ОМП ЛЭП с заземленной нейтралью - Работа фиксирующих амперметров при КЗ на линии

§ 6. РАБОТА ФИКСИРУЮЩИХ АМПЕРМЕТРОВ ПРИ КЗ НА ЛИНИИ

Рис. 4. Схема включения фиксирующего амперметра нулевой последовательности

Рассмотрим работу фиксирующих амперметров, включенных на подстанциях 7 и /7 по схеме на рис. 4. Силовые трансформаторы на подстанциях I и II имеют глухое заземление нейтралей. Выключатели линии Q1 и Q2 управляются комплектами устройств релейной защиты и АПВ. При возникновении на ВЛ однофазного короткого замыкания на землю К(1) токи КЗ нулевой последовательности протекают от точки замыкания к нейтралям трансформаторов систем, примыкающих к линиям. После отключения выключателей Q1 и Q2 токи КЗ исчезают. После АПВ одного из выключателей, например Q1 на подстанции I, короткое замыкание в точке повреждения может возникнуть вновь — случай неуспешного АПВ выключателя Q1. Релейная защита еще раз отключает Q1. В этом случае АПВ выключателя Q2 делать практически бессмысленно, так как КЗ устойчивое.
Изменение токов КЗ нулевой последовательности в рассматриваемом случае, а также взаимодействие логических элементов ФП-Ι и ФП-ΙΙ изображены на рис. 5.
До момента возникновения КЗ по ВЛ протекают рабочие токи, выключатели Q1 и Q2 включены и токи на измерительных входах ФП с выходов фильтров токов нулевой последовательности имеют незначительную величину, определяемую погрешностями измерительных трансформаторов тока и несинусоидальностью токов нагрузочного режима ВЛ между подстанциями I и II. Параметры пуска ФП-Ι и ФП-ΙΙ отстроены от этих значений токов небаланса и их ПО не срабатывают.

Рис. 5. Временная диаграмма работы логической части ФП при неуспешном АПВ

В момент возникновения несимметричного короткого замыкания К(1) или К(1,1) — одной или двух фаз ВЛ на  землю, значения токов резко возрастают и нарушается симметрия токов в фазах ВЛ. Появляются составляющие токов нулевой последовательности, которые текут от места КЗ к заземленным нейтралям трансформаторов на подстанциях I и II. В этих условиях на выходах фильтров токов нулевой последовательности появляются вторичные токи, равныеили где nт.т — коэффициент трансформации трансформаторов тока в схемах фильтров. Устройства релейной защиты на подстанциях I и II обнаруживают возникшее КЗ и подают команды на отключение выключателей Q1 и Q2. На рис. 5 рассмотрен характерный случай, когда отключения выключателей на подстанциях I и II произойдут не одновременно из-за неравенства времен срабатывания защит. Предположим, что. Учтем также, как это и показано на рис. 5, что на ВЛ предусмотрено АПВ выключателя Q1 с контролем отсутствия напряжения на ВЛ. В этом случае АПВ выключателя Q2 выполняют с контролем наличия напряжения со стороны ВЛ — это препятствует АПВ выключателя Q2 при неуспешном АПВ выключателя Qi. Тогда фиксирующий амперметр ΦΠ-Ι на подстанции I окажется под воздействием электрической величинына своем измерительном входе, характер изменения которой приведен на рис. 5 и имеет семь характерных интервалов.

Первый интервал существует в рабочих режимах ВЛ и характеризуется малым значением токов небаланса на входах всех ФП и не вызывает срабатывания ПО.

Второй интервал начинается сразу после возникновения КЗ и характеризуется резким увеличением значений токов нулевой последовательности. Причем форма кривой искажена апериодическими переходными составляющими токов КЗ. На втором интервале с задержкой не более 10 мс срабатывает ПО.

Третий интервал (на рис. 5 значения токов нулевой последовательности заштрихованы) образует установившийся режим короткого замыкания.

Четвертый интервал возникает в режиме, когда выключатель Q2 на противоположном конце ВЛ уже отключился, а выключатель Q1 еще не отключился. На этом интервале ток возрастает, а токспадает до нуля.

Пятый интервал характеризуется полным отсутствием токов на входах ФП с обоих концов ВЛ. Для ФП-П входной ток, очевидно, отсутствует на всех интервалах, начиная с четвертого.

Шестой интервал, подобно второму и третьему интервалам, характеризуется сначала переходным, а затем установившимся режимами КЗ, возникшими в результате неуспешного АПВ выключателя Q1; причем токи протекают только через выключатель Q1 и вновь возбуждают пусковой орган ΦΠ-Ι.
Седьмой интервал возникает после второго отключения Q1 по команде от РЗ и продолжается все время, пока производится поиск места повреждения и ремонт на ВЛ вплоть до восстановления рабочего режима ВЛ и включения Q1 и Q2. Рабочий режим ВЛ соответствует первому интервалу на диаграмме рис. 5.
Реализация многих требований к ФП обеспечивается правильным взаимодействием комплекта элементов задержки и управления ЗУ с ПО в зависимости от сигнала аварийной сигнализации подстанции. Для уяснения этого взаимодействия продолжим изучение диаграммы на рис. 5. Работа пусковых органов ΦΠ-Ι и ФП-ΙΙ, включенных с разных сторон ВЛ на рис. 4, совпадает с интервалами протекания токов КЗ. Срабатывание ПО-I и ПО-ΙΙ осуществляется практически одновременно и происходит в течение интервала временимс. Сигналы ПО обоих ФП практически одновременно возбуждают ЗУ в которых формируются длительности трех интервалов времени:
длительность интервала отстройки t0 от переходного процесса КЗ в первичной сети,
длительность интервала фиксации tф, т. е. отключения кратковременной электрической памяти от выхода входного аналогового измерительного преобразователя (интервалы t0 и tф формируются параллельно), длительность интервала ожидания tож сигнала аварийной сигнализации (АС) об отключении выключателя (интервал tож начинает формироваться после срабатывания ПО).
В ФП предусмотрена регулировка длительностей этих интервалов в следующих пределах: t0=30-80 мс (заводская настройка 40 мс), tф=50-120 мс (заводская настройка 80 мс), tож=2-3 с.
Правильный выбор этих параметров обеспечивает быстродействие ФП. Одновременность фиксации обеспечивается выбором равных to и tф для всех фиксирующих приборов данной ВЛ.
Обеспечение отстроенности от свобод ных составляющих осуществляется путем заряда запоминающего конденсатора С1 до амплитудного значения переменной составляющей напряжения на выходе измерительного трансформатора Т (см. рис. 3). Это напряжение, пропорциональное, на диаграмме рис. 5 заштриховано.
Селективность действия ФП обеспечивается алгоритмом комплекта элементов ЗУ: если сигнал АС приходит в течение tож, то ЗУ замыкает свой контакт ЗУ1.3 и перестает реагировать на сигналы ПО, т. е. блокируется. Таким образом обеспечивается фиксация тока нулевой последовательности при КЗ только на своей ВЛ. Если ПО среагирует на КЗ в других удаленных точках сети, то ЗУ с помощью контакта ЗУ1.1 зарядит запоминающий конденсатор С1, но сигнал АС в течение интервала tож не поступит. Это приведет к тому, что информация из кратковременной памяти будет стерта — конденсатор С1 будет разряжен по цепи контакта ЗУ1.2. Контакт ЗУ 1.3 замыкаться не будет, и блокировка ЗУ не произойдет. Следовательно, ФП останется в состоянии готовности к последующим пускам.
Из рассмотрения диаграммы рис. 5 ясно, что благодаря организации правильного взаимодействия ЗУ с ПО и системой аварийной сигнализации подстанции при использовании кратковременной электрической памяти на конденсаторе С1 удается обеспечить такие требования к ФП, как быстродействие, отстроенность от свободных составляющих, блокировка, кратность запоминания, селективность, выполнение условия одновременности пуска и одновременности фиксации.