно отвечать режимам работы силового оборудования, линий электропередачи и энергообъединения.
Так, во время организации неполнореакторных режимов в сети 750 кВ следует вносить соответствующее корректирование в настройку токовых защит нулевой последовательности близлежаще-Региона. Во время переведения ОЭС Украины на изолированную работу следует выводить из работы целый ряд устройств ПА, обеспечивающих параллельную работу, и изменять настройку системы АРЧМ. В случае распределения управляющих влияний ПА и АРЧМ следует учитывать состояние и состав работающего оборудования, его ремонты, линий электропередачи и каналов передачи управляющих влияний, а также топливной конъюнктуры и режима работы каскадов ГЭС.
чем тушить электрооборудование
