Разъединители до 220 кВ могут выполняться с ручным приводом. Разъединители того же напряжения, рассчитанные на большие номинальные токи, а также разъединители на более высокое напряжение (330—1150 кВ) выполняются с электродвигательными приводами. Эти разъединители достаточно тяжелые, и ручное управление ими затруднено. В последнее время для управления разъединителями получили распространение пневматические приводы в РУ с воздушными выключателями, для которых имеются компрессорные и разветвленная сеть воздухопроводов.
Разъединители, имеющие электро- или пневмопривод, могут управляться как с места их установки — из шкафа привода, так и дистанционно. Для разъединителей 330 кВ и выше не допускается управление из шкафа привода из соображений безопасности персонала. Дистанционное управление разъединителями производится из шкафов управления, устанавливаемых в РУ на безопасном расстоянии от разъединителей, или со щита управления, если есть специальные требования ускорения переключений.
Рассмотрим, какая аппаратура и какие вторичные цепи применяются в схеме дистанционного управления разъединителей с электродвигательным приводом.
В закрытых РУ 6—10 кВ кинематика приводного механизма обычно выполняется так, что при первом его повороте на 180° производится одна операция (например, разъединитель включается); при повороте на последующие 180° производится другая операция (разъединитель отключается).
У разъединителей 110 и 220 кВ направление вращения двигателя при включении и отключении противоположно. Для этого случая схема управления разъединителей показана на рис. 3.5.
Рис. 3.5. Схема управления электродвигательным приводом разъединителя
Реверсирование вращения электродвигателя осуществляется применением реверсивного пускателя с независимыми обмотками КМ1 и КМ2, силовые контакты которых меняют порядок чередования фаз на электродвигателе в зависимости от производимой операции — включения или отключения. Подача команды на включение или отключение разъединителя производится с помощью ключа управления на щите управления (или в шкафу управления в РУ). Пускатель находится в шкафу привода в РУ. Команда на включение должна быть кратковременной (используется кнопка или ключ с самовозвратом), но достаточной для срабатывания пускателя. Завершение операции обеспечивается самоудерживанием пускателя на своем замыкающем контакте. В конце операции включения или отключения происходит переключение вспомогательных контактов разъединителя QS1, разрывающих цепь самоудерживания соответствующего пускателя и подготавливающих цепь катушки пускателя последующей операции. Контакт SQ1 размыкается, когда вставляется рукоятка ручного управления разъединителя, чем исключается возможность ошибочного пуска электродвигателя в это время, например дистанционно со щита управления. Для удешевления схемы отсутствует контроль исправности цепей управления, который выполнялся в схемах управления выключателей.
Это допускается, так как отказ в отключении или включении разъединителей из-за обрыва цепей управления приводит лишь к увеличению времени, требуемого для переключения в РУ, в связи с тем, что в этом случае разъединитель придется переключать вручную.
В месте управления выполняется сигнализация положения разъединителя красной и зеленой лампами. Мигание ламп сигнализации положения разъединителей не предусматривается. В приведенной схеме питание самого электродвигателя осуществляется от трехфазной сети переменного тока (шинки А, В, С). Однако питание электродвигательного привода (например, у разъединителей 6—10 кВ) может производиться и от сети постоянного тока.
Электромагнитная блокировка разъединителей. Разъединители предназначены для создания видимого разрыва между оборудованием, выведенным в ремонт, и остальной частью электроустановки, находящейся под напряжением, а также для оперативных переключений присоединений, проходящих без разрыва цепи тока (переключение присоединения с одной системы шин на другую при двойной системе шин с включенным шиносоединительным выключателем — см. рис. 1.1, а, б).
Для предотвращения неправильных действий при операциях с разъединителями создаются системы блокировок, запрещающие:
1) отключение, включение разъединителем тока нагрузки и отключение тока холостого хода трансформатора; 2) включение разъединителя (с последующим включением выключателя) на заземленный участок цепи; 3) включение заземляющего ножа разъединителя на участке цепи, не отделенном разъединителями от цепей, находящихся под напряжением.
Эти блокировки называются оперативными.
Для осуществления электромагнитной блокировки при управлении разъединителем ручным приводом на каждом приводе устанавливается замок, который запирает привод, а при управлении разъединителя электродвигательным приводом в шкафу привода устанавливается реле электромагнитной блокировки КВ1 (см. рис. 3.5), которое своими контактами разрывает цепи управления приводом.
Напряжение оперативного тока подается на контактные гнезда замка и обмотку реле KBI только при выполнении необходимых условий, которые указаны выше. После срабатывания реле КВ1 в схеме рис. 3.5 появляется возможность оперировать электродвигательным приводом. При пользовании ручным приводом замок открывается переносным электромагнитным ключом, общим для всех разъединителей РУ одного напряжения. Электромагнитный ключ состоит из катушки с подвижным сердечником и возвратной пружиной. Выводы катушки подсоединены к двум контактным штырям, которые вставляются в контактные гнезда замка.
При разрешении операций с приводом — выполнении условий блокировки — цепь катушки ключа замыкается, сердечник намагничивается и притягивает запирающий стержень замка. После этого рукояткой привода можно производить операции с разъединителем. По окончании операции ключ снимается с замка и запирающий стержень привода под действием пружины возвращается в исходное положение и запирает привод разъединителя.
Контакты КВ1.1, КВ 1.2 обеспечивают в схеме управления двойной разрыв в цепях пускателей управления электродвигателем для исключения возможности самопроизвольного переключения разъединителей при неисправностях в схеме (например, появление двойных замыканий на землю в этих цепях).
В связи с тем, что разъединитель не предназначен для коммутации тока, его самопроизвольное переключение приводит к аварии, так как в большинстве случаев сопровождается коротким замыканием и повреждением высоковольтного оборудования.
Питание цепей электромагнитной оперативной блокировки осуществляется выпрямленным напряжением 220 В от сети переменного напряжения СН. Выделение цепей блокировки на собственный источник питания, а не подключение их к аккумуляторной батарее обусловлено большой протяженностью связей по территории РУ и возможным частым повреждением их.
От панели с блоками питания, устанавливаемой в релейном щите, наиболее приближенном к РУ, прокладываются два питающих кабеля в шкафы крайних ячеек РУ. Кабельными перемычками между всеми ячейками РУ создают кольцевую схему питания. На вводе питающих кабелей устанавливаются рубильники. Кроме того, предусматриваются рубильники, секционирующие кольцо. На питающих или секционных рубильниках должно быть обеспечено разделение питающих кабелей. Цепи оперативной блокировки разъединителей каждой ячейки получают питание через индивидуальный рубильник или автоматический выключатель. К этому же источнику питания подключаются цепи дистанционного управления электродвигательным приводом разъединителя.
Рассмотрим, как обеспечиваются условия оперативной блокировки на примере электромагнитной системы блокировки разъединителей линии, присоединенной к двойной системе шин с шиносоединительным выключателем (рис. 3.6).
Рис. 3.6. Схема электромагнитной блокировки разъединителей линии в РУ с двумя системами шин
Схема приведена для разъединителей с ручным приводом. Если разъединитель снабжен электродвигательным приводом, параллельно контактным гнездам замка ручного привода Y включается обмотка реле электромагнитной блокировки КВ (см. рис. 3.5), которое своими контактами размыкает цепи управления электродвигательным приводом, если не соблюдены условия блокировки (не замкнута цепь обмотки реле КВ).
Операции с шинными разъединителями QS1, QS2 (замки Y1, Y2) разрешаются только при отключенных заземляющих ножах соответствующей системы шин. Это условие обеспечивается при помощи образования шинок EBQ1 и EBQ2 через размыкающие вспомогательные контакты заземлителей соответствующей системы шин. От этих шинок питаются цепи блокировки шинных разъединителей всех присоединений. Операции с шинными заземляющими ножами разрешается только при отключенном положении шинных разъединителей всех присоединений соответствующей системы шин.
Операции с разъединителями QS1, QS2 разрешаются только при отключенном выключателе Q1 (отсутствии тока в цепи), за исключением операции перевода любого присоединения (в нашем примере линии) с одной системы шин на другую при включенном шиносоединительном выключателе QK1 и его разъединителях QSK1 и QSK2. Например, линия включена разъединителем QS1 на I систему шин. Включение разъединителя. QS2 и последующее отключение разъединителя QS1 при переводе линии на II систему шин разрешается при включенном выключателе линии, если I и II системы шин соединены между собой замкнутой цепью I система шин — QSK1— QK1—QSK2 — II система шин. В этом случае операции с разъединителями QS2 и QS1 линии лишь включают или отключают цепь I система шин — QS1—QS2 — II система шин, параллельную цепи шиносоединительного выключателя, т. е. разрыва цепи уравнительного тока между системами шин не происходит.
При операции перевода линии с одной системы шин на другую питание на контактные гнезда замка Y1 разъединителя QS1 подается через вспомогательный замыкающий контакт разъединителя QS2 (который замкнут при включенном разъединителе) и шинку, на которую подается «—» только при включенных разъединителях QSK1 и QSK2 и выключателе QK1, а на контактные гнезда замка Y2 разъединителя QS2 — через вспомогательный замыкающий контакт QS1 и ту же шинку.
Операции с разъединителем QS3 разрешаются только при отключенном выключателе Q1.
Включение или отключение любого разъединителя разрешается только при отключенных заземляющих ножах на участках цепей до соседних разъединителей. Например, разъединителем QS3 можно оперировать при отключенных заземляющих ножах QSG3, QSG1 и QSG2, расположенных на участке цепи до соседних разъединителей QS1 и QS2, а также при отключенном заземляющем ноже QSG4 на участке цепи с другой стороны от разъединителя.
Заземляющие ножи могут быть включены или отключены только на участке цепи, отделенном с двух сторон отключенными разъединителями от смежных участков. Например, заземляющим ножом QSG3 можно оперировать только при отключенных разъединителях QS1, QS2 и QS3.
Приводы заземляющих ножей QSG3 и QSG4 располагаются в шкафу привода разъединителя QS3. Между этими приводами имеется механическая блокировка непосредственного действия, т. е. заземляющие ножи QSG3 и QSG4 могут быть включены только при отключенном разъединителе QS3, и наоборот, разъединитель QS3 может быть включен только при отключенных заземляющих ножах QSG3 и QSG4. Аналогичная механическая блокировка есть между QS1 и QSG1, а также между QS2 и QSG2, Именно поэтому в цепи замка Y3 разъединителя QS3 отсутствуют контакты заземляющих ножей QSG3 и QSG4, а в цепи замка Y1 и Y2 — соответственно контакты QSG1 и QSG2.
Механическая блокировка выполняется только для разъединителей до 220 кВ. Для разъединителей 330 кВ и выше между разъединителями и их заземляющими ножами выполняется электромагнитная блокировка.
Операции с шинным разъединителем QSI или QS2 могут производиться без проверки включенного состояния цепи шиносоединительного выключателя, но при этом в дополнение к изложенным выше условиям блокировки с заземляющими ножами проверяется отключенное положение соответственно разъединителя QS2 или QS1, чтобы, исключить разрыв уравнительного тока между системами шин оперируемым разъединителем.
Учитывая, что вспомогательные контакты заземляющего ножа и разъединителя на противоположном конце линии (аналогичные QS3 и QSG4 на этом конце линии) из-за дальности не могут участвовать в схеме блокировки, операции с QS3 и QSG4 производят только с разрешения диспетчера, удостоверившегося, что включение QS3 не будет произведено на заземленный участок цепи, а включение QSG4 — на участок цепи, находящийся под напряжением.
Отделители используются для отключения поврежденных трансформаторов со стороны высшего напряжения в схемах подстанций, питающихся ответвлением от линии, по которой имеется транзит мощности, или. концевых подстанций. Примером такой схемы является схема мостика, приведенная на рис. 1.1, е.
В схемах с трансформаторами, присоединенными через отделители, трансформаторы отключаются линейными выключателями, отстоящими часто на значительном расстоянии.
Передача отключающего импульса от защиты трансформатора к соответствующему выключателю линии может быть осуществлена по специальным линиям связи или средствами телемеханики. Широко применяются также схемы с короткозамыкателями, включение которых создает искусственное однофазное КЗ у выводов трансформатора. При этом ток в линии резко увеличивается и срабатывает защита линии, отключающая линию вместе с трансформатором.
На рис. 3.7 приведена схема управления отделителем трансформатора для подстанций со схемой мостика. Отключение отделителя защитами трансформатора производится при отключенных выключателях питающего конца линии и перемычки в бестоковую паузу цикла АПВ этих выключателей и после отключения выключателей на стороне низшего напряжения трансформатора, что контролируется отсутствием тока в цепи отделителя и короткозамыкателя при помощи реле тока, а также отсутствием напряжения на трансформаторе. При трехфазном КЗ в трансформаторе, сопровождающемся большим снижением напряжения до напряжения срабатывания реле контроля отсутствия напряжения на трансформаторе, для блокировки отключения отделителя служит реле тока КА2, включенное в цепь трансформаторов тока, встроенных во вводы высшего напряжения трансформатора. Если повреждение в трансформаторе сопровождается небольшими токами, например, при действии газовой защиты, блокировку надежно осуществляют реле напряжения KVI и KV2, включенные на междуфазные напряжения ТН на вводе низшего напряжения трансформатора.
В цепи реле KL1, собирающего информацию об отсутствии тока в цепи отделителя при поступлении сигнала от защиты трансформатора на его отключение, предусматривается замыкающий контакт SF1 автоматического выключателя вторичных цепей трансформатора напряжения 110—220 кВ. При отсутствии этого контакта в случае повреждения во вторичных цепях ТН и отключения автоматического выключателя SF1 реле напряжения KV1 и KV2 дадут ложную информацию при одновременном или последующем повреждении трансформатора с малым током повреждения, меньшим тока срабатывания реле КА2. Контроль отсутствия тока в цепи короткозамыкателя, который производится реле тока КА1, включенным в цепь ТТ короткозамыкателя, предусматривается для предотвращения отключения тока КЗ отделителем в случае отказа той фазы выключателя линии, на которой установлен короткозамыкатель, или в случае КЗ на землю на той же фазе. Последнюю блокировку можно исключить при отказе от короткозамыкателей и передаче отключающего импульса на выключатель линии по каналам связи.
Сигнализация положения отделителя на щите управления производится при помощи зеленой и красной ламп. Мигание ламп не предусматривается. Предусматривается возможность телеуправления и телесигнализации положения отделителя. Контроль исправности цепей управления отделителем и короткозамыкателем осуществляется с помощью реле положения «Включено» KQC1 отделителя и реле положения «Отключено» KQT1 короткозамыкателя.
Возможность операции с отделителями предусматривается только на холостом ходу трансформатора при отключенном выключателе Q2 со стороны низшего напряжения трансформатора. При этом нейтраль обмотки высшего напряжения трансформатора должна быть заземлена, что контролируется контактом QSG1 заземляющего разъединителя в нейтрали.
Автоматическое аварийное отключение отделителей допускается при любом положении заземляющего разъединителя нейтрали обмотки 110—220 кВ.
Для исключения возможности отключения отделителя под нагрузкой при двойных замыканиях на землю в цепях оперативного тока предусматривается разрыв цепи управления отделителем со стороны плюса и минуса как контактами ключа управления SA1, так и защитой при аварийном отключении трансформатора.
Рис. 3.7. Схема управления отделителем
С контролем отключенного положения отделителя размыкающим контактом реле KL2.2 подготавливается цепь АПВ выключателя Q1 перемычки. Восстанавливается транзит мощности по питающей линии и питание второго трансформатора.
