 |
|
Теоретичні відомості
1.1. Призначення АПВ. В умовах експлуатації електрифікованих залізниць спостерігаються відносно часті випадки відключення швидкодіючих вимикачів фідерів контактної мережі. Відключення викликаються або перевантаженнями, що виникають в результаті збігу пускових періодів поїздів, або короткими замиканнями (КЗ). Останні в більшості випадків викликаються перекриттями ізоляторів, рогових розрядників тощо, при цьому супроводжуються електричною дугою. Такі КЗ після швидкого зняття напруги самоліквідуються. Тому після відключення фідерного вимикача від перевантаження і від КЗ, як правило, можна робити повторне включення після деякої витримки часу. Це підвищує безперебійність живлення контактної мережі, отже, зменшує затримки поїздів. Ефективність застосування пристроїв АПВ характеризується відсотком вдалих повторних включень по відношенню до загального числа спроб АПВ.
Досвід експлуатації пристроїв АПВ в системі електропостачання електричних залізниць показав їх високу ефективність, в середньому 95% перших спроб АПВ є вдалими.
1.2. Згідно з "Правилами улаштування електроустановок" пристроями АПВ повинні обладнуватися:
1) повітряні і змішані лінії всіх типів напругою вище 1 кВ;
2) шини електростанцій і підстанцій;
3) трансформатори;
4) відповідальні електродвигуни, які відключаються для забезпечення самозапуску інших електродвигунів.
При цьому пристрої АПВ повинні бути виконані так. щоб вони не діяли при:
1) відключенні вимикачів персоналом або по телекеруванню;
2) автоматичному відключенні від релейного захисту безпосередньо після включення персоналом або по телекеруванню;
3) відключенні вимикача від внутрішніх пошкоджень трансформаторів і обертових машин, а також в інших випадках відключення, коли дія АПВ неприпустима.
1.3. На рис. 15.1 представлена структурна схема АПВ, яка містить наступні вузли:
· підготовки до і після АПВ (виключають повторні включення при стійких ушкодженнях);
· пусковий орган (призначений для пуску АПВ);
· вузол програмного керування (призначений для здійснення повторних включень об'єкта).
Рис. 15.1. Структурна схема АПВ
Витримка часу програмного пристрою tcp1 на подачу імпульсу включення вимикача може бути визначена по одній з умов:
(15.1)
(15.2)
де 
– час готовності приводу вимикача;
– час деіонізації вимикача;
- час запасу, приймається 0,4…0,5 сек.
Визначальною, як правило, є умова (15.1), яка для масляних вимикачів становить 
сек.
Для виключення багаторазових АПВ на стійкі пошкодження витримка часу для вузлів підготовки повинна складати
(15.3)
сек.
де 
– час включення вимикача;
– час відключення вимикача;
– максимальний час дії захисту після включення на стійке пошкодження;
– час запасу (дорівнює ступеню селективності захисту).
1.4. Схема АПВ однократної дії (рис. 15.2) найбільш часто застосовується в мережах 10 кВ, де більшість вимикачів має пружинний привід (наприклад, типу ПП-61, ПП-67, вбудований привід вимикача ВМП-10). Такі приводи перед операцією включення повинні бути підготовлені пристроєм заводу пружин приводу (AMP). Для зручності розгляду роботи схеми на ній показані привід вимикача в положенні готовності (пружини заведені, контакт готовності приводу КГП1 замкнений), вимикач у включеному положенні, замкнений спеціальний допоміжний контакт приводу ВКА. Контакт ВКА розмикається тільки при оперативному відключенні вимикача ключем, кнопкою управління або контактом телекерування, але при відключенні вимикача релейним захистом залишається замкнутим.
Рис. 15.2. Схема пристрою АПВ одноразової дії на підстанціях зі змінним оперативним струмом (для вимикачів 10 і 6 кВ з пружинним приводом)
При відключенні вимикача релейним захистом створюється невідповідність положення приводу (ВКА замкнутий) i вимикача (замкнувся допоміжній контакт вимикача ВКВ2), при якому запускається реле часу РВ схеми пристрою АПВ. Через заданий час 2-5 сек. замикається імпульсний контакт цього реле в ланцюгу електромагніту включення ЭВ. До цього часу всі інші контакти в ланцюгу ЭВ вже замкнені: ВКА, КГП1 і ВКВЗ (замикається одночасно з ВКВ2 при відключенні вимикача). При спрацьовуванні ЭВ звільняє механізм зачеплення, що утримує пружини приводу в заведеному стані, та вимикач включається за рахунок енергії, запасеної в попередньо натягнутих пружинах. Одночасно в ланцюгу ЭВ спрацьовує лічильник СЧ (або сигнальні реле), фіксуючий факт дії схеми АПВ. Замикається також контакт КГП2, який запускає пристрій AMP - автоматичний моторний редуктор, що складається з електродвигуна типу МУН і редуктора та призначений для натягування пружин приводу. Процес натягування пружин закінчується через 10-20 сек., після чого контакт КГП2 розмикається та відключає AMP, a контакт КГП1 замикається та готує пристрій до нової дії.
У розглянутій схемі виконані всі вимоги, що пред'являються до пристроїв АПВ:
-запуск схеми відбувається тільки при відключенні вимикача релейним захистом;
-пристрій не спрацює при оперативному включенні вимикача на коротке замикання (помилково залишену на лінії закоротку), оскільки при відключеному положенні вимикача пружини не заведені. На їх завод при включеному положенні вимикача потрібно чимало часу;
-дія АПВ відбувається із заздалегідь обраною витримкою часу спрацювання реле РВ;
-пристрій має автоматичне повернення, тобто через заданий час після успішного АПВ схема автоматично готується до дії;
-у схемі виключена можливість багаторазового включення вимикача на стійке КЗ, так як при відключеному положенні вимикача привід не заводиться і контакт КГП1 не замикається.
1.5. Пристрої АПВ на вимикачах з електромагнітними приводами на підстанціях з постійним або виділеним оперативним струмом на лініях 10 кВ, що відходять від підстанцій 110-10 кВ, де є постійний (від акумуляторної батареї) або випрямлений (від випрямних блоків живлення) оперативний струм, виконуються за допомогою спеціальних реле типу РПВ-58 (одноразової дії) і РПВ-258 (дворазової дії).
Реле РПВ-258 є вузлом програмного керування, за допомогою якого ведеться підготовка до повторного включення до і після АПВ, а в разі його готовності проводиться одноразове АПВ із заданою витримкою часу.
На рис. 15.3 представлена розгорнута схема управління автоматикою масляного вимикача з електромагнітним приводом живлячої лінії напругою 6-10кВ. Положення контактів на схемі відповідає збудженому стану реле та відключеному положенню вимикача.
Оперативне включення вимикача досягається замиканням контакту кнопки КВ в ланцюзі 3-2. При цьому короткочасно збуджується котушка контактора включення вимикача КВМ, вимикач включається і розмикає свої блок-контакти ВМ в ланцюгу контактора включення КВМ. Включеному положенню вимикача відповідає збуджене положення його повторювача ПМВ: ланцюг 1-6 – через котушку відключення КО і замкнуті блок-контакти ВМ. Повторювач ПМО втрачає збудження через розрив ланцюга 1-2 контактами ВМ. Про включений стан вимикача сигналізує ввімкнення лампи ЛK ланцюга 41-28 при замиканні контакту ПМВ.
При замиканні контакту ПМВ у ланцюгу 35-26 реле РСМ переходить у збуджений стан, замикає свої контакти у ланцюгу 37-26 і встає на "самопідхоплення". Відбувається замикання контактів реле РСМ і у ланцюгу 23-14. При цьому відбувається заряд ємності С в реле РПВ по ланцюгу 23-14 через резистор R2 і замкнутий контакт РСМ. Після заряду ємності С АПВ готове до роботи.
Рис. 15.3. Схема АПВ фідерів споживачів 6 – 10 кВ
Оперативне відключення вимикача здійснюється замиканням контакту кнопки К0 в ланцюзі 7-6, що приводить до збудження котушки КО і відключенню вимикача. При цьому внаслідок перемикання блок-контактів ВМ розривається ланцюг живлення котушки ПМВ, а ПМО збуджується по ланцюгу 1-2. Загорається зелена лампа Л3, яка сигналізує про відключене положення, і гасне червона лампа ЛК.
Включення і відключення вимикача по телекеруванню відбувається при збудженні відповідно реле включення ВТ або відключення ОТ і замиканні їх контактів в ланцюгах 5-2 або 5-6. При цьому ключ КТУ переведення фідера на телеуправління повинен перебувати в положенні, коли його контакт замкнутий.
Відключення під дією релейного захисту і АПВ відбувається наступним чином. При спрацьовуванні захисту (наприклад, струмового відсічення) контакти струмових реле РОА, РОС, замикаючись, замикають ланцюг 15, 17-8 живлення проміжного реле струмового відсічення РПО. Воно в збудженому стані своїми контактами замикає ланцюг 13-6, за яким спрацьовує котушка відключення К0 і відключає вимикач. Перемикання блок-контактів ВМ призводить до перемикання ПМО і ПМВ, які своїми контактами в ланцюгу 45-34 подають живлення на шину звукової аварійної сигналізації ША, в ланцюгу 43-30 - на шини мигаючого світла ШМ, а в ланцюгу 43-32 - на лампу Л3. По ланцюгу 37-24 спрацьовує лічильник аварійних відключень Сч.
Одночасно з цим здійснюється запуск пристрою АПВ, основним елементом якого являється реле повторного включення РПВ. Реле РПВ складається з елементу затримки часу РВ, проміжного двохобмоточного реле з паралельною РПШ і послідовною РПС котушками; воно при збудженні подає імпульс на включення вимикача і конденсатор С, який забезпечує однократність спрацьовування АПВ.
Реле повторного включення запускається після відключення вимикача і замикання контакту ПМО в ланцюзі 23-14. При цьому котушка реле часу РВ отримує живлення спочатку по ланцюгу, який проходить через його миттєво розімкнені контакти РВ і замкнені при відключені ВМ контакти реле сигналізації вимикача РСМ, а після розімкнення контактів РВ – через резистор R1. По закінченні витримки часу РВ своїми контактами збирає ланцюг збудження котушки РПШ, внаслідок чого створюється ланцюг розряду на неї конденсатора С. При цьому замкнуться контакти РП ланцюга 23-2 (23, РПС, БА, накладка Н, РБМ, ВМ) і збудиться котушка контактора включення КВМ.
Реле РПВ, спрацювавши, залишається в цьому положенні на час, необхідний для включення вимикача за рахунок збудження котушки РПС в ланцюзі 23-2. Після включення вимикача реле РПВ приходить у вихідне положення, так як ланцюг живлення його котушки розривається контактом ПМО. Про спрацьовування РПВ сигналізує вказівне реле БА.
Якщо включення вимикача виявилося неуспішним і він знову відключився від захисту, ще одного повторного включення не відбудеться. Конденсатор С не встигне зарядитися за короткий час перебування вимикача у включеному положенні (час заряду С складає 15...20 сек). Розряджений С не може створити необхідний струм для спрацьовування РП.
Прискорення дії максимального струмового захисту при включенні вимикача по АПВ на стійке КЗ здійснюється миттєвими контактами реле часу РВМ і контактом реле прискорення РУ. Останнє при відключеному вимикачі збуджене через контакти ПМВ в ланцюзі 33-22 котушки РУ. Контакт РУ в ланцюзі 11-6 з витримкою часу на розмикання замкнений. У разі неуспішного АПВ і вторинного спрацьовування максимального струмового захисту миттєвим контактом РВМ і контактами РУ, що не встигли розімкнутися, збирається ланцюг 11-6 котушки КО і вимикач відключається без витримки часу.
Таким чином, представлена схема автоматики і захисту з реле РПВ-258 забезпечує виконання вимог, що пред'являються до пристроїв АПВ.