Тема 5.1 Выполнение оперативных переключений в электроустановках

«Организация и порядок переключений»

Электрическое оборудование может находиться в одном из следующих оперативных состояний: в работе, ремонте, резерве (ручном или автоматическом). В состоянии резерва оборудование может быть без напряжения или находиться под напряжением, если оно включено или связано токоведущими частями с источником напряжения, например трансформатор на холостом ходу. Вращающиеся генераторы и синхронные компенсаторы, даже если они не возбуждены, рассматриваются как находящиеся под напряжением.

Изменением оперативного состояния оборудования, операции с которым требуют координации действий дежурного персонала нескольких энергообъектов, руководит диспетчер энергосистемы, а оборудованием местного значения — начальники смен электростанций, диспетчеры предприятий электросетей, районов, дежурные узловых (базисных) подстанций. Если оборудование находится в оперативном управлении одного из названных выше дежурных, то все операции с этим оборудованием (включение, отключение, заземление и т. д.) выполняются только по распоряжению этого дежурного.

Часть оборудования, переданного в оперативное управление персонала низших ступеней диспетчерского управления, оперативное состояние и режим работы которого влияют i:a режим и надежность работы энергосистемы, может находиться в так называемом оперативном ведении диспетчера энергосистемы, ОДУ, ЦДУ. В этом случае распоряжение с- переключении отдается подчиненному персоналу после предварительного получения разрешения соответствующего диспетчера.

Распоряжение о переключении. Оно отдается непосредственно подчиненному персоналу. В нем указываются последовательность и конечная цель переключений. Распоряжение повторяется дежурным и записывается в оперативный журнал. Заданная последовательность операций проверяется по оперативной схеме.

Бланк переключений. В соответствии с распоряжением о переключении дежурный заполняет специальный бланк, в котором последовательно записывает все операции с коммутационными аппаратами, устройствами релейной защиты и автоматики, операции по проверке отсутствия напряжения и наложению заземлений и др. Бланк является оперативным документом. Уже само его составление дает персоналу возможность осмыслить полученное задание и продумать производство операций. Составление бланка является обязательным, если в РУ блокировка отсутствует или выполнена не в полном объеме.

Порядок выполнения переключений. При переключениях дежурный, имея при себе заполненный бланк, действует в следующем порядке:

на месте переключений внимательно проверяют по надписи наименование присоединения и название оборудования, с которым предстоит проведение операции;

убедившись в правильности выбранного оборудования, зачитывает по бланку содержание операции и выполняет ее;

при производстве переключений двумя лицами содержание операции повторяется исполнителем и затем выполняется им;

после проведения операции запись ее в бланке зачеркивается.

Переключения в зависимости от их сложности могут выполняться одним или двумя дежурными. При участии двух дежурных старший по должности производит пооперационный контроль и руководит переключениями в целом. Другой дежурный выполняет операции. Дежурные при этом не имеют права уклоняться от выполнения возложенных на них обязанностей. Нельзя, например, допускать, чтобы оба участника переключений одновременно выполняли операции с оборудованием, забыв о необходимости контроля.

Информация об окончании переключений. По окончании переключений в оперативном журнале производится запись о всех операциях с коммутационными аппаратами, изменениях в схемах релейной защиты, установленных (или снятых) заземлениях и пр. Для того чтобы записи о наложении и снятии заземлений выделить среди остального текста, их подчеркивают цветными карандашами: красным— при наложении, синим — при снятии заземления. Одновременно вносятся соответствующие изменения в оперативную схему. Об окончании переключений сообщается дежурному, отдавшему распоряжение о переключении. Сообщает получивший распоряжение.

«Переключения в схемах релейной защиты и автоматики»

Оборудование может находиться в работе или под напряжением только с включенной релейной защитой от токов КЗ. Поэтому все исправные устройства релейной защиты должны быть всегда включены в работу, Исключение составляют нормально отключенные защиты, включаемые при изменении режима работы оборудования. Вывод из работы устройства релейной защиты производится при включенной резервной защите.

При переключениях в РУ оперативный персонал производит необходимые операции с релейной защитой и автоматикой с тем, чтобы режимы их работы всегда соответствовали схеме первичных соединений РУ. Если этого не делать, то релейная защита может отказать в работе при КЗ в защищаемой зоне или, наоборот, подействовать неселективно при КЗ вне зоны ее действия.

Так же как и силовое оборудование, устройства релейной защиты и автоматики находятся в оперативном управлении (и оперативном ведении) соответствующего дежурного персонала. При переключениях в аварийных условиях персоналу разрешается самостоятельно изменять режимы работы защиты и автоматики и сообщать об этом вышестоящему дежурному после устранения аварии.

«Техника операций с коммутационными аппаратами»

Операции с выключателями. Отключение и включение электрической цепи, имеющей выключатель, выполняется выключателем. Управление выключателем может быть дистанционным или ручным. Команда на включение и отключение выключателя с дистанционным управлением подается от ключа управления и с помощью устройства телемеханики; с места установки операции проводятся только при ремонте и ликвидации аварий.

При ремонтных и наладочных работах операции с воздушными выключателями проводят дистанционно — из помещений мастерских и лабораторий.

После завершения той или иной операции с выключателем проверяется его действительное положение, так как команда включения или отключения может оказаться невыполненной. Если после отключения выключателя предстоит проведение операций с разъединителями или отделителями, то проверка положения выключателя проводится па месте установки по механическому указателю, положению подвижных контактов и траверс, показаниям манометров у выключателей с газонаполненными отделителями.

Проверка положения выключателя по показаниям сигнальных ламп и измерительных приборов допускается при отключении или включении трансформатора, линии, шин только выключателем (без проведения операций с разъединителями).

В ряде случаев возникает необходимость фиксировать выключатель в определенном положении, прежде чем персонал приступит к операциям с разъединителями. Например, при переводе присоединений с одной системы шин на другую персонал должен быть уверен в том, что шиносоединительный выключатель включен и никакие случайные действия не могут изменить его положение. Достигается это путем снятия предохранителей (или отключения автоматических выключателей) на обоих полюсах цепей управления выключателем до проверки его действительного положения на месте.

Операции с разъединителями и отделителями. Перед отключением или включением разъединители или отделители осматриваются. Они не должны иметь видимых дефектов и повреждений. Операции с разъединителями, у которых при измерениях обнаружены дефектные изоляторы, проводятся, как правило, после снятия с них напряжения.

При ручном включении разъединителей и появлении дуги между контактами ножи не следует отводить, так как дуга при расхождении контактов может удлиниться и перекрыть промежуток между фазами. Начатая операция включения во всех случаях продолжается до конца.

При ручном отключении разъединителей вначале делают пробное движение рычагом привода, чтобы убедиться в исправности тяг, отсутствии качаний и дефектов изоляторов. Если в момент расхождения контактов между ними возникнет дуга, что может быть в результате разрыва цепи тока нагрузки, разъединители немедленно включают и до выяснения причины образования дуги операции с ними не производят.

Возможность использования разъединителей и отделителей для отключения и включения намагничивающих токов силовых трансформаторов и зарядных токов воздушных и кабельных линий подтверждается эксплуатационной практикой. В связи с этим выработаны некоторые общие положения, которые должны соблюдаться персоналом, производящим операции.

В цепях 35—220 кВ, имеющих отделители и разъединители, отключение намагничивающих и зарядных токов выполняется отделителями, позволяющими быстро проводить операции благодаря наличию встроенных пружин, а включение — разъединителями при предварительно включенных отделителях.

Значение намагничивающего тока трансформатора зависит от значения подведенного к нему напряжения. С повышением напряжения намагничивающий ток резко возрастает. При отключении ненагруженного трансформатора отделителями или разъединителями значение намагничивающего тока стремятся понизить. Для этого трансформаторы с РПН переводят в режим недовозбуждения.

При отключении ненагруженного трансформатора110— 220 кВ разъединителями или отделителями возможен кратковременный неполнофазный режим вследствие неодновремености размыкания контактов отдельных полюсов, что может вызвать появление перенапряжений. Опасность перенапряжений наименьшая у трансформаторов с заземленной нейтралью. Поэтому перед отключением трансформатора от сети заземляют его нейтраль, если в нормальном режиме она была разземлена и защищена разрядником. Рекомендуется также предварительно отключать дугогасящие реакторы.

После проведения операций включения или отключения разъединителей или отделителей осмотром проверяют действительное их положение, так как в эксплуатации имели место случаи недовключения ножей, попадание ножей мимо губок, обрывы тяг, разрегулировка приводов и пр.

«Последовательность основных операций»

Операции с коммутационными аппаратами, установленными в одной электрической цепи, проводятся в последовательности, учитывающей назначение этих аппаратов и обеспечивающей безопасность для выполняющих переключения. Всякое нарушение установленного порядка переключений, пренебрежение к «мелочам», неоправданная поспешность при операциях приводят к авариям и угрожают жизни людей.

Ниже рассматривается порядок проведения операции с выключателями и разъединителями. При этом имеется в виду, что операции, требующие согласования действий персонала смежных объектов, своевременно проводятся под руководством диспетчера.

Типичной операцией является отключение линии, имеющей выключатель, линейные и шинные разъединители с каждой из ее сторон. Первой операцией является отключение выключателей, с помощью которых разрывается цепь тока нагрузки и снимается напряжение с линии. После проверки отключенного положения выключателя отключают линейные, а затем шинные разъединители. Такая последовательность операций объясняется стремлением уменьшить последствия повреждений, которые могут иметь место при ошибочных действиях персонала. Включение линии в работу выполняют в обратной последовательности, т. е. первыми включают шинные, потом линейные разъединители и затем выключатели.

Следует заметить, что при отключении линии только для работ на самой линии считается достаточным ее отключение выключателями и линейными разъединителями. Создание дополнительного видимого разрыва цепи еще и на шинных разъединителях является излишним.

Включение трансформатора под напряжение связано с кратковременным переходным режимом, в результате которого намагничивающий ток в обмотке резко возрастает, превышая иногда в несколько раз номинальное значение. Эти броски намагничивающего тока не опасны для трансформатора. На понижающих подстанциях при двух (и более) параллельно работающих трансформаторах включение одного из них, как правило, выполняется со стороны обмотки высшего напряжения. Включение трансформатора под напряжение со стороны вторичной обмотки НН и прохождение при этом большого намагничивающего тока привели бы к резкому снижению напряжения на шинах НН, что отрицательно сказалось бы на работе потребителей. С учетом включения трансформатора со стороны питающей обмотки выполняется и настройка его защит.

На практике включение в работу трехобмоточного трансформатора обычно проводят в следующей последовательности: включают шинные и трансформаторные разъединители со стороны высшего, среднего и низшего напряжений, после чего включают выключатели высшего, среднего и низшего напряжений. Отключение проводится в обратной последовательности: отключают выключатели низшего, среднего и высшего напряжений, затем отключают трансформаторные и шинные разъединители с трех его сторон.

На понижающих подстанциях, выполненных по упрощенной схеме, силовые трансформаторы с высшей стороны не имеют выключателей, но их обязательно снабжают выключателями со стороны вторичных обмоток. Последовательность операций в этих схемах предусматривается такой, чтобы разъединителями или отделителями не отключался и не включался ток нагрузки. Для этого отключение тока нагрузки и включение трансформатора под нагрузку выполняют выключателями со стороны вторичных обмоток, а отключение и включение намагничивающего тока — отделителями или разъединителями.

На электростанциях последовательность включения в работу и отключения в ремонт или резерв трансформаторов связи с системой зависит от местных условий (территориального расположения оборудования, возможности включения устройств синхронизации и др.) и нередко определяется местными инструкциями.

«Перевод присоединений с одной системы шин на другую»

В нормальных условиях эксплуатации РУ все секции и системы шин (кроме обходной) должны постоянно находиться в работе. Это обеспечивает необходимую надежность электроснабжения потребителей, так как при повреждении и отключении защитой одной из систем шин другая остается в работе. Для проведения плановых ремонтных работ на одной из систем шин она освобождается путем переключения (перевода) всех присоединений на другую рабочую систему шин.

Необходимым условием для перевода является равенство потенциалов обеих систем шин. В схемах с шпносоединительным выключателем (ШСВ) это условие обеспечивается включением ШСВ, электрически соединяющего между собой обе системы шин. Одновременно ШСВ шунтирует при переводе каждую пару шинных разъединителей, принадлежащих одному присоединению. Замыкание одного из двух шинных разъединителей при включенном другом, а также размыкание одного из двух включенных на обе системы шин разъединителей переводимого присоединения не представляют никакой опасности, поскольку цепь ШСВ, включенная параллельно, обладает относительно малым сопротивлением.

Рисунок 125 Схема РУ 10 кВ с двумя системами шин, работающими раздельно, к моменту перевода присоединений с I па II систему шин

Перевод присоединений с системы шин I на II при схеме рис. 125 выполняют следующим образом: проверяют синхронность напряжений систем шин Iи II. На подстанциях, где возможность проверки синхронности напряжений отсутствует, отдающий распоряжение о переводе подтверждает, что напряжения на обеих системах шин синхронны; включают ШСВ и с его привода снимают оперативный ток; проверяют включенное положение ШСВ; включают на систему шин II разъединители всех переводимых присоединений; отключают с системы шин I разъединители всех присоединений, кроме разъединителей ШСВ и трансформатора напряжения; переключают питание цепей напряжения релейной защиты, автоматики и измерительных приборов на трансформатор напряжения системы шин II; проверяют по амперметру отсутствие нагрузки на ШСВ, на привод подают оперативный ток и отключают ШСВ} проверяют по вольтметру отсутствие напряжения на системе шин I.

«Вывод в ремонт системы сборных шин»

При выводе в ремонт резервной системы шин проводят следующие операции: на ключе управления ШСВ вывешивают плакат «Не включать — работают люди»; проверяют на месте отключенное положение ШСВ и отключают его разъединители от резервной системы шин. В случае необходимости в зависимости от характера работ и условий безопасного их выполнения отключают также разъединители ШСВ от рабочей системы шип; отключают трансформатор напряжения автоматическими выключателями (предохранителями) НН и разъединителями со стороны ВН. Запирают дверь шкафа, где установлены автоматические выключатели (предохранители) НН, и па ней вывешивают плакат «Не включать — работают люди»; проверяют отключенное положение всех шинных разъединителей выводимой в ремонт системы шин и запирают на замок их приводы. На приводах отключенных разъединителей вывешивают плакаты «Не включать — работают люди», проверяют отсутствие напряжения на токоведущих частях, где должны быть наложены заземления, и включают заземляющие ножи.

После этого выполняются мероприятия, предусмотренные правилами техники безопасности (устанавливаются временные ограждения, вывешиваются плакаты на месте работ и т.д.). Допуск бригад к работе производится в соответствии с требованиями правил техники безопасности.

«Переключения при выводе в ремонт выключателей и вводе их в работу после ремонта»

Ремонт выключателей целесообразно производить при отключенных (выведенных из работы) электрических цепях, в которых они установлены. Это позволяет лучше организовать производство ремонтных работ и сократить число операций при переключениях. Но отключения электрических цепей на длительный срок не всегда возможны. Поэтому ремонт выключателей 110 кВ и выше производится с сохранением электрических цепей в работе, а вывод в ремонт их выключателей осуществляется одним из следующих способов:

при схеме с одним выключателем на цепь и двумя системами шин выключатель выводят из схемы, а вместо него в схему вводят ШСВ;

при схемах с одним выключателем на цепи, одной или двумя основными и обходной системой шин цепь заводят на обходную систему шин и ее выключатель заменяют обходным;

при схемах с двумя выключателями на присоединение и двумя системами шин, а также при схемах многоугольника и полуторной выводимый в ремонт выключатель и его разъединители с обеих сторон отключают.

Для замены выключателя ШСВ требуются два непродолжительных отключения цепи: одно — для установки перемычки вместо выводимого в ремонт выключателя, другое— для снятия перемычки после окончания ремонта. Необходимо также освобождать одну из систем шин для включения на нее цепи, выключатель которой выводится в ремонт. В случае замены выключателя цепи обходным выключателем все переключения проводят без отключения цепи и освобождения рабочей системы шин, что является преимуществом этого способа.

Схемы с двумя выключателями на цепь, полуторные и многоугольника позволяют выводить в ремонт и вводить после ремонта любой выключатель без отключения цепи, но на время отсутствия в схеме одного из выключателей надежность ее работы снижается.

Чтобы лучше представить сущность указанных способов, преднамеренно откажемся от детального рассмотрения всех выполняемых при этом операций и рассмотрим эти способы в обобщенном виде.

Рисунок 126 Основные группы операций при замене масляного выключателя цепи шиносоединительным

Основные группы операций при замене выключателя цепи ШСВ:

если устройства релейной защиты и автоматики предполагается перевести с выключателя цепи на ШСВ, то для этого предварительно подготавливается схема первичных соединений: все цепи, кроме той, выключатель которой должен выводиться из схемы, переводят на одну из систем шин, на другой системе оставляют цепь с выводимым в ремонт выключателем (рис. 126,а);

цепи защит поочередно переключают с трансформаторов тока выводимого из схемы выключателя на трансформаторы тока ШСВ, защиты проверяют под нагрузкой и их действие переключают по оперативным цепям на ШСВ; включают устройства автоматики (рис. 126,б);

отключают электрическую цепь и ее выключатель выводят из схемы, т. е. отсоединяют от шин и вместо него устанавливают перемычку (рис. 126, в);

после окончания работ по установке перемычки включают шинные разъединители цепи на резервную систему шин и включением ШСВ цепь вводят в работу (рис. 126,г).

Если защиты, имеющиеся на ШСВ, могут заменить основные защиты цепи, переключение защит на трансформаторы тока ШСВ не производят. После вывода выключателя из схемы цепь включают в работу под защитой ШСВ. Вносят изменения лишь в схему дифференциальной защиты шин. Трансформаторы тока выведенного в ремонт выключателя исключают из схемы защиты шин, а трансформаторы тока ШСВ вводят в схему в качестве трансформаторов тока цепи.

Основные группы операций при вводе в работу выключателя цепи, включенной с помощью ШСВ, после окончания ремонта:

отключают цепь, снимают перемычку, установленную при выводе выключателя в ремонт, и выключатель присоединяют к шинам;

после присоединения выключателя цепь включают разъединителями на резервную систему шин и вводят в работу через два последовательно включенных выключателя: выключатель цепи и ШСВ;

цепи защит поочередно переключают с трансформаторов тока ШСВ на трансформаторы тока выключателя цепи, защиты проверяют под нагрузкой и их действие переключают на выключатель цепи; включают устройства автоматики;

восстанавливают нормальную схему первичных соединений РУ согласно принятой фиксации присоединений.

Рисунок 127 Основные группы операций при замене воздушного выключателя электрической цепи обходным выключателем:

а — опробование напряжением обходной системы шин; б- подача напряжения на обходную систему шин включением разъединителей цепи на обходную систему шин; в- включение цепи через обходной выключатель; г – переключение защит и автоматики на трансформаторы тока обходного выключателя и вывод в ремонт выключателя электрической цепи

Основные группы операций при замене выключателя цепи обходным выключателем:

включением обходного выключателя с минимальными уставками на его защитах обходную систему шин опробуют напряжением (рис. 127, а). Отключают обходной выключатель, при этом с обходной системы шин снимают напряжение;

включением на обходную систему шин разъединителя цепи, выключатель которой предполагается вывести в ремонт, подают напряжение на обходную систему шин (рис. 127,б);

включают обходной выключатель с уставками на его защитах, соответствующими уставкам защит цепи и введенными в схему дифференциальной защиты шин (ДЗШ) трансформаторами тока обходного выключателя. Отключают выводимый в ремонт выключатель цепи (рис. 127, в);

отключают дифференциальную защиту шин и из ее схемы выводят трансформаторы тока отключенного в ремонт выключателя цепи.

При необходимости с выводимого в ремонт выключателя переводят на обходной выключатель быстродействующие основные защиты, которые затем проверяют под нагрузкой и включают в работу; включают устройства автоматики;

отключают разъединители и выводимый в ремонт выключатель заземляют (рис. 127,г).

Основные группы операции при вводе в работу выключателя цепи, включенной с помощью обходного выключателя, после окончания ремонта:

с вводимого в работу выключателя снимают заземления;

к трансформаторам тока вводимого в работу выключателя подключают временные, проверенные от постороннего источника тока защиты;

при помощи испытательных блоков к схеме ДЗШ подключают цепи трансформаторов тока вводимого в работу выключателя;

включают линейные и шинные разъединители и выключатель цепи, после чего отключают обходной выключатель;

переводят с обходного выключателя, проверяют под нагрузкой и включают по нормальной схеме с действием на введенный в работу выключатель все защиты цепи, а временно включенные защиты отключают; включают устройство автоматики;

отключают разъединители цепи от обходной системы шин.

Вопросы для повторения

1. Что следует понимать под оперативным состоянием оборудования?

2. Порядок выполнения оперативных переключений в электрических распределительных устройствах.

3. Как и для чего в процессе переключений осуществляется проверка действительных положений коммутационных аппаратов?

4. Какое основное условие должно быть выполнено при переводе присоединений с одной системы шин на другую?

5. Перечислите группы операций при замене выключателя цепи обходным выключателем.

6. Перечислите группы операций при замене выключателя цепи шиносоединительным выключателем.

Раздел 6 Ликвидация аварий в электрической части электрической станции или подстанции и на линиях электропередач