Причины аварийных выпадений линий электропередачи в 90% случаев бывают преходящего характера, например, грозовые разряды в линию, раскачивание проводов ветром и пр.
Для ликвидации электрической дуги на линии последнюю приходится автоматически под действием релейной защиты отключать от электрических генераторов.
Во многих случаях отдельные электрические станции связаны с другими электрическими станциями одноцепными линиями электропередачи. В этих случаях, а иногда и при двухцепных линиях электропередачи, станции выпадают из синхронизма, чем нарушается энергоснабжение потребителей электроэнергии и наносится значительный ущерб как потребителям, так и энергосистеме. Немедленное обратное включение выпавшей линии (в 90% случаев) обеспечивает дальнейшую нормальную работу ее без развития аварии в системе.
Для достижения этой цели уже применялись устройства, служащие для автоматического повторного включения соединительных электрических линий передачи, связывающих одну электрическую станцию с другой электрической станцией или с системой станций. В этих известных устройствах для двустороннего автоматического повторного включения имеет место автоматическая синхронизация и автоматическое регулирование напряжения на шинах станции.
Предлагаемое, согласно изобретению, устройство для повторного включения линии относится к этому типу известных устройств и отличается от известных, в частности, применением на соединительной линии: 1) со стороны автоматического выключателя системы-реле минимального напряжения, служащего для повторного включения указанного выключателя после аварийного выпадения и 2) со стороны автоматического выключателя электрической станции-синхронизационного двигателя, служащего для регулирования скорости первичных двигателей станционных генераторов, и балансного реле напряжения, управляющего регулятором напряжения генератора. Совокупным применением этих устройств достигается автоматическое включение аварийно выпавшего выключателя в электрической станции и осуществляется автоматическая синхронизация и автоматическое регулирование напряжения на шинах станции.
На прилагаемом чертеже показана схема предлагаемого устройства для повторного включения электрической соединительной линии.
Это устройство для повторного включения действует во всех трех возможных случаях отключения соединительной линии и выхода электрических станций из синхронизма, а именно:
1. Выпадение, под действием релейной защиты, автоматических выключателей 6 и 12 с обоих концов линии передачи 9.
2. Выпадение, с одного конца, выключателя 6 со стороны электрической станции А.
3. Выпадение, с одного конца, выключателя 12 со стороны системы электрических станций на подстанции В.
На прилагаемом чертеже (схеме) для примера указаны следующие виды релейных защит, автоматически отключающие выключатели линии передачи в аварийных случаях. Со стороны станции А выключатель 6 отключается под действием релейной защиты линии от коротких замыканий на землю (реле 15) и под действием реле максимальной защиты 17, действующих через промежуточное реле 16 на выключающую катушку 19 выключателя 6. Со стороны подстанции Б линия 9 отключается автоматически выключателем 12 под действием реле земляной защиты 48, реле максимальной защиты 49 и реле обратной мощности 50, действующих через промежуточное реле 51 на выключающую катушку 52 выключателя 12.
Случай 1. - Выпадение выключателей 6 и 12. Реле нулевого напряжения 54 с органом выдержки времени через промежуточное реле 55 действует на включающую катушку 53 автоматического выключателя 12 до момента окончания включения его.
Если только включился выключатель 12, через линию 9 будет подано напряжение до автоматического выключателя 6, после чего производится автоматическая синхронизация электрической станции А, имеющей несколько генераторов, с системой В, Необходимое выравнивание напряжений с обеих сторон выключателя 6, производится через трансформаторы напряжения 40 и 41 путем регулирования напряжения генераторов станции А. Балансное реле напряжения 30 т в зависимости от разности напряжений на трансформаторах напряжения 40 и 41, переключает одну или другую из шин 44 общего регулирования напряжения генераторов. В соответствии с этим реле 31 переключает направление тока в якоре сериесного двигателя 34, который, меняя направление вращения, через передаточный механизм действует на установочный реостат 33; последний, в свою очередь, изменяет задание автоматическому быстродействующему регулятору напряжения 36, повышая или понижая напряжение генератора 1. Подобно этому включены и остальные генераторы станции А.
Одновременно с регулированием напряжения производится выравнивание частоты с обеих сторон выключателя 6 путем изменения числа оборотов двигателей 2 станции А и синхронизация генераторов станции А с генераторами электросистемы (с подстанцией Б).
Как только будет подано напряжение на трансформатор напряжения 40, при наличии напряжения на трансформаторе напряжения 41, начинает вращаться синхронизационный двигатель 20.
Число оборотов этого двигателя будет соответствовать половине числа биений (разности частот) тока в трансформаторах напряжения 40 и 41, а направление вращения его изменяется в соответствии с тем, больше или меньше частота подключаемой станции А по сравнению с частотой на линии 9. При аварийных выпадениях линии 9 частота станции, конечно, будет выше частоты в электросистеме.
На валу двигателя 20 насажена муфта 23, которая поворачивает контакт 24 в одну или в другую сторону. Муфта имеет сцепление с валом посредством трения и поэтому начинается скольжение когда контакт 24 отклонится до упора. Контакт 24 через переключающее промежуточное реле 27 (общее для всех двигателей станции) и через общие шины 45 переключает контакты индивидуальных реле 32. Реле 32 меняет направление вращения двигателя 37, который действует на регулятор 38 двигателя 2, уменьшая или увеличивая число оборотов последнего. На валу двигателя 20 сидит также кулачная шайба 21, которая с некоторым опережением замыкает контакт 22 в моменты достижения синхронизма. Через контакты 22 и 24 включается реле времени 26, причем только тогда, когда контакт 24 отклонен влево (на чертеже), что соответствует случаю опережения частоты подключаемой станции А, чтобы в случае включения станция сразу взяла на себя часть нагрузки системы. Если вращение шайбы 21 происходит очень быстро, то реле времени не успеет замкнуть свои контакты. Если же вращение синхронизирующего двигателя 20 и шайбы 21 достаточно медленное и направление вращения правильное, то реле времени сработает и включит промежуточное реле 28, которое одновременно: 1) переводит себя через быстродействующие контакты 56 на выключателе 6 на само-питание, 2) включает электромагнитный успокоитель 25 контакта 24 и ставит последний в нулевое положение, прекращая дальнейшее регулирование числа оборотов двигателя, и 3) включает выключатель 6, действуя через контрольное реле двойного напряжения 29 на включающую катушку 39. Контрольное реле двойного напряжения 29 имеет целью не допускать включения в случае какой-либо неисправности синхронизирующего устройства или при недопустимо низком напряжении. Его контакт замыкается только при двойном напряжении требуемой величины, что указывает на достижение синхронизма. Опережение включения контакта 22 выбирается в зависимости от собственного времени включения выключателя 6.
Случай 2. - Выпадение выключателя 6 со стороны станции А. Обратное включение выключателя 6 производится автоматически с автоматической синхронизацией и автоматическим регулированием напряжения, как это было описано в предыдущем: случае.
Случай 3. - Выпадение выключателя 12 и отключение линии 9 только со стороны подстанции Б. В этом случае приходит в действие реле сброса нагрузки 18, которое действует при определенной скорости падения нагрузки на линии до нуля и через промежуточное реле 16 выключает выключатель 6. Дальнейшие автоматические операции следуют в том же порядке, как и в первом случае.
Если автоматически включенная после аварийного выпадения линия остается в работе, то дальнейшие операции по восстановлению нормального режима работы станции и системы переходят к оперативному персоналу. При надобности автоматические операции могут быть продолжены до набора определенной нагрузки станцией А путем добавления соответствующих автоматов, не показанных на схеме в целях упрощения чертежа. Если после первого обратного включения линия 9 выпадает вновь, то, в зависимости от свойств энергосистемы, автоматическое включение может быть повторено. Отметим, что данное устройство может быть использовано для повторного включения и в тех случаях, когда причина выпадения выключателей 6 или 12 лежит вне линии передачи 9.
На схеме цифрой 3 обозначен возбудитель генератора 1, цифрой 4 - возбудитель возбудителя 3, цифрами 5, 8 и 10 обозначены автоматические выключатели, цифрой 13 - электрические линии передачи, связывающие подстанцию Б с другими станциями,, подстанциями и потребителями энергосистемы, цифрой 35 - компенсатор падения напряжения в линии. Присоединение органов трогания защитных реле линии передачи 17, 49, 50 и реле 18 сброса нагрузки линии передачи на чертеже на показано, чтобы не затемнять чертежа.
Предлагаемое устройство может быть применено в энергосистемах для повторного включения одноцепных линий электропередачи, связывающих одну электрическую станцию с другими электрическими станциями системы, в особенности при грозовых авариях на линиях передачи.
Устройство для двустороннего автоматического повторного включения соединительной электрической линии передачи, связывающей электрическую станцию с другой электрической станцией или с системой электрических станций, заключающее в себе автоматические выключатели, назначенные для размыкания линии с обоих концов при действии релейной защиты, и обеспечивающее повторные автоматические включения выпавшей линии как со стороны системы, так и со стороны станции, с автоматической синхронизацией и регулированием напряжения на шинах станции, отличающееся тем, что на соединительной линии со стороны автоматического выключателя 12 системы присоединено реле минимального напряжения 54, служащее для повторного включения выключателя 12 после аварийного выпадения, а со стороны автоматического выключателя 6 электрической станции установлены синхронизационный двигатель 20, служащий для регулировки скорости первичных двигателей, и балансное реле напряжения 30, управляющее регулятором напряжения генератора таким образом, чтобы обеспечить обратное автоматическое включение аварийно выпавшего выключателя 6 электрической станции и осуществить автоматическую синхронизацию и автоматическое регулирование напряжения на шинах станции.
