Автоматическое повторное включение (АПВ)

В соответствии с действующими российскими Правилами (ПУЭ, Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей РФ) устройствами АПВ должны оборудоваться воздушные и смешанные (кабельно-воздушные) ЛЭП всех классов напряжения выше 1000 вольт с целью быстрого автоматического  включения выключателей, отключенных, главным образом, устройством РЗ, для быстрого восстановления электроснабжения потребителей. Устройства АПВ  предусматриваются также на понижающих трансформаторах 6/0,4 и 10/0,4 кВ для АПВ вводных выключателей, а также на межсекционных и  шиносоединительных выключателях разных классов напряжения.

Устройства АПВ выполняются одним  или несколькими циклами включения (однократные и многократные). На трансформаторах так называемое АПВ шин выполняется однократным и его эффективность зависит от наличия быстродействующей РЗ шин, что обеспечивается цифровыми реле (логическая РЗ). При отсутствии такой РЗ, т.е. при отключении ввода 0,4 кВ трансформатора  с выдержкой времени более 0,3 с, надеяться на успешное АПВ шин не следует, особенно при использовании КРУ и КРУН 0,4 кВ.

Автоматическое повторное включение ВЛ разных классов напряжения выполняется многократным. По многолетним статистическим данным при АПВ отходящих линий 0,4 кВ первого цикла (с временем включения около 2 с после отключения линии РЗ) успешные действия АПВ составляют от 40 до 50%, а при АПВ второго цикла (через 15 -20 с) – от 10 до 15% дополнительно. По статистике США  при использовании в сетях среднего напряжения  третьего цикла АПВ (через несколько минут) общий процент успешных  действий возрастает еще на несколько процентов (от 1 до 3%). Предлагалось и в нашей стране использовать для ВЛ  три цикла АПВ: первый – без выдержки времени для предотвращения расстройства производственных циклов у потребителей  (допуская его низкую эффективность по условиям самоустранения неустойчивого повреждения на ВЛ), второй и третий циклы – с разными выдержками, выбранными, исходя из местных условий. Однако широкого распространения это не получило.

Для сетей, состоящих из нескольких последовательно включенных участков с собственными выключателями и РЗ, Правилами предусматриваются следующие виды взаимодействия АПВ и РЗ: ускорение РЗ после АПВ; ускорение РЗ до АПВ; использование АПВ разной кратности. Эти мероприятия предназначаются для ускорения отключения КЗ, уменьшения тяжести последствий повреждений и повышения эффективности АПВ с целью скорейшего восстановления электроснабжения потребителей.

Использование ускорения РЗ после АПВ позволяет ускорять отключение КЗ, особенно на головных участках сети, в частности путем снижения ступеней селективности с исправлением возможных неселективных отключений с помощью АПВ с обязательным ускорением РЗ после включения выключателя.

Первым имеет возможность сработать устройство АПВ на выключателе 1, поскольку со стороны шин  6 кВ  подстанции имеется напряжение. При включении выключателя от устройства АПВ на небольшой период времени (около 1 с) ускоряется действие РЗ1 до 0,2 с (вместо 0,8 с). Если бы КЗ произошло на участке 1-2, то выключатель 1 был бы быстро отключен этой ускоренной РЗ. Но при КЗ в точке К за отключившимися выключателями 2 и 3 РЗ1 не работает  и через 1 с её время срабатывания вновь становится равным 0,8 с. После успешного включения выключателя 1 появляется напряжение на схеме АПВ выключателя 2. Через несколько секунд устройство АПВ срабатывает, включается выключатель 2 и одновременно вводится ускорение РЗ2 до 0,2 с. Но РЗ2, также как и РЗ1, не срабатывает вследствие того, что КЗ произошло в точке К. Если бы КЗ было на участке 2-3, РЗ2 по цепи ускорения работала бы быстрее, чем РЗ1, причем ступень селективности была бы достаточной: 0,6 с. После успешного включения выключателя 2 появляется напряжение на схеме АПВ выключателя 3. Через несколько секунд устройство АПВ срабатывает, включается выключатель 3, одновременно вводится цепь ускорения РЗ3 до 0,2 с, и выключатель 3 отключается, причем намного раньше, чем могла бы подействовать РЗ2, у которой к этому времени уже выведена из действия ускоренная ступень 0,2 с и введена постоянная уставка по времени 0,7 с.

Ускорение РЗ на постоянном оперативном токе выполняется просто и предусматривается в типовых проектных схемах. Для ускорения большинства устройств РЗ в распределительных сетях, выполненных, как известно, на переменном оперативном токе при использовании электромеханических реле РТ-80, РТВ, РТМ, требуется дополнительная аппаратура, поэтому такие схемы применяются чрезвычайно редко. Использование цифровой аппаратуры РЗА позволяет без дополнительных затрат применять ускорение РЗ после АПВ, и не только в случае, описанном выше, а практически всегда.

Ускорение защиты до АПВ. Это мероприятие позволяет ускорять отключение КЗ в сети, состоящей из нескольких последовательно включенных участков или облегчать работу нескольких выключателей за счет одного, более мощного и надежного. Например, на выключателе 1 постоянно введена ускоренная РЗ с выдержкой времени 0,2 с.

При КЗ в любой точке сети, например в точке К, эта РЗ отключает выключатель 1 до того, как срабатывают защиты 2 и 3. При срабатывании устройства АПВ на включение выключателя 1 эта ускоренная РЗ выводится из действия на время, необходимое для селективного отключения ближайшего к месту КЗ выключателя 3.

Схема на постоянном оперативном токе выполняется достаточно просто, но в распределительных сетях немногие подстанции имеют оперативный постоянный ток. Использование цифровых реле позволяет легко применять при необходимости ускорение РЗ до АПВ и без дополнительных затрат.

Использование АПВ разной кратности. При недостаточных ступенях селективности для исправления неселективных отключений могут быть применены устройства АПВ с разной кратностью. Аналоговые устройства АПВ с кратностью более двух отечественной промышленностью не выпускаются. Исправление неселективных действий с помощью АПВ разной кратности используется сейчас на ЛЭП 6 кВ с трансформаторами на ответвлениях. В этом случае АПВ исправляет неселективное действие РЗ линии 6 кВ при КЗ в трансформаторе, когда время плавления вставок предохранителей 6 кВ соизмеримо с временем срабатывания РЗ ЛЭП.